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技术文章
核苷酸能够规模化生产的原因
点击次数:6761 发布时间:2018/6/26 10:12:14
规模化生产是药物开发的基础,这一点对于反义寡核苷酸药物尤为重要。反义寡核苷酸药物是目前*为成熟的寡核苷酸药物,但由于其没有级联放大作用,在临床和动物实验中使用剂量大,高达25−50 mg/kg[47]或800−1 000 mg/周。因此,作为药物的寡核苷酸必须能够规模化生产,合成克级甚至千克级的寡核苷酸,并要降低成本,才有可能开展临床和动物实验。
目前寡核苷酸几乎都是使用化学方法合成,即采用固相亚磷酰胺三酯法合成,并用高效液相色谱分离纯化。常规的DNA合成仪只能合成毫克级的寡核苷酸,大规模DNA合成必须采用克级和千克级DNA合成仪,如GE Healthcare公司生产的 KTA OligoPilot系列。
目前仅有少数大型生物制药公司,如美国ISIS公司和丹麦的Santaris公司,才有能力合成千克级的寡核苷酸,开展反义药物的大规模临床研究。国内仅有军事医学科学院王升启等开展了寡核苷酸大规模合成及动物实验,但目前尚无核酸药物上市或进入临床实验。究其主要原因,大规模合成寡核苷酸,仪器设备成本过于高昂,一直是寡核苷酸药物研究的瓶颈。
另外,化学合成寡核苷酸初产品被杂质和截短的错误序列(又叫失败序列)所污染,使产物纯化十分困难。产生这些失败序列的原因是在合成过程中脱三苯甲基(Detritylation)、耦合(Coupling)、硫化(Sulfurization)或保护(Capping)等反应不完全造成的,因此,必须对寡核苷酸粗产品进行纯化。然而合成寡核苷酸中*难以除去的杂质是大量(n-1)缺失序列(与完整长度为n的寡核苷酸相比仅相差一个核苷酸)。
对于长度为18-21碱基对的寡核苷酸,用高效液相色谱法几乎无法从产品中完全除去(n-1)缺失序列。此外,合成过程需要采用多种有害化学试剂,例如去保护试剂——三氯乙酸(TCA)或二氯乙酸(DCA),必须溶解在卤化溶剂中(通常是二氯甲烷)。二氯甲烷具有高毒性、高挥发性和致癌性。因此,大规模的寡核苷酸生产不仅成本高昂,而且涉及到使用和处理危险化学品,对环境和人体存在潜在的威胁。
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原创作者:上海谷研实业有限公司