熱門核酸藥物種類- ASOsiRNA mRNA Aptamer
- 核酸藥物的優勢核酸藥物基于堿基序列快速直觀的設計，利用簡單的制備原料和工藝，可負擔的生產成本，讓藥物研發的周期大幅縮短，讓藥物定制或個性化治療方案成為可能，使罕見病等困擾目前醫藥行業的棘手問題得以解決。
- 核酸藥物合成&修飾
合成
◆ 核苷酸單體合成
◆ 寡核苷酸合成
◆ 遞送系統合成
◆ 寡核苷酸偶聯物合成
修飾
◆ 糖修飾
◆ 堿基修飾
◆ 骨架修飾
◆ 遞送系統修飾
美迪西核苷酸藥物化學合成平臺可以一站式提供單體合成、修飾；寡核苷酸合成；遞送系統合成以及寡核苷酸偶聯物的合成。已經建成的siRNA庫，不僅有豐富的單體庫存，而且擁有龐大的單體合成砌塊庫，可以快速完成各類修飾單體的合成。美迪西擁有專業的小核酸藥物的研發團隊可以提供高效快捷地研發服務；已有多個siRNA藥物FTE項目完成和進行中。
- 生物活性評價◆ siRNA-GALNAc與靶向肝細胞的結合評估（ELISA,SPR,FP,FACS,MSD,Confocal 顯微鏡）◆ 靶標mRNA/蛋白質水平降低評估（RT/Q-PCR,Western blot)◆ 細胞表型和功能性干擾的評估（細胞增殖，遷移，蛋白質修飾和互作）
◆ 脫靶效應評估◆ 在數據庫尋找潛在的脫靶off-target mRNA和蛋白（數據庫如NCBI/nucleotide BLAST)◆總體分析脫靶現象(RNAseq or RNA Microarray)
- 核酸藥物CMC研究寡核苷酸藥物開發過程中藥學方面的挑戰主要是寡核苷酸大規模生產能力和分析與質控能力要求高，大規模生產對單體原料，設備，合成工藝及純化方面都有很高要求。制劑方面的挑戰在于制備LNP（GalNac技術的小核酸除外）的難度高；分析方面挑戰在于寡核苷酸的有關物質與活性成分本身的結構相似性大，質量研究與控制需要多原理不同手段的分析方法進行，除了一般注射劑研究外還要進行LNP的包封率測定等。美迪西在siRNA等寡核苷酸藥物方面的CMC服務項目已啟動。
- 核酸藥物工藝開發起始物料選擇：易采購、低毒性、質量穩定的原輔料和試劑選擇；核酸工藝開發：低成本、高安全性、質量穩定的綠色生產工藝；質量控制：先進的質量控制體系，完善的質控技術標準；工藝放大：端到端深度對接，平穩轉移。
核酸藥物制劑服務- 脂質及其衍生物憑借其低免疫原性、生物相容性及對寡核苷酸分子較高的包封率成為近年來備受關注的核酸藥物的新型遞送系統，系統中的脂質可以在生理環境下帶有正電荷，通過靜電作用將帶有負電荷的核酸分子包裹起來，并幫助整個載體系統與靶細胞的細胞膜相結合，從而起到遞送作用。
圖片來源：Science China Life Sciences volume 62,pages333-348(2019)
- 常見脂質遞送系統
- 美迪西常用納米粒子制備方法
- 成功RNA遞送系統的特征遞送系統的設計依靠化學修飾手段可以實現，合成途徑不復雜，便于生產；有靶向的遞送，遞送的靶向和脫靶比率要在可接受的范圍。靶向和脫靶遞送需要同時使用生物分布和功能化指標來衡量，因為95%的RNA可能被保留在內體(endosome)中，生物分布并不見得能夠預測RNA的功能性遞送。產生療效的RNA劑量必須顯著低于可能產生毒性的劑量；藥物的活性應該在不同批次之間保持一致;在大多數臨床環境下，重復給藥不會導致療效或安全性的喪失。
- 美迪西納米遞送系統研究體系
核酸-脂質系統研究 ? 處方：藥脂比研究、溶劑篩選、水相：有機溶劑比例研究等；
? 工藝：制備方法；
? 穩定性：溶液狀態初步穩定性；
? 劑型篩選。
核酸藥物生物分析
藥代、毒代分析 ? 分子雜交-酶聯分析（H-ELISA) LC-MS/MS ；
? 分子雜交-電化學發光分析（H-ECL）；
? 反轉錄熒光定量PCR（RT-qPCR）；
? 定量PCR(qPCR)；
? 數字微滴PCR(ddPCR)。
免疫原性分析 ? 總抗藥物抗體即ADA分析 ；
? MSD ；
? 中和抗體（Nab)分析：CLBA or Cell-based Assay。
PD或TOX相關細胞因子和生物標志物 Cytokine&Biomarker(細胞因子或生物標志物）
? Singleplex（基于各種LBA技術）；
? Multiplex(Luminex、MSD、FACS CBA技術）；
? FACS。
- 美迪西案例：Compound A –siRNA plasma quantification (20 μL plasma)
生物分析三大技術平臺- LC-MS/MS/HRMS技術平臺
高特異性靈敏度：可達ng級別優勢：可監測代謝產物 - Hybridization-EIA/ECL技術平臺
靈敏度：可達pM級優勢：多變的標記策略、個性化的反應策略 - qPCR/ddPCR技術平臺高特異性靈敏度：可達1個log級別內的拷貝數優勢：更靈敏
核酸藥物藥效學評價- 寡核苷酸藥物開發過程中藥效學方面的挑戰包括：靶向不足導致靶部位的寡核苷酸藥物濃度低導致給藥劑量不斷增高；寡核苷酸藥物與非靶 RNA 結合引發的脫靶毒性等。美迪西案例：核酸藥物藥效學評價◆ 不同用藥途徑的比較（如靜脈注射，瘤內局部注射）◆ 體內藥效與靶標mRNA/蛋白質降解（PD）和寡核苷酸藥物的系統暴露量（PK）的相關性分析
? Animals: Female BALB/c Nude mice；
? Cells: MDA-MB-231, 5x106/mouse；
? Model Establishment: Right flank SC injection；
? Treatment: IV injection;
TIW (three times a week);
Group3, 4: mRNA (LNP)group.
? Animals: Female BALB/c Nude mice；
? Cells: MDA-MB-231, 5x106/mouse；
? Model Establishment: Right flank SC injection；
? Treatment: Intratumor in-jection;
TIW (three times aweek);
Group 7, 8: mRNA(LNP) group.
◆ 脂質納米粒（Dendrimer LNP）◆ (遞送和NIR影像，Luc mRNA;Ⅳ and intra-tumoral)
◆ 外泌體（CNP-generated exosome)◆ （腦膠質瘤導向外泌體Exo-T遞送PTEN mRNA,IV）
- 同源小鼠模型
Cancer Type Cell Lines Bladder Cancer MB49 Brain Cancer G261 Breast Cancer 4T1, EMT6, JC,EO771 Colon Cancer CT26.WT, MC-38, Colon26 Leukemia C1498, L1210, WEHI-3 Liver cancer H22, Hepa 1-6 Lung Cancer LLC1, KLN205 Lymphoma A20, EL4, L5178-R, E.G7-OVA Mastocytoma P815 Melanoma B16-F10, Clone-M3 Myeloma J558 Pancreas Cancer Panc 02 Renal Cancer RENCA Luciferase Cell Line G261-luc, 4T1-luc, Mc38-luc, H22-luc, B16-F10-luc, LLC1-luc - 人源化小鼠模型
Cancer Type Cell Lines in PBMC or HSC CD34+ Humanized Mice Brain Cancer U-87 MG Breast Cancer HCC1954, MDA-MB-231, JIMT-1 Colon Cancer HT29, LoVo, Ls174T, HT-15 Gastric Cancer NCI-N87, NUGC-4 Leukemia THP-1 Lung Cancer HCC827, NCI-H1975, NCI-H292, A549 Lymphoma Raji, TMD8, MOLM-13 Melanoma A375 Myeloma RPMI-8226, NCI-H929, MM.1S Ovarian Cancer OVCAR-3 Pancreatic Cancer Capan-2 Renal Cancer 786-O Skin Cancer A431
核酸藥物藥代動力學研究- 寡核苷酸藥物開發過程中藥代動力學PK方面的挑戰也是此類藥物較大的難題。未經修飾的寡核苷酸類藥物成藥性不佳；PK特性差；穩定性差；容易被核酸酶降解；分布特性差；和靶標的結合力不佳；生物分析方法開發難度大等。通過化學修飾和遞送系統可以解決這些問題。隨著技術突破，部分難題目前得到較好的解決辦法，其中化學修飾可以避免核酸類藥物被核酸酶降解并延長半衰期，高效安全的遞送系統可以使寡核苷酸類藥物精準的靶向器官，比如肝臟，并提高細胞攝取效率，使寡核苷酸類藥物發揮較好的治療功能。寡核苷酸藥物從轉錄后水平進行治療，能針對難以成藥的特殊蛋白靶點實現突破，有望攻克尚無藥物治療的疾病包括遺傳性疾病和其他難治性疾病。美迪西具備完善的寡核苷酸生物分析平臺、肝臟活體穿刺、肌肉活檢和鞘內注射平臺用于PK和PK/PD研究。
美迪西食蟹猴B超引導下肝臟活體穿刺平臺能夠最大程度地避開大血管及膽囊，具有創傷小、穿刺操作安全簡便、定位準確、術后恢復較好等優勢。B超引導下肝臟活體穿刺平臺可實時動態顯示活檢針進針取材的全過程，提高穿刺成功率和實驗結果的準確性，同時也促進了實驗動物福利的完善，已經多次應用于基因治療藥物的臨床前體內PK和PK/PD評價項目，并在同一個體動物上不同時間點實現連續采集多份肝臟樣品。同時，食蟹猴肌肉活檢平臺同樣可實現在同一個體動物上連續采集多份肌肉樣品；對于神經系統治療藥物，局部鞘內注射平臺實現局部治療，都能夠為基因療法和核酸藥物臨床前PK和PK/PD評價提供有力支持。2022年7月8日線上研討會《助力揚帆，核酸藥物新時代啟航》是你核酸藥物研發前行路上不可錯過的可靠向導。這是一場干貨滿滿的知識盛宴，是一場關乎核酸藥物未來的頭腦風暴，更是一場值得每一位醫藥人士參與的驚喜約“會”，快來觀看視頻回放吧。2023年1月5日，美迪西藥代動力學及生物分析部主任蔣品博士做客美迪西云講堂直播間，根據美迪西 DMPK 部門的試驗經驗，分享一些不同類型創新藥的DMPK研究案例，講解這些藥物在研發過程中的DMPK要點，希望對關注DMPK的各位研究者有所幫助。歡迎觀看視頻回放。
