寡核苷酸生产工艺及其高效解决方案
近年来，核酸药物被认为是继小分子药物、抗体药物之后的第三代创新药物。作为核酸药物中的代表，寡核酸药物展现了极大的潜力，那么今天我们就一起来看看寡核苷酸是如何生产以及Cytiva如何通过整体解决方案高效促进寡核苷酸的生产。
目前寡核苷酸主要包括反义寡核苷酸 (ASO) 、小干扰RNA (siRNA) 等。如图1所示，寡核苷酸原液的主要生产工艺流程是固相合成、裂解脱保护、纯化以及超滤换液过程。
图1：寡核苷酸生产流程
寡核苷酸的固相合成过程
目前通用的寡核苷酸合成方法多为固相合成法。图2为采用固相合成法的固相载体，承载固相载体进行合成循环反应的是合成柱，见图3。
图2：预连单体的固相载体
图3：合成柱
寡核苷酸的固相合成具体过程由4步循环组成：脱保护、 偶联、氧化和盖帽，如下图4所示：
图4：寡核苷酸的固相合成过程
寡核苷酸的基础工艺生产过程
1
脱保护：使用干燥有机溶剂与酸液（二氯乙酸）除去核苷酸上的5''-DMT保护基团，暴露5''-OH，以供下一步偶联。
2
偶联：单体经过活化后被泵入合成柱，脱保护的5''-OH会与亚磷酰胺四唑活性中间体，形成新的磷氧键，在这一步核苷酸链得到延伸。
3
氧化：偶联反应生成的亚磷酯键，易被酸、碱水解，因此需要进行氧化或硫化操作，形成磷酸二酯（或硫代膦酸二酯）键。
4
加帽：为了防止这些5''的活跃基团与下一个循环加入的活化亚磷酰胺单体发生偶联反应，进而产生N-1杂质，需要对未参与偶联的5''-OH羟基加帽。
5
氨解：在合成循环后，需要对中间产品使用氨水进行氨解反应，将寡核苷酸从固相载体上切割下来并进行基团的脱保护处理。
6
纯化和超滤：可选择离子层析或疏水/反相层析，在层析过程后，需要对产品进行脱盐操作。
图5：实验室至商业化规模Cytiva设备选择
在寡核苷酸生产过程中，两个特殊注意点需要考虑：
1
防爆需求：因在合成过程中会使用到大量有机溶剂，基于风险考虑，在设施设备电气，房间布局，暖通系统等方面做充分设计；进行试剂的使用后收集处理；另外也需要考虑消防喷淋系统，事故风机等布置。
2
除水需求：在合成阶段中，一些溶剂和单体需要进行完整持续地除水操作，可采用3A级分子筛进行除水处理。
Cytiva助力寡核苷酸高效生产
Cytiva作为全球生命科学的先行者，在寡核苷酸的生产领域已经为多家客户提供了专业方案，顺利地运营多个项目。
企业整体解决方案团队在寡核苷酸生产项目上有丰富的工艺设计和项目管理经验。团队可提供基于寡核苷酸中试和商业化生产的完整工艺设计包，该工艺设计包从客户提供的基础信息入手，开展完整的工艺设计，其中包括如下设计交付物：
工艺设计基础
物料衡算
设备清单
工艺流程方块图
生产排班及工艺用水、废液量估算
平面设计咨询服务
图6：设备布局
另外，通过与多家国内国际厂商的通力合作，Cytiva企业整体解决方案团队计划推出全新整体解决方案。该方案硬件包括Cytiva的核心工艺设备，不锈钢工艺和辅助罐体系统，以及DCS自控系统。
不锈钢罐体系统：
中试和商业化生产级别，用于进行溶剂的储存，试剂的配制以及中间产品的耐压反应。
图7：不锈钢工艺和配液系统
DCS自控平台：
卓越的信息采集和分析功能，对系统的精准控制。基于batch配方，生产监控，调整并优化其运行过程，我们能够实时监测整个生产工艺流程，大幅降低人为干预的需求，最大程度地减少潜在风险。
在企业整体解决方案中，项目管理服务从合同正式签订前就已经开始接入，项目经理依据严谨完善的管理规程，项目经理把控每个环节，从项目启动到移交，确保项目得到准时地交付，真正做到全生命周期的项目管理。
图8：全生命周期项目管理流程
小 结
随着寡核苷酸药物的快速发展，越来越多的公司开始投入到寡核苷酸药物的研发生产中，Cytiva致力于为行业提供更为新颖和高效的企业整体解决方案，更好地满足客户需求，消除了客户的使用烦恼，使用更灵活、高效。
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