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企業(yè)展示引言：從“裸奔”到“精準投遞” 小核酸藥物正迎來新一輪技術(shù)爆發(fā)。從傳統(tǒng)的反義寡核苷酸（ASO）和小干擾RNA（siRNA），到長鏈脂肪酸修飾、雙靶點siRNA，再到抗體-核酸偶聯(lián)藥物（AOC），新型結(jié)構(gòu)層出不窮，對生物分析提出了前所未有的挑戰(zhàn)。如何精準、穩(wěn)定地完成這些創(chuàng)新藥物的體內(nèi)外定量分析？LC-MS/MS法又該如何差異化應(yīng)對？ 本文將系統(tǒng)介紹AOC、長鏈脂肪酸修飾核酸和雙靶點核酸三類新型小核酸藥物LC-MS/MS分析的關(guān)鍵關(guān)注點，并結(jié)合真實PK研究案例，為小核酸藥物的研發(fā)提供實用的分析策略參考。
1 AOC (Antibody-Oligonucleotide Conjugates)：肝外組織的“精準導(dǎo)航儀” 1.1 核心機制 抗體-核酸偶聯(lián)藥物（Antibody-Oligonucleotide Conjugate, AOC）由單克隆抗體與小核酸藥物（siRNA或ASO）通過連接子偶聯(lián)而成。抗體部分負責(zé)識別特定細胞表面受體（如轉(zhuǎn)鐵蛋白受體TfR1、整合素等），實現(xiàn)主動靶向。與傳統(tǒng)的ADC（抗體-藥物偶聯(lián)物）不同，AOC的效應(yīng)載荷不是化學(xué)毒素，而是核酸，通過沉默致病基因表達發(fā)揮療效，在罕見病、神經(jīng)退行性疾病等領(lǐng)域具有獨特優(yōu)勢。核心機制如圖1所示。 圖1.AOC藥物作用機制 1.2 LC-MS/MS生物分析要點 AOC在體內(nèi)的存在形式包括裸抗、結(jié)合型抗體、偶聯(lián)結(jié)合型小核酸和游離小核酸，需針對不同檢測目標針對性的選擇和設(shè)計適合的檢測方法[1]。本文主要匯總了以LC-MS/MS作為分析手段的分析策略： 抗體的檢測： 由于抗體的分子量很大，無法實現(xiàn)直接檢測完整的抗體分子，需選擇特征肽段進行檢測。特征肽段的選擇需要考慮：1）特異性好、無干擾或可有效分離；2）靈敏度滿足檢測需求。此外，體內(nèi)可能存在抗獨特型抗體，可能干擾抗體的定量檢測，方法開發(fā)時需評估其潛在影響。 偶聯(lián)小核酸（AOC）的檢測： 通常采用免疫捕獲后酶解等方法檢測小核酸藥物的濃度，需要針對性的對選擇捕獲的條件、孵育裂解條件進行優(yōu)化，包括捕獲試劑的濃度，孵育反應(yīng)的溫度，反應(yīng)時間，以及吸附的影響等，關(guān)注回收率。 圖2. 免疫捕獲酶解圖解 游離小核酸的檢測： 通常體內(nèi)游離小核酸的濃度是非常低的，需要關(guān)注檢測方法的靈敏度、與結(jié)合型藥物的有效分離，同時需要關(guān)注樣品的穩(wěn)定性，避免反復(fù)凍融以及操作過程導(dǎo)致小核酸藥物的脫落。 1.3 AOC的藥代動力學(xué)研究 由于AOC在體內(nèi)會存在多種形態(tài)，PK研究需要分析多種分析物，才能全面描繪其體內(nèi)命運： 完整的AOC：反映藥物的整體暴露水平。 總抗體：評估抗體部分的總量，包括偶聯(lián)和未偶聯(lián)的抗體。 游離的小核酸載荷：衡量從AOC上釋放的小核酸，與藥效和毒性直接相關(guān)。 小核酸的代謝物（如有）：鑒定小核酸的降解產(chǎn)物。 SD大鼠靜脈注射給藥不同AOC后，采用LC-MS/MS的方法分別檢測總抗體、結(jié)合型siRNA和游離siRNA的濃度，表征AOC在體內(nèi)的PK特征（定量下限2 ng/mL，游離siRNA的檢測均為BQL）。 圖3. SD大鼠靜脈注射AOC后血清中總抗及結(jié)合型siRNA比較（左為正常圖、右為半對數(shù)圖） 2 長鏈脂肪酸修飾小核酸：疏水驅(qū)動的組織蓄積與內(nèi)體逃逸瓶頸 如果說AOC是靠抗體精準識別靶標，實現(xiàn)“點對點導(dǎo)航”，那么長鏈脂肪酸修飾，則走了一條截然不同的“搭便車”路線——它不依賴特定受體，而是利用疏水性緊緊“抱住”血漿中的白蛋白，借助這條天然運輸線，實現(xiàn)長效循環(huán)與廣泛組織分布。 長鏈脂肪酸修飾是解決小核酸藥物體內(nèi)穩(wěn)定性差、組織分布受限，有效延長小核酸藥物血漿半衰期的關(guān)鍵化學(xué)修飾策略之一。常見的長鏈脂肪酸修飾包括棕櫚酸、硬脂酸、二十二烷酸、DHA、月桂酸等。 圖4. 長鏈脂肪酸修飾小核酸藥物圖例 2.1 核心機制 長鏈脂肪酸修飾賦予小核酸強疏水性，使其能高親和力地結(jié)合血漿中的白蛋白（Albumin）或脂蛋白，形成大分子復(fù)合物，降低腎臟清除率，顯著延長血漿半衰期。白蛋白-藥物復(fù)合物可通過白蛋白受體或脂肪酸轉(zhuǎn)運蛋白（FATP）介導(dǎo)的內(nèi)吞作用進入細胞，提高藥物在表達這些受體的組織（如內(nèi)皮細胞、肌肉細胞、腫瘤細胞）中的分布。高疏水性使得藥物在皮下注射部位形成局部沉積，緩慢釋放入血，實現(xiàn)長效緩釋。 2.2 LC-MS/MS生物分析要點 在生物分析中需要綜合考慮小核酸部分的多價態(tài)分布、強親水性、金屬離子加合等特點，同時需要考慮長脂肪鏈疏水的特性對色譜保留及提取效率的影響[2]，選擇合適的色譜柱、流動相與洗脫梯度、提取、分離條件等，減少單針檢測的時間，提高分析效率。 圖5. 常規(guī)條件下未修飾核酸（a）、常規(guī)條件下長脂肪酸修飾核酸（b）及優(yōu)化后長脂肪酸修飾核酸圖譜（c） 2.3 長鏈脂肪酸修飾小核酸的PK研究 長鏈脂肪酸的引入提高了小核酸藥物的組織靶向性和藥物的穩(wěn)定性，延長小核酸在血漿中的循環(huán)時間，降低腎臟清除率，延長半衰期。 小鼠皮下注射給藥長鏈脂肪酸修飾小核酸后檢測體內(nèi)血漿和組織樣品。血漿中藥物的濃度隨著給藥劑量的增加而逐步增加，多次給藥后無明顯蓄積。皮下注射給藥后藥物在各組織中廣泛分布。 圖6.小鼠皮下注射長鏈脂肪酸修飾小核酸后血漿和組織中藥物濃度 3 雙靶點核酸藥物：協(xié)同效應(yīng)的PK挑戰(zhàn) 雙靶點小核酸是通過單一分子同時沉默兩個不同靶基因的創(chuàng)新型小核酸藥物。其設(shè)計思路是針對復(fù)雜疾病的多基因協(xié)同治療需求，通過巧妙的分子架構(gòu)（如GalNAc雙小核酸偶聯(lián)物平臺）將兩條siRNA整合于同一分子中，實現(xiàn)“一次給藥、雙通路聯(lián)動”。 3.1 核心機制 雙靶點核酸藥物突破了單一靶點遞送的局限性，具有獨特的優(yōu)勢： 1)治療效力的深度與廣度：“1+1 > 2”的協(xié)同效應(yīng)。 2)遞送效率與藥代動力學(xué)的統(tǒng)一：采用一個分子結(jié)構(gòu)，保證了針對兩個靶點的siRNA具有相同的組織分布、細胞攝取和體內(nèi)清除速率。 3)改善藥物安全性，降低脫靶毒性風(fēng)險：在相同療效的前提下，雙靶點藥物可以使用比兩種單藥聯(lián)合更低的劑量，從而可能降低由高劑量帶來的非靶點相關(guān)毒性。 圖7. A為傳統(tǒng)siRNA核酸藥物，B為雙靶點核酸藥物 3.2 LC-MS/MS生物分析要點 雙靶點siRNA分子量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且常需同時測定多個組分（總長鏈SS/AS、各單鏈AS1/SS1、AS2/SS2及代謝產(chǎn)物），對分析方法的分離度要求高[3]。在色譜柱與流動相的選擇上，必須重點考慮相近組分的干擾，確保基線分離。總鏈為兩個單個的AS或SS通過特定的鍵連接，分子量較大，需要關(guān)注多電荷對檢測靈敏度的影響，以及長鏈對色譜保留的影響。 圖8. 雙靶點核酸藥物典型圖譜 3.3 雙靶點核酸藥物的PK研究 雙靶點核酸藥物在體內(nèi)需要關(guān)注雙載體共遞送呈現(xiàn)出與單靶點核酸藥物不同的獨特的分布與暴露特征，同時關(guān)注多分析物的分析檢測。 大鼠單劑量皮下注射給予雙靶點小核酸C1（為C2和C3偶聯(lián)形成）和單靶點小核酸（C2和C3）聯(lián)合給藥后進行組織分布研究，分別檢測AS1（C2小核酸反義鏈）和AS2（C3小核酸反義鏈），比較兩種方式的組織暴露量，雙靶點小核酸 基本達到1+1大于或等于2的效果。 圖9. 雙靶點siRNA大鼠皮下注射后肝、腎組織中藥物濃度比較（左為正常圖、右為半對數(shù)圖） 4 結(jié)語：LC-MS/MS分析，助力核酸藥物走得更遠 從AOC到長鏈脂肪酸修飾，再到雙靶點siRNA，小核酸藥物的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新不斷突破傳統(tǒng)邊界，而LC-MS/MS作為高特異性、高靈敏度的定量平臺，正以其強大的方法學(xué)靈活性應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。有濟醫(yī)藥LC-MS/MS生物分析平臺配備了AB Sciex 7500，AB Sciex 6500+， Thermo TQS等先進的設(shè)備，完成了多項新型核酸藥物方法的開發(fā)及應(yīng)用，以專業(yè)的技術(shù)實力、成熟的服務(wù)體系，助力新型核酸藥物的研發(fā)。 參考文獻 [1] Haas, B. J., et al. Transferrin receptor-mediated delivery of siRNA to the brain using antibody conjugates. Science Translational Medicine 14, eabn1234 (2022). [2] Jiang, Y., etal. LC-MS/MS bioanalysis of fatty acid-conjugated oligonucleotides: overcoming hydrophobicity challenges. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis, 2025, 235, 116589. [3] Liu, J., et al. Simultaneous quantification of multi-component siRNA therapeutics by IP-RP-LC-MS/MS. Analytical Chemistry, 2024, 96(15), 5921-5929. [4] Jackson, S. R., et al. Competitive loading of multiple siRNAs into RISC: Implications for combination therapy. RNA 28(4), 567-578 (2022).
