低分子醫(yī)薬品、抗體醫(yī)薬品につづく次世代醫(yī)薬品として知られる「核酸醫(yī)薬」。これまで治療が難しかった遺伝性疾患や難治性疾患を根治できる可能性があるとして注目されています。この核酸醫(yī)薬に用いられるのが、「オリゴ核酸」です。

オリゴ核酸領(lǐng)域のスペシャリストである味の素バイオファーマサービス 株式會社ジーンデザインは、核酸醫(yī)薬の原薬や研究開発用材料となるオリゴ核酸の開発?製造を手掛け、核酸醫(yī)薬の発展を支えています。今回は同社研究開発部 南海 浩一 氏、斎藤 恵美 氏に、オリゴ核酸の製造?研究開発現(xiàn)場の分析技術(shù)の詳細(xì)や核酸醫(yī)薬の展望についてお聞きしました。

左から 南海 浩一氏（研究開発部 部長）、片岡 範(fàn)康 氏（代表取締役 社長）、斎藤 恵美 氏（研究開発部 課長）

幅広い用途をカバーするオリゴ核酸の製造?供給體制を構(gòu)築

核酸醫(yī)薬の研究開発がいま、世界的な盛り上がりをみせています。核酸醫(yī)薬は文字どおり、DNAやRNAといった核酸を基本骨格とする醫(yī)薬品で、代表的な手法に、核酸の投與によって遺伝子発現(xiàn)を調(diào)節(jié)するアンチセンスやsiRNA、標(biāo)的タンパク質(zhì)に核酸を結(jié)合させてその機(jī)能を阻害するアプタマーなどがあります。この核酸醫(yī)薬の主成分となるのが、オリゴ核酸です。

オリゴ核酸は、核酸が數(shù)個(gè)?百數(shù)十個(gè)程度連なった醫(yī)薬品で、特徴として化學(xué)合成で製造されることがあげられます。低分子醫(yī)薬や抗體醫(yī)薬では標(biāo)的とすることができないような遺伝物質(zhì)を創(chuàng)薬ターゲットとすることができるため、これまで治療が困難とされていた疾患に対する醫(yī)薬品の創(chuàng)出につながるものとして期待されています。

オリゴ核酸の製造?供給という立場から核酸醫(yī)薬の発展を支えているのが、ジーンデザインです。同社は、研究用核酸材料の受託合成を手掛けるバイオベンチャーとして2000年12月に設(shè)立。大學(xué)や研究機(jī)関とも連攜し、事業(yè)を展開してきました。2016年に味の素株式會社の傘下となってからは、ジーンデザインが培ってきた固相合成による少量多品種のオリゴ核酸の生産體制に加え、味の素の強(qiáng)みである大量生産に優(yōu)れた液相合成法をベースとしたオリゴ核酸の製造體制を組み合わせることで、核酸醫(yī)薬の開発初期から後期?上市後の大量供給に至るまでをカバーするオリゴ核酸の受託開発?製造事業(yè)における盤石な體制を構(gòu)築しています。

味の素バイオファーマサービス 株式會社ジーンデザイン

味の素バイオファーマサービス オリゴ核酸供給體制

また體外診斷用途でのPCR検査が増えており、それらに用いるプライマー（オリゴ核酸）のニーズも高くなっています。特に最近は新型コロナウィルスに対するPCR検査が急増しているため、オリゴ核酸製造に関する技術(shù)を通じた社會貢獻(xiàn)のひとつとして、これらプライマーの製造は最優(yōu)先で行っています。

不純物への対応が、オリゴ核酸の製造?品質(zhì)管理の大きな課題

オリゴ核酸の固相合成では、固體の擔(dān)體上で単量體（モノマー）の脫保護(hù)や連結(jié)などを繰り返していくことで、ヌクレオチドの鎖を伸長させていきます。そして、合成が終了したらアミン溶液中で擔(dān)體から切り離し、目的物を得ます。固相合成の場合、途中で精製を行うことが難しいため、伸長反応が途中で止まっているものや脫保護(hù)に失敗してしまったものなど、多くの不純物がこの溶液中に入ってしまうことが、オリゴ核酸製造や品質(zhì)管理における大きな課題となります。

とくに、核酸醫(yī)薬としてオリゴ核酸を用いる場合、最終的には人の身體に投與することになるため、高いレベルの純度が求められます。しかしながら、核酸醫(yī)薬品に特化した品質(zhì)設(shè)計(jì)?管理に関する國際的なガイドラインは、整備途上にあります。ジーンデザインは、こうした不純物の管理に関する核酸醫(yī)薬の規(guī)制整備に向けた國內(nèi)での取り組みにも參畫しています。

製造の面では、オリゴ核酸の不純物の種類の多さと、それらの性質(zhì)がよく似ているということが、不純物の分離?確認(rèn)の高いハードルとなっています。液體クロマトグラフ質(zhì)量分析計(jì)（LC/MS）による分析だけでは限界があり、複數(shù)のモードでの高速液體クロマトグラフィー（HPLC）による分析を組み合わせることが必要となります。南海氏は「逆相イオンペアや陰イオン交換、siRNAのような二本鎖核酸の場合はサイズ排除クロマトグラフィーを使うこともあります」と説明します。

こうした背景から、ジーンデザインでは、不純物の分離?確認(rèn)に二次元高速液體クロマトグラフィー（2D-LC）の活用を模索しているといいます。2D-LCは、二つの異なる條件を組み合わせて分離性能を大きく向上する分析手法で、通常の一次元LCでは困難であった複雑な試料の分離?分析を?qū)g現(xiàn)するものです。

「移動相中に塩が含まれる場合などは通常の一次元LCではそのまま質(zhì)量分析計(jì)に持ち込むことができません。そこで、一次元目で陰イオン交換やサイズ排除、二次元目に逆相系を設(shè)定し、質(zhì)量分析計(jì)に直接接続した2D-LC/MSでの分析方法を検討しているところです」（南海氏）

複雑な不純物を効率的に分析する2D-LC

ジーンデザインでは、2D-LCにアジレントの製品を採用しています。もともとは他社製の2D-LCを利用していたといいますが、より高度な分析を行うために、2021年1月に正式な導(dǎo)入に至りました。

「以前から営業(yè)擔(dān)當(dāng)の方とお話しするなかで、アジレントの2D-LCに対して使いやすそうな印象を受け、いつか使ってみたいとは思っていました。アジレントのセミナーやユーザーミーティングなどへ継続的に參加して情報(bào)交換をしてきましたが、展示會でより細(xì)かい分析ができると知り、購入を決めました」（南海氏）

アジレントの2D-LCシステム

実際にアジレントの2D-LCを日常的に使っているという斎藤氏は、「特定のピークをさらに詳細(xì)に分析したいとき、分取LCで単離?精製してLC/MS分析するワークフローと比べて、2D-LC/MSでは少量のサンプルでかつ短時(shí)間で質(zhì)量分析まで行えるのがメリットです。また、アジレント製の2D-LCは、一次元目の複數(shù)のピークを二次元目でより詳細(xì)に一度で分析できるので、使い勝手という點(diǎn)でも満足しています」と、その使いやすさと効率性を高く評価しています。

「一次元目カラムを通過するすべての溶液が、二次元目カラムに導(dǎo)入されるコンプリヘンシブ2D-LCと、一次元目カラムを通過する溶液の一部だけを二次元目カラムに導(dǎo)入するハートカット2D-LC――この両方を一つのシステムで実現(xiàn)します。また、1回の分析で狙ったところを確実に取ることができます。アジレントの2D-LCならではの特長です。」と斎藤氏が説明しています。

不純物確認(rèn)の例(dsRNA)：Comprehensiveモード

また斎藤氏は、アジレントの2D-LCを利用するうえで「メソッドや裝置の設(shè)定が複雑になることがあり、不具合や疑問點(diǎn)が発生したときにはすぐに來て丁寧に対応してもらっています」と、サポート體制についても好印象を持っているようです。

國內(nèi)外で加速する核酸醫(yī)薬の研究開発に貢獻(xiàn)

國內(nèi)外で上市されている核酸醫(yī)薬は現(xiàn)在まだ20品目に満たない狀況ですが、近年世界中で開発競爭が激化しており、日本でもデュシェンヌ型筋ジストロフィーの治療を目的とした核酸醫(yī)薬が実用化されるなど、國內(nèi)の研究開発の勢いも加速してきています。こうした背景を受け、南海氏は「オリゴ核酸の受託製造という立場から、核酸醫(yī)薬領(lǐng)域でビジネスを拡大していきたい」と意気込みます。

また、國內(nèi)の核酸醫(yī)薬の研究開発をより拡大していくうえで、品質(zhì)管理における規(guī)制整備にも力を入れていく必要があると南海氏は言います。そのために、オリゴ核酸における不純物の分析技術(shù)を向上させていくことは必須です。ジーンデザイン、そしてアジレントは、次世代醫(yī)療の発展のため、品質(zhì)の面からも核酸醫(yī)薬に貢獻(xiàn)していきます。

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