日本正在开发用于高效生产将RNA(核糖核酸)等注入体内的“核酸药物”装置。开发目标是便于调节颗粒的大小,而且可以少量生产。北海道大学和信越化学工业正在共同开发符合药品生产质量管理规范(GMP)的装置。核酸药物的应用预计会扩大,双方计划尽快将该装置投入实用化。
北海道大学与住友理工等开发的微流体装置(供图:北海道大学渡庆次教授)
核酸药物中比较有名的是新冠病毒的mRNA疫苗。将RNA注射到体内后会形成蛋白质,或抑制其他mRNA的功能。容易受损的RNA大多利用脂质等涂覆后再使用。这也是美国辉瑞和美国莫德纳的mRNA疫苗采用的方法。
制作用脂质包裹的核酸微粒的方法中比较常见的是“分批法”。即边混合含核酸的水溶液,边将混有脂质的酒精一点一点加入容器中。这样会在脂质中形成含核酸的微粒。不过扩大规模时需要优化温度等条件,比较麻烦。而且颗粒大小不均匀,还需要用过滤器等进行筛选。
还有一种使用“微流体装置”的方式。使核酸水溶液和含脂质的酒精同时流过微米(微米为100万分之1米)级流路时,两种溶液会在流路中混合,形成数十~数百纳米(纳米为10亿分之1米)大小的颗粒。虽然颗粒大小均匀,但存在生产的颗粒尺寸在一定程度上受限等课题。
北海道大学的渡庆次学教授等人组成的研究团队改良了微流体装置。开发出了颗粒不容易堵塞,并且可以根据流经流路的水溶液速度改变颗粒大小的方法。住友理工与北海道大学的校办初创企业Lilacpharma(札幌市)2020年共同开发了研究装置,已经导入国内的大学。
为应用于医疗领域,渡庆次教授正与信越化学共同开发符合GMP标准的装置。通过层叠形成了微流路的玻璃基板,然后并列排列,可以大量制作均匀的纳米颗粒。
该装置与书桌差不多大,层叠5层基板每年最多可生产26吨微粒。设置时节省空间,可以有效制造微粒。
渡庆次教授表示:“该装置结构简单,不易堵塞,而且粒度也可通过流速改变。并容易增加产量。还有望较现有产品降低成本”。“虽然目前处于研究阶段”(信越化学),但研究团队希望尽快投入实用化。
作为竞争对手,加拿大的Precision NanoSystems公司优势明显。该公司在研究装置领域拥有强大的竞争力,生产的GMP标准脂质纳米颗粒制造装置也已经投入实用化。与药品代工公司等签订了很多合约。
富士胶片于2020年3月与Precision NanoSystems签订合约,导入了该装置,用于代工生产核酸药物。富士胶片介绍说:“利用微流体装置制造核酸药物的方式已逐渐普及。”
日文:藤井宽子、《日经产业新闻》,2022/03/23
中文:JST客观日本编辑部