【转发动脉网报道】自研“mRNA加帽核苷酸原料”，恒诺康医药突破mRNA上游原料瓶颈

      新冠疫情的爆发带火了mRNA疫苗赛道，2021年至2022年新冠mRNA疫苗的收入已超过500亿美元，上游市场近100亿美元。长期来看，除了新冠疫苗，mRNA技术在肿瘤疫苗、基因编辑、CAR T细胞治疗、蛋白替代疗法及其他传染病预防性疫苗领域都已经逐步成熟，陆续有产品落地。得益于mRNA疫苗、mRNA药物开发周期短、生产工艺容易放大等优势，mRNA已成为近年来生物医药领域的研发热点。

      下游市场爆发往往推动上游市场需求，mRNA领域的爆发却凸显出中国上游储备技术的不成熟，因为目前国产mRNA产品的核心加帽元件仍旧依赖进口。无论是mRNA疫苗还是mRNA药物，其关键原材料都是核苷酸，而其中具有高技术壁垒的核心元件“加帽核苷酸原料”和“修饰核苷酸”在原材料成本中占比超过40%~50%。

      目前，全球拥有高端加帽原料（Clean Cap）化合物知识产权的公司只有美国Trilink公司一家，国内mRNA企业如果想要基于新一代加帽技术进行相关产品开发，上游原料供应则只能依赖进口。高端加帽原料的制备工艺复杂，每克价格高达100万元，高昂的成本给国内mRNA疫苗和药物企业设置了巨大的研发壁垒，成为了制约我国mRNA疫苗和药物相关领域发展的“卡脖子”技术。

      为了实现mRNA行业自上而下的全产业链替代，使中国mRNA产业发展自主可控，恒诺康医药自主开发国产替代的共转录加帽原料产品，团队成员凭借自身在核苷酸领域30余年的积累，以及数月的潜心开发，公司优化了三磷酸合成工艺，并最终在2022年开发了系列mRNA疫苗和药物核苷三磷酸原料，涉及NTPs、PseudoUTP（假尿嘧啶）、N1-Me-pseudoUTP、Modified NTPs、ARCA、以及专利第三代共转录加帽原料LZCap。 

      恒诺康医药即广州市恒诺康医药科技有限公司，成立于2013年，是一家临床阶段的新药研发公司，公司开发的创新药物包括新型抗病毒、抗纤维化、抗肿瘤以及中枢神经系统药物等，旗下进展最快的管线1类抗流感创新药已在美国完成Ⅰ期临床试验，治疗非特发性肺纤维化的1类新药在美国完成Ⅰa期临床试验，治疗帕金森的2.1类长效药物也已经申报IND。目前，公司在新药专利方面已经获得15项相关发明专利授权。

      值得一提的是，在疫情爆发后，恒诺康医药新设了“抗疫”相关管线，其中为了满足下游mRNA相关产品的开发，公司还自主搭建了核苷三磷酸合成与服务平台，以最具竞争力的质量和价格为全球生物制药、疫苗、诊断以及细胞与基因治疗公司提供优质的高端核苷酸产品及服务，包括mRNA疫苗及药物原料 (LZCap、PseudoUTP、 NTPs、ARCA)、分子诊断试剂原料（荧光标记核苷三磷酸、生物素标记核苷三磷酸、dNTPs)、核酸测序原料（荧光标记核苷三磷酸、dNTPs)等产品。

      恒诺康基于平台技术，优化了假尿苷三磷酸（N1-Me-PseudoUTP）的合成工艺，N1-Me-PseudoUTP可用于代替常规的UTP，可以减少生成mRNA免疫原性，提高mRNA的表达；在mRNA体外转录的过程中使用N1-Me-PseudoUTP，在进入体内时，可以避免先天免疫传感器的识别，从而阻止TLR3、TLR7、TLR8、RIG-I和其他先天免疫传感器的激活，从而减少IFN1、IL-6和TNF-α的产生，降低免疫刺激，提高mRNA疫苗和药物的安全性。BioNTech 与Moderna已上市的新冠疫苗都使用了修饰核苷酸假尿嘧啶。恒诺康还自主开发了全新结构的加帽原料LZCap，能够提升mRNA加帽率高达95%以上，提高mRNA的稳定性并显著提高蛋白表达量。

      转录是DNA生成RNA的过程。在这个过程中，会先以DNA为模板生成未成熟的premature RNA，再经过细胞核内一系列的后转录修饰，形成成熟的mRNA。mRNA是后续翻译氨基酸形成蛋白质的模板。

      成熟mRNA包含5个结构：5' 帽子结构（5' cap）、5' 非翻译区（5' UTR）、编码抗原的开放阅读框、3' 非翻译区（3' UTR）和一个PolyA尾。其中，帽子结构对mRNA来说至关重要。帽子结构不仅可以调节mRNA的剪切成熟，帮助RNA转录产物穿过核膜的选择性孔道，而且还能保护mRNA不被核酸外切酶降解，与翻译起始因子蛋白协同工作，招募核糖体，并协助核糖体与mRNA结合，使翻译开始。

      所以，在开发mRNA产品时，体外修饰过程变得十分关键，mRNA疫苗或者药物需要形成帽子结构，才能在体内稳定表达。不过传统的体外修饰mRNA方法主要基于酶加帽法，以dsDNA作为模板，经过转录形成未加帽的mRNA，再经酶促反应成为mature的带帽mRNA。 

      不过这种方法的弊端在于，使用牛痘病毒的加帽酶价格昂贵，酶促成本高。另外，由于酶加帽引入了额外的蛋白，导致制备工艺复杂，需多次纯化，增加了QA/QC检测项。而新一代的“共转录加帽”则是利用帽类似物直接进行体外转录生成带帽结构的mRNA，实现了“一锅法”mRNA制备,工艺流程简便，也可迅速提升mRNA疫苗和药物的产能。

      据悉，BioNTech上市的新冠疫苗BNT162b2正是采用了共转录加帽工艺。但是该工艺由于涉及高昂的专利费，国产厂商急需一款能够避开专利壁垒去实现“共转录加帽”的国产替代方法。恒诺康医药则成为了肩负起这个“重担”的人，公司基于核苷修饰经验和核苷三磷酸产业化工艺，研究开发了新一代核苷酸加帽原料。

      恒诺康医药创始人张健存介绍，公司开发的核苷酸酸加帽原料“LZCap”对标海外CleanCap，可以满足“一锅法”mRNA制备，达到比Clean Cap更高的mRNA产率和蛋白表达量。LZCap是一种帽状三聚体，通过化学合成的方式生成带cap1结构的帽子，体外共转录加入LZCap可以产生天然的Cap1结构的mRNA，将mRNA加帽效率提高到了95%以上，为传统加帽方法低效率（ARCA）或酶成本高的问题提供了新的解决方案。

      目前公司正在扩建2200㎡专业GMP设施、生产体系和分析质量体系，以确保多公斤级Batch产能。

      除了“共转录加帽”产品，恒诺康医药在发展的近十年时间里，还建立了包含小分子药物设计和合成、综合分析质量以及制剂研究、药代和nonGLP安全评估、原料药工艺和GMP-like工艺开发及生产的四大技术平台，并有多个项目进入临床和临床前研究阶段：

▲ 恒诺康医药临床管线进度

      从创新药自主研发，到攻克技术壁垒自主生产国产“共转录加帽”产品，恒诺康医药紧跟市场需求变化，“两条腿”走路、双轮驱动企业发展，不仅提供mRNA上游技术原料，还布局丰富的创新药管线，为人类健康提供更好的解决方案。

      据悉，恒诺康医药即将完成pre-B轮融资，募集资金将加速公司旗下创新药管线的推进，以及核酸原料基地的建设等。