[发明专利]6’-氰基修饰的锁核苷、核苷酸和核酸聚合物

说明书

本发明提供了一种6’‑氰基修饰的锁核苷、核苷酸和核酸聚合物，涉及生物技术领域。本发明提供的6’‑氰基修饰的锁核苷为R构型或者S构型，并进一步修饰获得了核苷酸及核酸聚合物。经发明人研究发现，6’‑氰基修饰的核酸聚合物较未修饰或者其他修饰核酸聚合物具有更好的核酸酶耐受性，降低核酸聚合物与胞内蛋白相互作用，因此，本发明提供的6’‑氰基修饰的锁核苷、核苷酸及核酸聚合物在核酸药物方面具有显著的应用价值。本发明提供的上述锁核苷、核苷酸及核酸聚合物的制备方法高效、稳定、实用，可以兼容各种取代或未取代碱基。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，尤其是涉及一种6’-氰基修饰的锁核苷、核苷酸和核酸聚合物。

背景技术

核酸药物是生物医药发展的前沿领域，是继小分子药物、蛋白药物之后的第三大药物类型。核酸药物主要包括反义核酸(ASO)、小干扰RNA(siRNA)等，与传统的小分子和蛋白药物相比，具有设计快速、靶点普遍、特异性高、可在细胞内发挥作用，以及合成和合成相对快速等优点，在许多在蛋白靶点上难以成药的慢性、难治性重大疾病、罕见病等的治疗方面具有重大价值。截止到2022年，全球已有15款核酸药物获批(10种ASO，5种siRNA)，400多种核酸药物处在临床试验中。

然而，一方面，未经化学修饰的寡核苷酸药物成药性通常不理想。它们具有较差的成药特性，比如稳定性差，易被核酸酶降解；极性大，很难进入细胞，分布特性差；对目标mRNA的结合亲和力不佳等。为了达到临床效用，寡核苷酸必须经过化学改造，已上市的核酸药物无不使用了相应的核酸化学修饰。另一方面，化学修饰的反义核酸药物在一定程度上会引起高暴露器官(肝肾)的毒性，特别是硫代磷酸酯(PS)主链上高亲和力的锁核酸(LNA)和约束乙基锁核酸(cEt-LNA)等化学修饰的核酸药物可能会导致肝毒性或肾毒性，包括肝脏ALT和AST明显升高，或肾小管出现了坏死，退化/再生等损伤，因此，高效安全的新一代核酸化学修饰技术仍是发展核酸药物的关键性技术和瓶颈。

近年来，反义核酸药物在毒性机制方面取得重要进展(Nucleic Acids Res.2016,44,3892；Nature Biotech.,2017,35,230；Nucleic Acids Res.2018,46,2204；NatureBiotech.,2019,37,640；Nucleic Acids Res.2019,47,10865；J.Am.Chem.Soc.,2020,142,14754；J.Am.Chem.Soc.2020,142,7456)。研究表明，

反义核酸药物主要毒性机制在于化学修饰的硫代反义核酸药物(PS-ASOs)会结合并干扰胞内蛋白(如P54nrb)的亚细胞分布，从而诱导细胞凋亡，产生毒性。同时，毒性与ASO-蛋白结合能力正相关，结合力越强，潜在毒性越大；且这种结合能力与化学修饰结构的水溶性(LogS)密切相关，疏水作用越强，结合亲和力越大，实验结果显示2’-甲氧乙基(2’-MOE)对胞内蛋白的亲和力较2’-氟(2’-F)可降低30倍。因此，反义核酸与蛋白相互作用已成为反义核酸药物疗效的决定因素，结构决定性质，为了开发高效安全的新型核酸化学修饰结构，发明人在先前公开了一种新型氰基锁核酸(CN-LNA)修饰结构(ZL 20190914759.3)，显示了高度的核酸酶耐受性，以及良好的靶基因亲和力及选择性。同时，进一步化学性质计算(Chemdraw计算)表明，CN-LNA具有良好亲水性，其LogS值为-0.032，分别是常用2’-甲氧乙基(MOE，LogS值为-0.073)、锁核酸(LNA，LogS值为-0.122)及2’-氟(LogS值为-0.661)约2倍、4倍及20倍，具有降低PS-ASO与胞内蛋白结合亲和力，进而减少对胞内蛋白分布影响，降低毒性，改善治疗效果的潜力。

然而，先前公开的CN-LNA合成方法不能立体选择性合成R、S两种构型的C6’-差向异构体，未能进一步就C6’-差向异构体对其修饰核酸的成药性质的差异进行说明，不能满足建立新一代高效低毒的核酸化学修饰技术的需求。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容