磷酸二硫代（PS2）修饰：小核酸药物研发的革新利器

引言 

磷酸二硫代（PS2）修饰是一种通过将寡核苷酸骨架中的两个非桥接氧原子全部替换为硫原子的化学修饰技术。相较于传统的磷酸硫代（PS）修饰，PS2修饰因磷原子中心的无手性 (achiral) 特性，避免了非对映异构体混合物的复杂性，显著简化了药物质量控制流程。近年来，PS2修饰（尤其是与2'-O-甲基结合的MePS2形式，结构见图1）在小核酸药物（如siRNA和RNA适体）研发中展现出突破性潜力，成为克服成药瓶颈的新策略。

图 1 siRNA的化学结构修饰

磷酸二硫代（PS2）修饰的优点

1、增强靶点结合与基因沉默效率

超高亲和力赋能诊疗工具

PS2修饰最突出的优点之一是显著增强核酸对蛋白靶点的结合亲和力。例如，单个PS2修饰可使适体与凝血酶或VEGF165的结合亲和力提高约1000倍，从纳摩尔级跃升至皮摩尔级。这一特性为开发高灵敏度的诊断工具和高效治疗性适体奠定了基础。

siRNA：RISC载入效率的革命性突破

MePS2修饰可显著增强siRNA与RNA诱导沉默复合物（RISC）的结合。实验一致表明，MePS2修饰的RNA与Ago2结合更紧密。可提供更稳定、序列依赖性更低的沉默效果。

2、联合疗法的希望之星

MePS2修饰的siRNA在肿瘤治疗中展现出突破耐药屏障的潜力。文献表明，通过全身给药MePS2修饰的siRNA靶向与紫杉醇耐药相关的关键蛋白（如EphA2和GRAMD1B），可以在动物模型中显著增强耐药卵巢肿瘤对紫杉醇治疗的敏感性，降低肿瘤负荷。这表明MePS2修饰siRNAs有潜力作为联合疗法的一部分，用于治疗化疗耐药的癌症，解决临床上面临的一个主要挑战。

3、稳定性与药代动力学双提升

PS2修饰通过增强核酸酶抗性，大幅提高siRNA的血清稳定性。实验显示，含MePS2的siRNA在血清中的半衰期显著长于传统PS修饰。这一特性不仅延长了药物的循环时间，还减少了递送系统的依赖，为全身给药提供了可能。

4、无手性优势驱动产业化

与磷酸硫代(PS)修饰不同，PS2修饰在磷原子中心是无手性的。这一特性消除了PS非对映异构体混合物带来的潜在生化、生物物理和生物学特性变异性，使得批次间的质量控制成为可能，这是PS平台难以实现的特性。

磷酸二硫代（PS2）修饰的构建

二硫代磷酸酯 (PS2) 修饰的核苷酸（RNA和DNA）可以通过固相合成技术合成，与常规寡核苷酸合成过程一致。其合成过程如图2所示，以图中红色所示结构硫代亚磷酰胺单体 (3′-yl S-[β-(benzoylmercapto)ethyl]pyrrolidino-thiophosphoramidite monomers, 3’-PS Series Phosphoramidites) 为原料，经偶联步骤、硫化步骤、脱保护步骤，纯化后得到在目标位置PS2修饰的核苷酸。其中，所有反应工序均不需要做额外调整，完全兼容当前Oligo合成过程。

图 2    3’-PS单体用于Oligo合成的过程

注：图中红色结构为合成PS2修饰的单体结构示意图

芜湖华仁提供产品

芜湖华仁2006年成立，是国内最早开展核苷相关产品研产销的企业之一，在核苷、核苷酸相关产品领域有着近20年的技术积淀和产品服务经验。2022年加入华东医药，随即导入了华东医药药品质量管理的先进理念及现有质量管理体系，并持续对华仁进行了生产、研发、质量、EHS等全方位体系改造，已获得ISO9001体系认证，目前华仁已完成全新升级与整体蜕变，华仁产品得到了更加强有力的保障，可持续满足客户差异化需求。

芜湖华仁凭借雄厚的研发技术积累，目前已经实现3’-PS Series Phosphoramidites的稳定生产，长期稳定供应相关产品。（表1是2’-OMe修饰3’-PS单体的物料信息，其它2’修饰的3’-PS产品也可提供定制服务。）