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mRNA疫苗开发的工艺流程

发布日期:2022/4/8 12:15:30



在疫情仍未停歇的当下,做好个人防护对每个人来说既是简单的,又是必要的。而群体防护的顺利实施,则要归功于抵抗新冠的各类疫苗了。这其中,就有免疫效果不错的mRNA疫苗。mRNA疫苗具有广泛的应用领域和显著的治疗优势,因而成为诸多药企竞相追逐的热点。本期,小编就带大家了解一下mRNA疫苗开发的工艺流程。



01
DNA原液供应


质粒 DNA (pDNA) 是mRNA疫苗生产不可或缺的原材料,可用作 mRNA 的模板。在制备时,第一步是要提取病毒刺突蛋白的DNA序列,然后构建带有该序列的DNA质粒,接着经过扩增、纯化、质检等诸多过程形成我们最终所需的DNA原液。


在mRNA疫苗开发应用方面,质粒生产也面临着诸多的压力,尤其是 GMP的压力。



02
mRNA原液制备

体外转录(IVT)是mRNA原液制备的主要手段。pDNA 可作为IVT的模板,合成所需的 mRNA 分子。

IVT的工艺比较复杂,除使用pDNA外,还需要添加合成mRNA的必要成分,如核苷酸和mRNA聚合酶。为提高mRNA稳定性,降低其免疫原性,还需在 mRNA的5'末端添加加帽试剂。除此之外,合理设计5'或3'非翻译区(UTR)也可以调整mRNA的稳定性及蛋白质的翻译效率。

mRNA的纯度影响着翻译后蛋白的效力,因此,mRNA原液制备后的纯化过程也是必不可少的,可采用TFF(切向流过滤)或SEC(尺寸排阻色谱)等方法来去除少量残留杂质。



03
mRNA包封

为防止疫苗有效成分mRNA进入细胞前被降解,可采用脂质纳米颗粒(LNP)对其进行包裹。具体过程为:将各种脂质成分按一定的比例进行混合,溶解在乙醇或其他有机溶剂中;将mRNA溶解于水中,并用酸性缓冲液稀释至合适浓度。配置好的两相溶液在微流控设备上进行均匀混合,快速制备包裹mRNA的核酸脂质纳米颗粒。与微流控设备匹配的核心耗材为微流控芯片,图1即为芯片内部通道示意图。

图1.微流控芯片通道示意图


04
后处理

mRNA包封后需要进一步的纯化。可通过超滤去除有机相以及未包封的游离成分。超滤过程中可以进行溶剂缓冲体系的置换,以及PH值的调节,最终复合物的浓度根据需求进行灵活控制。


图2.超滤管


至于细菌、微生物的清除,一般采用0.22μm的除菌级过滤器即可。

纯化后的mRNA-LNP溶液还可以添加必要的辅料成分,以提升产品长期保存的稳定性。



05
储存运输

mRNA疫苗布局开发过快也带来了些不可避免的问题,即需要低温来保持疫苗稳定,这大大的提升了对储存和运输的要求。在储存运输过程中需进行持续的温度监测,以确保产品始终处于规定的温度范围,否则很难保证最终患者给药时产品的安全性和有效性。

总结:mRNA疫苗有着广阔的应用前景,其开发过程也必然充满挑战。了解开发的各个工艺流程,方能锁定难点,各个击破,向疫苗的成功开发更进一步。





纳米药物制备系统




应用范围:




● 核酸药物发展的前沿方向

 mRNA疫苗的开发与挑战

 核酸脂质纳米粒科普——浅谈仪器参数对结果的影响

● 核酸脂质纳米粒科普——超滤管规格

● 核酸脂质纳米粒科普——后处理



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