mRNA疫苗開發(fā)工藝流程解析

 

01
DNA原液供應(yīng)

質(zhì)粒 DNA (pDNA) 是mRNA疫苗生產(chǎn)不可或缺的原材料，可用作 mRNA 的模板。在制備時，第一步是要提取病毒刺突蛋白的DNA序列，然后構(gòu)建帶有該序列的DNA質(zhì)粒，接著經(jīng)過擴(kuò)增、純化、質(zhì)檢等諸多過程形成我們最終所需的DNA原液。

 

在mRNA疫苗開發(fā)應(yīng)用方面，質(zhì)粒生產(chǎn)也面臨著諸多的壓力，尤其是 GMP的壓力。

 

02
mRNA原液制備
體外轉(zhuǎn)錄（IVT）是mRNA原液制備的主要手段。pDNA 可作為IVT的模板，合成所需的 mRNA 分子。
 
IVT的工藝比較復(fù)雜，除使用pDNA外，還需要添加合成mRNA的必要成分，如核苷酸和mRNA聚合酶。為提高mRNA穩(wěn)定性，降低其免疫原性，還需在 mRNA的5'末端添加加帽試劑。除此之外，合理設(shè)計(jì)5'或3'非翻譯區(qū)(UTR)也可以調(diào)整mRNA的穩(wěn)定性及蛋白質(zhì)的翻譯效率。
 
mRNA的純度影響著翻譯后蛋白的效力，因此，mRNA原液制備后的純化過程也是必不可少的，可采用TFF（切向流過濾）或SEC（尺寸排阻色譜）等方法來去除少量殘留雜質(zhì)。

 

03
mRNA包封
為防止疫苗有效成分mRNA進(jìn)入細(xì)胞前被降解，可采用脂質(zhì)納米顆粒(LNP)對其進(jìn)行包裹。具體過程為：將各種脂質(zhì)成分按一定的比例進(jìn)行混合，溶解在乙醇或其他有機(jī)溶劑中；將mRNA溶解于水中，并用酸性緩沖液稀釋至合適濃度。配置好的兩相溶液在微流控設(shè)備上進(jìn)行均勻混合，快速制備包裹mRNA的核酸脂質(zhì)納米顆粒。與微流控設(shè)備匹配的核心耗材為微流控芯片，圖1即為芯片內(nèi)部通道示意圖。
 

圖1.微流控芯片通道示意圖

 

04
后處理
mRNA包封后需要進(jìn)一步的純化。可通過超濾去除有機(jī)相以及未包封的游離成分。超濾過程中可以進(jìn)行溶劑緩沖體系的置換，以及PH值的調(diào)節(jié)，最終復(fù)合物的濃度根據(jù)需求進(jìn)行靈活控制。

圖2.超濾管

至于細(xì)菌、微生物的清除，一般采用0.22μm的除菌級過濾器即可。
純化后的mRNA-LNP溶液還可以添加必要的輔料成分，以提升產(chǎn)品長期保存的穩(wěn)定性。

 

05
儲存運(yùn)輸
mRNA疫苗布局開發(fā)過快也帶來了些不可避免的問題，即需要低溫來保持疫苗穩(wěn)定，這大大的提升了對儲存和運(yùn)輸?shù)囊�求。在儲存運(yùn)輸過程中需進(jìn)行持續(xù)的溫度監(jiān)測，以確保產(chǎn)品始終處于規(guī)定的溫度范圍，否則很難保證最終患者給藥時產(chǎn)品的安全性和有效性。
 
總結(jié)：mRNA疫苗有著廣闊的應(yīng)用前景，其開發(fā)過程也必然充滿挑戰(zhàn)。了解開發(fā)的各個工藝流程，方能鎖定難點(diǎn)，各個擊破，向疫苗的成功開發(fā)更進(jìn)一步。
 
納米藥物制備系統(tǒng)
 

 

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