自疫情爆發以來,疫苗研發一直是醫藥界最為關心的話題,其中mRNA疫苗因其研發和生產速度快更是被寄予厚望。mRNA疫苗是將外源目的基因序列通過轉錄、合成等工藝制備的mRNA通過特定的遞送系統導入機體細胞并表達目的蛋白、刺激機體產生特異性免疫學反應,從而使機體獲得免疫保護的一種核酸制劑。
mRNA疫苗進入體內如何發揮作用
通常情況下,mRNA疫苗通過胞吞作用以內含體的形式進入細胞質內,為了保證mRNA在翻譯前保持完整,mRNA需要在內含體與溶酶體結合前打破內含體包膜并逃離,釋放出來的mRNA分子在細胞質里游動,直至游到核糖體,并在此翻譯成肽鏈,最終折疊成蛋白質,這個外源蛋白被稱為抗原蛋白,它能刺激免疫系統,誘導針對該抗原的免疫反應,從而達到預防相關疾病的效果。
抗原蛋白在蛋白酶體中分解成較小的抗原片段,片段通過主要組織相容性復合體(MHC)Ⅰ類分子在細胞表面展示給細胞毒性T細胞(就是CD8+T細胞)。活化的細胞毒性T細胞通過分泌細胞分子,如穿孔素、顆粒酶等殺死感染細胞。此外,分泌的抗原可被細胞攝取,并通過MHC II類蛋白在細胞表面呈遞給輔助性T細胞(就是CD4+T細胞),輔助性T細胞通過刺激B細胞產生抗體,并通過炎性細胞因子激活吞噬細胞,如巨噬細胞,實現病原體的清除,詳見下圖。
(圖片來源于網絡)
mRNA疫苗工業生產流程
生產階段 | 細節描述 | 相關雜質 |
DNA原液的制備 | 構建含目的基因的載體、質粒擴增以及DNA的線性化;也可通過PCR擴增工藝獲取 | 宿主菌DNA、宿主菌RNA、宿主蛋白殘留、質粒DNA、DNA聚合酶和內切酶等 |
mRNA原液的制備 | 以線性DNA為模板,利用體外轉錄技術(IVT)制備mRNA, 此階段制備的mRNA,包含5'端加帽結構(Cap)和3'polyA加尾結構 | (1)產品相關雜質:mRNA功能的截短序列(可能來源于轉錄不*或mRNA的降解/斷裂)、可能導致非特異性免疫反應的雙鏈mRNA序列、加帽不*的mRNA、去磷酸不*的mRNA、修飾過度的mRNA、雙鏈RNA、長鏈RNA、殘留模板DNA等; (2)工藝相關雜質:如帽子相關雜質、殘留蛋白酶、RNA聚合酶、有機溶劑、金屬離子殘留、殘留酶底物和內毒素等。 |
mRNA制劑生產 | 采用不同技術將mRNA與納米遞送材料通過自組裝形成納米粒子,經濃縮、純化以及無菌過濾后進行灌裝。LNP是mRNA疫苗遞送的*之一 | (1)正電荷材料相關雜質,包括材料合成產生的雜質以及mRNA復合過程中可能產生的雜質; (2)不飽和脂質的氧化及相關降解產物; (3)納米顆粒聚集產生的顆粒物; (4)未組裝的脂質分子、陽離子物質;未包封的mRNA;在制劑及貯存過程中可能降解或失活的mRNA等。 |
mRNA疫苗質量保證體系
對mRNA序列進行設計和優化,是為了提高mRNA翻譯效率、降低先天免疫原性和增加穩定性,包括ORF區密碼子、GC含量優化、修飾和序列改構;帽子結構、轉錄啟動子、5’UTR和3’UTR、加Poly(A)加尾長度設計、對所用核苷三磷酸(NTP)類型(如將尿嘧啶修飾改成1-甲基-假尿苷(1mΨ))及其修飾信息等進行設計。這些工藝環節不可避免的會產生殘留或引入雜質。mRNA疫苗產品的雜質類型大致可分為mRNA相關雜質、DNA殘留、蛋白質殘留、遞送物質相關雜質、顆粒相關雜質及生產工藝相關雜質等。對主要雜質進行監測與分析,是至關重要的。
(圖片來源于網絡)
鑒于目前mRNA疫苗技術還不夠成熟,冠狀病毒預防用mRNA疫苗藥學研究技術指導原則(試行)中,建議考慮的質控項目有:mRNA鑒別、mRNA序列長度、序列完整性及準確性、mRNA理化特性(如pH、外觀等)、mRNA含量、加帽率、純度、產品相關雜質(如不完整mRNA、雙鏈RNA等)、工藝相關雜質(如殘留蛋白酶、DNA模板殘留、有機溶劑、金屬離子殘留等)、無菌、內毒素等。
西美杰作為專業服務中國生命科學領域16年的供應商,以專業和優質的服務贏得了眾多客戶的支持和信賴!目前已成為多家跨國企業中國區研發和生產基地、制藥企業與診斷企業以及各大高校與科研院所采購平臺的供應商。其中西美杰代理的SCICONS品牌生產的雙鏈RNA (dsRNA) ELISA試劑盒備受mRNA疫苗生產企業青睞,廣泛應用于mRNA疫苗產品的質量控制環節,與此同時,SCICONS品牌產品還可應用于植物學研究、病毒及微生物學研究等細分領域,為了方便查找,小編匯總了SCICONS品牌的產品列表:
SCICONS產品信息
品牌 | 貨號 | 英文品名 | 中文品名 | 規格 |
SCICONS | 10010200 | Mouse anti double-stranded RNA (J2) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (J2) | 200g |
SCICONS | 10010500 | Mouse anti double-stranded RNA (J2) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (J2) | 500g |
SCICONS | 10040200 | Mouse anti double-stranded RNA (J5) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (J5) | 200g |
SCICONS | 10040500 | Mouse anti double-stranded RNA (J5) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (J5) | 500g |
SCICONS | 10020200 | Mouse anti double-stranded RNA (K1) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (K1) | 200g |
SCICONS | 10020500 | Mouse anti double-stranded RNA (K1) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (K1) | 500g |
SCICONS | 10050100 | Mouse anti double-stranded RNA (J2, J5 and K1) Comparison Kit | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體(J2,J5 and K1)組合試劑 | 3 x 100 µg |
SCICONS | 10613002 | Double-stranded RNA (dsRNA) ELISA kit (J2 based) | 雙鏈RNA (dsRNA) ELISA試劑盒(J2) | Kit |
SCICONS | 10623002 | Double-stranded RNA (dsRNA) ELISA kit (K1 based) | 雙鏈RNA (dsRNA) ELISA試劑盒(K1) | Kit |
SCICONS | 10623005 | Double-stranded RNA (dsRNA) ELISA kit (K1 based) | 雙鏈RNA (dsRNA) ELISA試劑盒(K1) | Kit |
SCICONS | 10613005 | Double-stranded RNA (dsRNA) ELISA kit (J2 based) | 雙鏈RNA (dsRNA) ELISA試劑盒(J2) | Kit |
SCICONS | 10030010 | Mouse anti double-stranded RNA (K2) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (K2)(干冰運輸) | 10ml |
SCICONS | 10030005 | Mouse anti double-stranded RNA (K2) | 小鼠抗雙鏈RNA單克隆抗體 (K2)(干冰運輸) | 5ml |
SCICONS總部位于匈牙利的錫茲拉庫(Szirák),是一家提供與雙鏈RNA分子雜交的小鼠單克隆抗體的廠家,SCICONS在1990年就開始利用雜交瘤細胞系生產抗雙鏈RNA(anti-dsRNA)的單克隆抗體,客戶遍布世界很多國家和地區,在美國有超過一半的州都在使用SCICONS的單克隆抗體,客戶包括眾多研究機構的學者,發表的文章超過200多篇。SCICONS于2021年4月13日被Nordic-MUbio BV收購。
參考文獻:
1. 病毒預防用mRNA疫苗藥學研究技術指導原則(試行)
2. Sch?nborn, J., Oberstrass, J., Breyel, E., Tittgen, J., Schumacher, J. and Lukacs, N. (1991) Monoclonal antibodies to double-stranded RNA as probes of RNA structure in crude nucleic acid extracts. Nucleic Acids Res.19, 2993-3000
3. K. Karikó, H. Muramatsu, J. Ludwig, D. Weissman, Generating the optimal mRNA for therapy: HPLC purification eliminates immune activation and improves translation of nucleoside-modified, protein-encoding mRNA, Nucleic Acids Research (2011) 39(21); e142,
4. Lukacs, N. (1997) Detection of sense:antisense duplexes by structurespecific anti-RNA antibodies. In: Antisense Technology. A Practical Approach, C. Lichtenstein and W. Nellen (eds), pp. 281-295. IRL Press, Oxford.
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