疫情為mRNA登上舞臺(tái)帶來(lái)了機(jī)遇 2020年初,一場(chǎng)突如起來(lái)的傳染病大流行帶來(lái)了巨大變數(shù),疫苗行業(yè)再一次崛起。擁有與18年前“非典"罪魁禍?zhǔn)譙ARS病毒相似的部分結(jié)構(gòu),SARS-CoV-2相比于SARS擁有了更強(qiáng)大的傳染能力和應(yīng)對(duì)溫度變化的能力。全球每月新增病例數(shù)一直增長(zhǎng),春夏秋冬對(duì)于感染沒(méi)有任何的影響。在這種惡劣的情況下,人類把終結(jié)這一疫情大流行的希望寄托在疫苗的出世。各國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)、企業(yè)紛紛投入這一領(lǐng)域中。SARS-CoV-2疫苗研發(fā)成為重中之重的事情,同時(shí)也給予企業(yè)巨大的市場(chǎng)空間。全球總?cè)丝诔^(guò)77億,建立起全球性的免疫屏障需要百億劑以上的疫苗。在此雙重激勵(lì)下,全球涌現(xiàn)出許多優(yōu)秀的疫苗企業(yè),以中美在1年內(nèi)用的速度研制出相應(yīng)的疫苗,讓深陷疫情泥潭的世界看到了曙光。而這些優(yōu)秀的疫苗中,剛剛登上舞臺(tái)便最為閃耀的一個(gè)品種是mRNA疫苗。mRNA疫苗打破了傳統(tǒng)滅活、減毒疫苗的免疫激活模式,創(chuàng)新性地利用人體本身細(xì)胞生產(chǎn)抗原,以此激活特異免疫。mRNA疫苗具有*的有效保護(hù)率,同時(shí)相較于其他創(chuàng)新型疫苗(如:DNA疫苗、病毒載體疫苗)具有更高的安全性。在研發(fā)上,mRNA疫苗能夠快速地更新迭代以應(yīng)對(duì)不斷出現(xiàn)的變異毒株。由于mRNA疫苗不需進(jìn)行體外轉(zhuǎn)譯,因此生產(chǎn)過(guò)程也有所縮短,僅需要60-70天。美國(guó)疫情的好轉(zhuǎn)印證了mRNA疫苗的有效性。
mRNA疫苗生產(chǎn)流程
第一步:DNA質(zhì)粒的制備 mRNA疫苗的生產(chǎn)可分為三大階段,一是DNA原液的制備,二是mRNA原液的制備,三是利用脂質(zhì)微粒進(jìn)行包封,在此我們以輝瑞/bioNTech SARS-CoV-2疫苗BNT162b2的生產(chǎn)流程為例進(jìn)行闡述。 原液的制備開(kāi)始于質(zhì)粒構(gòu)建,通常使用的質(zhì)粒是環(huán)形的質(zhì)粒,質(zhì)粒上含有設(shè)計(jì)好的DNA序列模塊,其中包括刺突蛋白的編碼。利用電轉(zhuǎn)將環(huán)形的DNA質(zhì)粒打入大腸桿菌,使得質(zhì)粒在大腸桿菌中進(jìn)行繁殖和擴(kuò)增,在4天之內(nèi)就可以得到數(shù)以萬(wàn)億的質(zhì)粒,提取并且純化DNA質(zhì)粒,將其它的物質(zhì)都去除掉。利用酶將環(huán)形的DNA質(zhì)粒切成線狀。將所得的溶液分裝冷藏進(jìn)行質(zhì)控,并運(yùn)送至下一階段的生產(chǎn)加工場(chǎng)所,此階段生產(chǎn)過(guò)程耗時(shí)10天的時(shí)間,加上前后的質(zhì)控和運(yùn)輸共耗時(shí)約17天。
第二步:體外轉(zhuǎn)錄 第二階段的目的是將DNA鏈體外轉(zhuǎn)錄為mRNA。將上一階段得到的DNA鏈和酶和核苷酸等原料混合在容器中,RNA聚合酶會(huì)將DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA,這一步驟就是體外轉(zhuǎn)錄,得到mRNA后將DNA鏈以及其它的物質(zhì)被去除,mRNA被裝進(jìn)購(gòu)物袋大小的塑料包裝中,每袋含有500萬(wàn)到1000萬(wàn)劑次的mRNA原料。經(jīng)過(guò)質(zhì)量控制和運(yùn)輸?shù)竭_(dá)下一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),這一個(gè)階段耗時(shí)大概4天,質(zhì)控和運(yùn)輸耗時(shí)12天,一共需要16天的時(shí)間。
第三步:遞送系統(tǒng)裝載 第三階段就是將mRNA包裹進(jìn)脂質(zhì)載體中。脂質(zhì)懸浮于酒精溶液中,與mRNA接觸并將其包裹,兩種物質(zhì)通過(guò)相反電荷相吸引。之后將原液進(jìn)行過(guò)濾,濾除掉多余的脂質(zhì)、酒精等等雜質(zhì),并最終制成mRNA疫苗溶液。此過(guò)程大概消耗12天的時(shí)間。此階段是mRNA疫苗生產(chǎn)的最大瓶頸之一,其中一個(gè)重要的原因就是市場(chǎng)上面能夠提供脂質(zhì)載體的供應(yīng)商有限,因此輝瑞已經(jīng)在自主研發(fā)制造脂質(zhì)載體。
第四步:灌裝檢驗(yàn) 在上述的三個(gè)生產(chǎn)階段都完成后,mRNA疫苗原液已經(jīng)完成,只需要灌裝分發(fā)。輝瑞在密歇根的工廠能夠在2天內(nèi)完成100萬(wàn)劑次的灌裝,隨后經(jīng)過(guò)一系列的2周的各種安全性質(zhì)控檢測(cè),疫苗便能銷往世界各地,此過(guò)程共花費(fèi)的時(shí)間大概19天。
Absin給大家?guī)?lái)mRNA疫苗生產(chǎn)爆款產(chǎn)品
牛痘病毒加帽酶(500U、2000U、10000U) 真核生物中mRNA經(jīng)轉(zhuǎn)錄后修飾在5′端形成一個(gè)特殊結(jié)構(gòu),即帽子結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)對(duì) mRNA的穩(wěn)定、轉(zhuǎn)運(yùn)與翻譯過(guò)程均有較重要作用。牛痘病毒加帽酶是催化形成帽子結(jié)構(gòu)的有效酶,其由D1和D12兩個(gè)亞基組成,兼具RNA三磷酸酯酶活性、鳥(niǎo)苷酰基轉(zhuǎn)移酶活性和鳥(niǎo)嘌呤 甲基轉(zhuǎn)移酶活性,可將7-甲基鳥(niǎo)嘌呤帽結(jié)構(gòu)(m7Gppp)連接到RNA的5′末端(m7Gppp5′N)。使用酶促反應(yīng)為RNA加帽是一種簡(jiǎn)單有效的方法,能顯著提高體外轉(zhuǎn)錄的RNA的穩(wěn)定性和翻譯能力。的摻入,合成與T7啟動(dòng)子下游的模板DNA互補(bǔ)的RNA。 產(chǎn)品特點(diǎn):本產(chǎn)品在合適濃度的加帽緩沖液(Capping buffer),鳥(niǎo)苷三磷酸(GTP),S-腺苷甲硫氨酸(SAM)等存在條件下,能夠在一個(gè)小時(shí)之內(nèi)對(duì)RNA進(jìn)行加帽,效率可達(dá)到100%,并且保證加帽方向正確。 質(zhì)量保證:1.SDS-PAGE膠檢測(cè)僅可見(jiàn)清晰單一的目的條帶,毛細(xì)管電泳檢測(cè)純度在95%以上;2.酶動(dòng)力學(xué)實(shí)時(shí)熒光法顯示無(wú)DNA酶及RNA酶污染;3.光度測(cè)定法顯示內(nèi)毒素含量≤10 EU/mg。
T7 RNA 聚合酶(50KU、200KU、1000KU) T7 RNA Polymerase,即T7 RNA聚合酶,是T7噬菌體DNA編碼的酶,對(duì)T7啟動(dòng)子序列具有高度特異性 。本酶是依賴于DNA的RNA聚合酶,具有 5′→3′的RNA聚合酶活性,可以催化單鏈或雙鏈DNA T7啟動(dòng)子下游NTP的摻入,合成與T7啟動(dòng)子下游的模板DNA互補(bǔ)的RNA。 產(chǎn)品特點(diǎn):該酶對(duì)T7啟動(dòng)子具有高度特異性,不識(shí)別其它生物來(lái)源的啟動(dòng)子??梢宰R(shí)別修飾的核苷酸,例如生物素標(biāo)記、熒光素標(biāo)記、放射性同位素、標(biāo)記dNTP,用于各種標(biāo)記RNA的合成,進(jìn)行下游實(shí)驗(yàn)。 質(zhì)量保證:1.SDS-PAGE膠檢測(cè)僅可見(jiàn)清晰單一的目的條帶,毛細(xì)管電泳檢測(cè)純度在95%以上;2.酶動(dòng)力學(xué)實(shí)時(shí)熒光法顯示無(wú)DNA酶及RNA酶污染;3.光度測(cè)定法顯示內(nèi)毒素含量≤10 EU/mg。
全能核酸酶 MultiNuclease全能核酸酶,又稱廣譜核酸酶,是一種來(lái)源于Serratia Marcescens的非限制性核酸內(nèi)切酶。它能夠在非常廣泛的條件下(6 M urea,0.1 M Guanidine HCl,0.4% Triton X100,0.1% SDS,1 mM EDTA,1 mM PMSF)降解所有形式的(雙鏈、單鏈、線狀、環(huán)狀或超螺旋形式)DNA和RNA,生成含有5’-磷酸末端的3-5個(gè)寡核苷酸殘基片段,廣泛用于去除生物制品中的核酸。 本品經(jīng)基因工程改造在 Escherichia coli (E. coli)中表達(dá)純化,不僅可在科學(xué)研究中降低細(xì)胞上清和細(xì)胞裂解液的粘度,提高蛋白純化效率及功能研究;還可以應(yīng)用在病毒純化、疫苗生產(chǎn)、蛋白和多糖類制藥工業(yè)作為宿主殘留核酸去除試劑,將宿主殘留核酸降至皮克(pg)級(jí)別從而提高生物制品功效和安全性;并且可以有效防止細(xì)胞治療和疫苗研究中人外周血單核細(xì)胞(PBMC)的結(jié)團(tuán)。 該酶與 BacReady-Protein Extraction Solution 和 RIPA LysisBuffer 等蛋白抽提試劑配合使用,從而消除粗提物中的核酸,降低粘度。
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