自疫情爆發(fā)以來,疫苗研發(fā)一直是醫(yī)藥界最為關(guān)心的話題,其中mRNA疫苗因其研發(fā)和生產(chǎn)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(zhuǎn)錄、合成等工藝制備的mRNA通過特定的遞送系統(tǒng)導(dǎo)入機體細胞并表達目的蛋白、刺激機體產(chǎn)生特異性免疫學反應(yīng),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(nèi)如何發(fā)揮作用
通常情況下,mRNA疫苗通過胞吞作用以內(nèi)含體的形式進入細胞質(zhì)內(nèi),為了保證mRNA在翻譯前保持完整,mRNA需要在內(nèi)含體與溶酶體結(jié)合前打破內(nèi)含體包膜并逃離,釋放出來的mRNA分子在細胞質(zhì)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(zhì),這個外源蛋白被稱為抗原蛋白,它能刺激免疫系統(tǒng),誘導(dǎo)針對該抗原的免疫反應(yīng),從而達到預(yù)防相關(guān)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(fù)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(chǎn)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(xiàn)病原體的清除,詳見下圖。
(圖片來源于網(wǎng)絡(luò))
mRNA疫苗工業(yè)生產(chǎn)流程
生產(chǎn)階段 | 細節(jié)描述 | 相關(guān)雜質(zhì) |
DNA原液的制備 | 構(gòu)建含目的基因的載體、質(zhì)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(zhì)粒DNA、DNA聚合酶和內(nèi)切酶等 |
mRNA原液的制備 | 以線性DNA為模板,利用體外轉(zhuǎn)錄技術(shù)(IVT)制備mRNA, 此階段制備的mRNA,包含5'端加帽結(jié)構(gòu)(Cap)和3'polyA加尾結(jié)構(gòu) | (1)產(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì):mRNA功能的截短序列(可能來源于轉(zhuǎn)錄不*或mRNA的降解/斷裂)、可能導(dǎo)致非特異性免疫反應(yīng)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(guān)雜質(zhì):如帽子相關(guān)雜質(zhì)、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(nèi)毒素等。 |
mRNA制劑生產(chǎn) | 采用不同技術(shù)將mRNA與納米遞送材料通過自組裝形成納米粒子,經(jīng)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(guān)雜質(zhì),包括材料合成產(chǎn)生的雜質(zhì)以及mRNA復(fù)合過程中可能產(chǎn)生的雜質(zhì); (2)不飽和脂質(zhì)的氧化及相關(guān)降解產(chǎn)物; (3)納米顆粒聚集產(chǎn)生的顆粒物; (4)未組裝的脂質(zhì)分子、陽離子物質(zhì);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(zhì)量保證體系
對mRNA序列進行設(shè)計和優(yōu)化,是為了提高mRNA翻譯效率、降低先天免疫原性和增加穩(wěn)定性,包括ORF區(qū)密碼子、GC含量優(yōu)化、修飾和序列改構(gòu);帽子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)錄啟動子、5’UTR和3’UTR、加Poly(A)加尾長度設(shè)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(shè)計。這些工藝環(huán)節(jié)不可避免的會產(chǎn)生殘留或引入雜質(zhì)。mRNA疫苗產(chǎn)品的雜質(zhì)類型大致可分為mRNA相關(guān)雜質(zhì)、DNA殘留、蛋白質(zhì)殘留、遞送物質(zhì)相關(guān)雜質(zhì)、顆粒相關(guān)雜質(zhì)及生產(chǎn)工藝相關(guān)雜質(zhì)等。對主要雜質(zhì)進行監(jiān)測與分析,是至關(guān)重要的。
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鑒于目前mRNA疫苗技術(shù)還不夠成熟,冠狀病毒預(yù)防用mRNA疫苗藥學研究技術(shù)指導(dǎo)原則(試行)中,建議考慮的質(zhì)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(chǎn)品相關(guān)雜質(zhì)(如不完整mRNA、雙鏈RNA等)、工藝相關(guān)雜質(zhì)(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(nèi)毒素等。
西美杰作為專業(yè)服務(wù)中國生命科學領(lǐng)域16年的供應(yīng)商,以專業(yè)和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)贏得了眾多客戶的支持和信賴!目前已成為多家跨國企業(yè)中國區(qū)研發(fā)和生產(chǎn)基地、制藥企業(yè)與診斷企業(yè)以及各大高校與科研院所采購平臺的供應(yīng)商。其中西美杰代理的SCICONS品牌生產(chǎn)的雙鏈RNA (dsRNA) ELISA試劑盒備受mRNA疫苗生產(chǎn)企業(yè)青睞,廣泛應(yīng)用于mRNA疫苗產(chǎn)品的質(zhì)量控制環(huán)節(jié),與此同時,SCICONS品牌產(chǎn)品還可應(yīng)用于植物學研究、病毒及微生物學研究等細分領(lǐng)域,為了方便查找,小編匯總了SCICONS品牌的產(chǎn)品列表:
SCICONS產(chǎn)品信息
品牌 | 貨號 | 英文品名 | 中文品名 | 規(guī)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(chǎn)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(qū),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(gòu)的學者,發(fā)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(yù)防用mRNA疫苗藥學研究技術(shù)指導(dǎo)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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