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(lèi)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(xiāo)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

mRNA疫苗生產(chǎn)明星爆品：

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?；D(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(xiāo))。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(lài)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(chēng)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(lèi)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。