mRNA疫苗质量控制知多少

自疫情爆发以来，疫苗研发一直是医药界最为关心的话题，其中mRNA疫苗因其研发和生产速度快更是被寄予厚望。mRNA疫苗是将外源目的基因序列通过转录、合成等工艺制备的mRNA通过特定的递送系统导入机体细胞并表达目的蛋白、刺激机体产生特异性免疫学反应，从而使机体获得免疫保护的一种核酸制剂。

mRNA疫苗进入体内如何发挥作用

通常情况下，mRNA疫苗通过胞吞作用以内含体的形式进入细胞质内，为了保证mRNA在翻译前保持完整，mRNA需要在内含体与溶酶体结合前打破内含体包膜并逃离，释放出来的mRNA分子在细胞质里游动，直至游到核糖体，并在此翻译成肽链，最终折叠成蛋白质，这个外源蛋白被称为抗原蛋白，它能刺激免疫系统，诱导针对该抗原的免疫反应，从而达到预防相关疾病的效果。

抗原蛋白在蛋白酶体中分解成较小的抗原片段，片段通过主要组织相容性复合体（MHC）Ⅰ类分子在细胞表面展示给细胞毒性T细胞（就是CD8⁺T细胞）。活化的细胞毒性T细胞通过分泌细胞分子，如穿孔素、颗粒酶等杀死感染细胞。此外，分泌的抗原可被细胞摄取，并通过MHC II类蛋白在细胞表面呈递给辅助性T细胞（就是CD4⁺T细胞），辅助性T细胞通过刺激B细胞产生抗体，并通过炎性细胞因子激活吞噬细胞，如巨噬细胞，实现病原体的清除，详见下图。

（图片来源于网络）

mRNA疫苗工业生产流程

mRNA疫苗质量保证体系

对mRNA序列进行设计和优化，是为了提高mRNA翻译效率、降低先天免疫原性和增加稳定性，包括ORF区密码子、GC含量优化、修饰和序列改构；帽子结构、转录启动子、5’UTR和3’UTR、加Poly(A)加尾长度设计、对所用核苷三磷酸（NTP）类型（如将尿嘧啶修饰改成1-甲基-假尿苷（1mΨ））及其修饰信息等进行设计。这些工艺环节不可避免的会产生残留或引入杂质。mRNA疫苗产品的杂质类型大致可分为mRNA相关杂质、DNA残留、蛋白质残留、递送物质相关杂质、颗粒相关杂质及生产工艺相关杂质等。对主要杂质进行监测与分析，是至关重要的。

（图片来源于网络）

鉴于目前mRNA疫苗技术还不够成熟，冠状病毒预防用mRNA疫苗药学研究技术指导原则（试行）中，建议考虑的质控项目有：mRNA鉴别、mRNA序列长度、序列完整性及准确性、mRNA理化特性（如pH、外观等）、mRNA含量、加帽率、纯度、产品相关杂质（如不完整mRNA、双链RNA等）、工艺相关杂质（如残留蛋白酶、DNA模板残留、有机溶剂、金属离子残留等）、无菌、内毒素等。

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SCICONS产品信息

SCICONS总部位于匈牙利的锡兹拉库（Szirák），是一家提供与双链RNA分子杂交的小鼠单克隆抗体的厂家，SCICONS在1990年就开始利用杂交瘤细胞系生产抗双链RNA（anti-dsRNA）的单克隆抗体，客户遍布世界很多国家和地区，在美国有超过一半的州都在使用SCICONS的单克隆抗体，客户包括众多研究机构的学者，发表的文章超过200多篇。SCICONS于2021年4月13日被Nordic-MUbio BV收购。

参考文献：

1.   病毒预防用mRNA疫苗药学研究技术指导原则（试行）

2.   Schönborn, 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.