mRNA疫苗开发体外合成解决方案

近年来,mrna技术的发展应用持续得到关注。mrna药物以安全、高效、周期短等的优势,目前已经应用在疫苗、肿瘤免疫、罕见病等多个领域。近期,默沙东(msd)与moderna将于8月启动癌症疫苗mrna-4157(v940)与pd-1疗法keytruda组合在高风险黑色素瘤(ii-iv期)患者身上的3期临床试验。mrna药物在申报和临床上的不断传来的好消息,加强了研究者和患者对mrna 药物发展的信心。
mrna技术mrna(messenger rna或信使rna)在人类生物学中起着基本作用,它转移存储在dna中的指令来制活细胞所需的蛋白质。mrna疫苗是将rna在体外进行相关的修饰后传递至机体细胞内表达并产生蛋白抗原,从而导机体产生针对该抗原的免疫应答,进而扩大机体的免疫能力[2,3]。mrna疫苗分为非复制性mrna(nonreplicating mrna)和自扩增mrna(self-amplifying mrna)两类:自扩增mrna不仅编码目标抗原,而且还编码能够使细胞内rna扩增和蛋白表达的复制机制。非复制性mrna疫苗仅编码目标抗原并包含5′和3′非翻译区(utr),它们提供对适应性和先天免疫力的综合刺激,即原位抗原表达和危险信号传递。mrna疫苗开发流程包括病原体识别、测序、mrna体外合成和修饰、纯化等操作。
图1.mrna疫苗的示意图及其抗原表达的机制[4]
图2.mrna疫苗生产制备流程图[5]
mrna体外合成体外合成rna(ivt)主要是以dna为模板通过体外转录得到,常用的是以线性化质粒dna或pcr扩增产物为模板利用rna聚合酶在体外转录合成。主要过程是利用含有t7启动子(taatacgactcactataggg)或sp6启动子(atttaggtgacactatag)序列的dna为模板在含有t7或sp6 rna聚合酶的条件下,以ntp为底物合成与模板dna中一条链互补的mrna,简单快速获得大量的mrna分子,通过在5’端加上帽子结构和3’端加ploya尾加强mrna的稳定性。
图3. 体外转录(ivt)mrna生产和装配过程[6]
翌圣生物可以提供ivt的全套核心原料,且其中多款产品均已获得fda dmf 备案。gmp级别的产品质量管理,符合iso 13485体系,采用化学成分明确,无动物源和无人源性成分;采用大规模生产,可以常规的文件支持,通过稳定性检测,确保产品的高性能。
为保障优质酶的可持续供应,2021年底,翌圣生物基于多年分子酶研发与工业化生产的技术优势,在武汉东湖高新区光谷生物医药产业园新建mrna 疫苗原料生产基地-mrnatools, 总体建筑面积5000余平米。该基地配置两套1.5吨大型全自动发酵设备、工业级纯化与冻干设备等,结合*生产工艺,翌圣mrna 疫苗原料的供应能力将逐步由10亿人份/每年提升到100亿人份/每年。
产品列表
流程
定位
产品名称
货号
体外转录(试剂盒)
rna体外转录
hifair®t7 high yield rna synthesis kit
10623es
一步法mrna 体外转录
t7 high yield rna synthesis kit for co-transcription
10673es
体外转录(单组分)
限制性内切酶
bspqi gmp-grade (10 u/μl)
10664es
bsai gmp-grade (20 u/μl)
10661es
10×digestion buffer 3 gmp-grade
10667es
t7 rna 合成酶
t7 rna polymerase gmp-grade(250 u/μl)
10625es
无机焦磷酸酶
pyrophosphatase,inorganic gmp-grade(1 u/μl)
10620es
pyrophosphatase, inorganic gmp-grade (0.1 u/μl)
10672es
rna 抑制剂
murine rnase inhibitor gmp-grade (40 u/μl)
10621es
转录buffer
10×transcription buffer gmp-grade(mg2+free)
10669es
10× transcription buffer 2 gmp-grade
10670es
ntp
atp tris solution gmp-grade (100 mm)
10652es
ctp tris solution gmp-grade (100 mm)
10653es
utp tris solution gmp-grade (100 mm)
10654es
gtp tris solution gmp-grade (100 mm)
10655es
pseudo utp tris solution gmp-grade (100 mm)
10656es
n1-me-pseudo utp tris solution gmp-grade (100 mm)
10657es
dna消化
模板dna 消化
deoxyribonuclease i (dnase i) gmp-grade
10611es
rna纯化
rna纯化
hieff ngs®rna cleaner
12602es
mrna修饰
二步法加帽技术
mrna vaccinia capping enzyme gmp-grade
10614es
mrna cap 2´-o-methyltransferase gmp-grade
10612es
10× capping buffer gmp-grade
10666es
murine rnase inhibitor gmp-grade (40 u/μl)
10621es
gtp tris solution gmp-grade (100 mm)
10655es
s-adenosylmethionine (sam)(32mm)
10619es
共转录帽类似物
cap1-gag m7(3'omeg)(5')ppp(5')(2'omea)pg (100mm)
10677es
cap1-gag m7g(5’)ppp(5’)(2’omea)pg(100 mm)
10678es
cap au-gaum7g(5')ppp(5')(2'omea)pu gmp-grade (100 mm)
10679es
加尾酶
e.coli poly(a) polymerase (5 u/μl)
1481es
mrna标准品
mrna原液标准品
firefly luciferase-mrna(3-o-me-gag, n1-me-pseudo utp)
17101es
egfp-mrna(3-o-me-gag, n1-me-pseudo utp)
17102es
ova -mrna(3-o-me-gag, n1-me-pseudo utp)
17103es
mcherry-mrna(3-o-me-gag, n1-me-pseudo utp)
17104es60/80
环状rna
线性rna 去除
rnase r (20u/μl)
14606es
参考文献
[1]verbeke, rein & lentacker, ine & de smedt, stefaan & dewitte, heleen. (2019). three decades of messenger rna vaccine development. nano today. 100766. 10.1016/j.nantod.2019.100766.[2]苗鹤凡, 郭勇, 江新香. mrna疫苗研究进展及挑战[j]. 免疫学杂志, 2016(05):446-449.[3]kramps t., elbers k. (2017) introduction to rna vaccines. in: kramps t., elbers k. (eds) rna vaccines. methods in molecular biology, vol 1499. humana press, new york, ny.[4]verbeke, rein & lentacker, ine & de smedt, stefaan & dewitte, heleen. (2019). three decades of messenger rna vaccine development. nano today. 100766. 10.1016/j.nantod.2019.100766.[5]sergio linares-fernández, céline lacroix, ,tailoring mrna vaccine to balance innate/adaptive immune response,trends in molecular medicine,volume 26, issue 3,2020,pages 311-323,[6]sergio linares-fernández, céline lacroix, ,tailoring mrna vaccine to balance innate/adaptive immune response,trends in molecular medicine,volume 26, issue 3,2020,pages 311-323,

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