mRNA疫苗是一種核酸疫苗，將在體外合成的編碼特定抗原的mRNA序列導(dǎo)入至體內(nèi)，并表達(dá)為相應(yīng)的抗原蛋白，通過誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)針對(duì)此抗原蛋白的免疫應(yīng)答反應(yīng)，從而達(dá)到預(yù)防疾病的目的。mRNA疫苗現(xiàn)在主要用來防治多種感染性疾病，如RNA病毒感染性疾病和DNA病毒感染性疾病等。

1、RNA病毒感染性疾病：mRNA疫苗可用于傳染性強(qiáng)、危害性大的RNA病毒感染性疾病的預(yù)防，如新冠病毒感染，可在預(yù)防新冠病毒感染方面起到重要作用。

2、DNA病毒感染性疾病：mRNA疫苗可用于巨細(xì)胞病毒等DNA病毒感染性疾病的預(yù)防。

另外，mRNA疫苗還可用于鏈球菌和結(jié)核桿菌等細(xì)菌感染性疾病。mRNA疫苗具有高效、安全、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，但在身體中的表達(dá)不夠穩(wěn)定，可能會(huì)引起一些局部反應(yīng)或全身反應(yīng)等副作用，建議患者在醫(yī)生指導(dǎo)下進(jìn)行接種，避免出現(xiàn)不必要的危害。

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mRNA疫苗診治(見上圖),是指在體外合成mRNA，將其導(dǎo)入體內(nèi)，mRNA進(jìn)入細(xì)胞后翻譯表達(dá)出抗原蛋白，抗原刺激體內(nèi)免疫系統(tǒng)，激活體液免疫和細(xì)胞免疫，當(dāng)機(jī)體再次接觸同種抗原(細(xì)胞/病毒)，可產(chǎn)生快速免疫應(yīng)答反應(yīng)，自我保護(hù)。與傳統(tǒng)的“滅活”;疫苗(引入削弱或滅活的病毒)不同，mRNA疫苗會(huì)教細(xì)胞制造一種刺激免疫反應(yīng)的蛋白質(zhì)，訓(xùn)練免疫系統(tǒng)如何處理冠狀病毒Sars-Cov-2。

全球累計(jì)有超過150種mRNA藥及疫苗研究路線，主要是針對(duì)傳染病，腫瘤疾病，蛋白質(zhì)替代和基因診治層面，目前大多數(shù)的項(xiàng)目研究還處于早期階段，新冠疫情的爆發(fā)，加快了mRNA疫苗的研發(fā)上市。

mRNA疫苗生產(chǎn)工藝流程(來源于網(wǎng)絡(luò))

mRNA疫苗具備安全性高、批次間差異小，具有響應(yīng)迅速、廉價(jià)量產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，因此能大幅節(jié)省時(shí)間成本及研發(fā)、生產(chǎn)費(fèi)用，但mRNA疫苗對(duì)于存儲(chǔ)條件要求高，需保存在超低溫環(huán)境。與傳統(tǒng)疫苗相比

1)抗原選擇范圍廣；
2)具備自我佐劑特點(diǎn)，表現(xiàn)更強(qiáng)的免疫原性；
3)具備足夠的安全性。與質(zhì)粒DNA疫苗相比，mRNA疫苗沒有導(dǎo)入外源基因的遺傳風(fēng)險(xiǎn)，不進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)部，只在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)表達(dá)抗原，起效更快，效果更強(qiáng)。
4)存在多種修飾方法，能夠使mRNA疫苗更加穩(wěn)定，翻譯效率更高，同時(shí)納米脂質(zhì)體遞送方式的發(fā)展能夠使 mRNA 疫苗快速遞送到細(xì)胞內(nèi)從而發(fā)揮功能。
5)不依賴細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，可快速構(gòu)建疫苗。現(xiàn)在的體外轉(zhuǎn)錄技術(shù)能夠很快速、廉價(jià)地大規(guī)模生產(chǎn) RNA 疫苗，相較于傳統(tǒng)活疫苗 5-6個(gè)月的生產(chǎn)周期，mRNA疫苗只要有了病毒的基因序列，有望在40天內(nèi)完成疫苗樣品的生產(chǎn)制備。因此有望更好的應(yīng)對(duì)突發(fā)的傳染病疫情。
6)生物化學(xué)合成，生產(chǎn)過程無病毒感染風(fēng)險(xiǎn)。

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疫苗種類	安全性	預(yù)防  效果	抗體特異性	制備工藝	GMP要求	研發(fā) 周期	生產(chǎn)周期	儲(chǔ)存條件	成本	是否能共享生產(chǎn)線
滅活與減毒疫苗	低	高	低	嚴(yán)重依賴佐劑	高	8年以上	5-6個(gè)月	2-8℃	低	否
亞單位疫苗	高	中	高	嚴(yán)重依賴佐劑	高	8年以上	5-6個(gè)月	2-8℃	低	否
腺病毒載體疫苗	中	低	低	佐劑依賴型弱	高	3-5年	約40天	2-8℃	中	可以
mRNA疫苗	高	高	高	不依賴	低	3-5年	約40天	-20℃至-70℃	低	可以

mRNA疫苗開發(fā)流程包括病原體識(shí)別、測(cè)序、mRNA體外合成和修飾、純化等操作。mRNA疫苗的研究制備需要多種原料來保障疫苗的成功開發(fā)。高產(chǎn)量的mRNA需要mRNA體外合成方法，大規(guī)模生產(chǎn)選擇T7 RNA聚合酶體外轉(zhuǎn)錄。增強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性，降低免疫原性并提升翻譯效率，解決方案是：使用加帽酶對(duì)mRNA進(jìn)行加帽，使其在細(xì)胞內(nèi)外穩(wěn)定，降低免疫原性，并且使mRNA可以被核糖體識(shí)別，啟動(dòng)翻譯程序。西寶生物作為國內(nèi)IVD診斷原料綜合供應(yīng)商，通過分子酶技術(shù)平臺(tái)、大規(guī)模蛋白發(fā)酵純化技術(shù)平臺(tái)，目前已成功開發(fā)各類分子酶相關(guān)原料產(chǎn)品。我們可提供一系列mRNA體外合成酶及試劑，解決mRNA疫苗研發(fā)生產(chǎn)的關(guān)鍵性原料問題，所有產(chǎn)品均采用藥用規(guī)格原輔料生產(chǎn)，嚴(yán)格控制宿主蛋白質(zhì)殘留、核酸殘留及常見病原體污染，符合GMP規(guī)范的產(chǎn)品生產(chǎn)與質(zhì)量管理規(guī)程，保障生產(chǎn)過程及所有原輔料可追溯。咨詢訂購可撥打400-021-8158

mRNA疫苗體外合成關(guān)鍵步驟及相關(guān)產(chǎn)品：

限制性內(nèi)切酶Bsa I特異性識(shí)別雙鏈DNA中位點(diǎn)并進(jìn)行酶切，可將模板質(zhì)粒酶切線性化，作為mRNA體外合成模板；

T7 RNA聚合酶是體外轉(zhuǎn)錄mRNA的關(guān)鍵酶，T7 RNA Polymerase(T7 RNA聚合酶)是高度特異識(shí)別T7啟動(dòng)子序列的5'→3' RNA聚合酶，以含有T7啟動(dòng)子序列的單鏈或雙鏈DNA為模板，以NTP為底物，合成與啟動(dòng)子下游的單鏈DNA互補(bǔ)的RNA。

由于RNA的穩(wěn)定性較弱，因此合成后的mRNA穩(wěn)定性是必須要關(guān)注的問題。通常需要通過在5'端加上帽子結(jié)構(gòu)(Cap1)和3'端加ployA尾加強(qiáng)mRNA的穩(wěn)定性。西寶提供低殘留mRNA加帽的Vaccinia Capping Enzyme(牛痘病毒加帽酶)是經(jīng)過GMP工藝要求生產(chǎn)獲得，滿足疫苗生產(chǎn)所需。

可用于給體外轉(zhuǎn)錄合成的mRNA催化加上帽子結(jié)構(gòu)(Cap0)，顯著改善mRNA的穩(wěn)定性和翻譯能力，使mRNA可在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)蛋白，避免核酸外切酶等的降解破壞。進(jìn)一步形成cap-1結(jié)構(gòu)需要2-O甲基轉(zhuǎn)移酶(Cat.No:EAE0033B, Seebio)參與，該修飾可以降低RNA在體內(nèi)引起的細(xì)胞先天免疫反應(yīng)。

作用：與3.2mRNA加帽(Cap1)同時(shí)進(jìn)行，在mRNA的5'端加上Cap0帽結(jié)構(gòu)。

完成mRNA加帽Cap0  
提高mRNA的穩(wěn)定性，防止被RNA酶降解
提高mRNA的翻譯效率，提高蛋白產(chǎn)量

作用：與3.1產(chǎn)品  mRNA加帽(Cap0) 同時(shí)進(jìn)行，在mRNA的5'端加上Cap0帽結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，再將Cap0轉(zhuǎn)化為Cap1結(jié)構(gòu)。

mRNA Cap 2'-O-Methyltransferas (2'-O-甲基轉(zhuǎn)移酶)可利用S-腺苷甲硫氨酸(SAM)作為甲基供體， 在 RNA 5'末端緊鄰帽結(jié)構(gòu)(Cap0)的第一個(gè)核苷酸的 2'-O 上添加甲基基團(tuán)，形成帶有Cap1結(jié)構(gòu)的mRNA。Cap1 結(jié)構(gòu)能增強(qiáng)mRNA的翻譯效率，從而可提高轉(zhuǎn)染后 mRNA 編碼的蛋白表達(dá)水平。該酶需要有m7GpppN即7-甲基鳥苷帽結(jié)構(gòu)的RNA作為底物，不會(huì)作用于5'末端為pN、ppN、pppN或GpppN的RNA。帶7-甲基鳥苷帽結(jié)構(gòu)(m7GpppN)的RNA可通過Vaccinia Capping System(貨號(hào)：EAE0033A)來制備。

殘留檢測(cè)：分別檢測(cè)Rnase、核酸酶、切口酶、大腸桿菌DNA殘留，經(jīng)檢測(cè)結(jié)果顯示，成品無相關(guān)酶的殘留，且表達(dá)的宿主DNA殘留也達(dá)到了要求標(biāo)準(zhǔn)。

體外轉(zhuǎn)錄RNA過程中，E.coli Poly(A) Polymerase(加尾酶)不依賴模板的存在，可以催化ATP以AMP的形式依次摻入到RNA的3'末端，即在RNA的3'末端加多聚A尾。Poly(A)聚合酶具有很高的加尾效率，可以在RNA的3'末端加入20~200個(gè)A堿基。很大程度還原體內(nèi)加尾過程。

mRNA疫苗研發(fā)生產(chǎn)還有一個(gè)很關(guān)鍵的步驟那就是遞送系統(tǒng)

保護(hù)mRNA，幫助它們進(jìn)入人體細(xì)胞，然后又協(xié)助它們指導(dǎo)細(xì)胞生成病毒蛋白的“好幫手”--脂質(zhì)納米顆粒。可以說，沒有它就沒有現(xiàn)在的mRNA新冠疫苗。

遞送技術(shù)平臺(tái)是mRNA疫苗的關(guān)鍵之一，已經(jīng)有大量的mRNA制劑系統(tǒng)見諸報(bào)道，其中的很多已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。這些制劑技術(shù)都是通過形成特殊的mRNA載體，來實(shí)現(xiàn)mRNA疫苗的遞送，這些載體技術(shù)包括：魚精蛋白載體技術(shù)、納米顆粒脂質(zhì)體載體技術(shù)、多聚體載體技術(shù)。

早期使用的脂質(zhì)體遞送材料是陽離子脂質(zhì)體。帶正電荷的陽離子脂質(zhì)體與帶負(fù)電荷的mRNA通過經(jīng)靜電作用聚集形成多層囊狀復(fù)合物，稱為脂質(zhì)體復(fù)合物，復(fù)合物中包封的mRNA不易被RNase降解，能被成功遞送至細(xì)胞翻譯成功能性蛋白。2-二油酰基羥丙基-3-N，N，N-三甲銨氯(DOTAP)和二油酰磷脂酰乙醇胺(DOPE)是已被證實(shí)遞送載體。陽離子聚合物具有濃縮 mRNA 的作用，mRNA與聚合物濃縮后被陽離子脂質(zhì)體包裹在囊狀空腔中則形成脂質(zhì)體聚合物(lipopolyplex，LPR)。LPR早期用于DNA轉(zhuǎn)染，后來也用于siRNA和mRNA轉(zhuǎn)染。

脂質(zhì)體納米粒LN--將mRNA送進(jìn)細(xì)胞的載體

一般由被脂質(zhì)雙層殼包圍的水性核心組成，脂質(zhì)雙層殼由不同的脂質(zhì)組成，每種脂質(zhì)都發(fā)揮著不同的功能。LNP 是目前主流的遞送載體之一。由于其比較容易被抗原呈遞細(xì)胞吸收，在保護(hù)mRNA并將其運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞當(dāng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。目前三大mRNA疫苗巨頭企業(yè)，Moderna、CureVac和BioNTech均采用了LNP遞送技術(shù)。

納米顆粒脂質(zhì)體(Lipid nanoparticles，LNPs)即LNPs 遞送系統(tǒng)詳情介紹可參閱 《沒有脂質(zhì)體，就沒有新冠mRNA疫苗 - 記新型納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)體在mRNA疫苗中的應(yīng)用》

西寶生物作為一家綜合性的服務(wù)商，可提供mRNA疫苗研究生產(chǎn)用原料，具體產(chǎn)品訂購詳情如下(400-021-8158)：

產(chǎn)品類別	產(chǎn)品用途	訂購貨號(hào)	產(chǎn)品名稱	規(guī)格
mRNA疫苗工具酶
限制性內(nèi)切酶Bsa I	特異性識(shí)別雙鏈DNA中位點(diǎn)并進(jìn)行酶切	EAE0035A	BsaI限制性內(nèi)切酶	1Ku
加帽酶(RNA加帽)	mRNA的5'端加上Cap0帽結(jié)構(gòu)	EAE0033A	Vaccinia Capping System 牛痘病毒加帽酶	100U
				500U
加帽酶(cap1)	將Cap0轉(zhuǎn)化為Cap1結(jié)構(gòu)	EAE0033B	mRNA Cap 2'-O-Methyltransferase, GMP Grade mRNA Cap-2'-O-甲基轉(zhuǎn)移酶	1Ku,10Ku
加尾酶	在mRNA的3'端加上PolyA尾，l提高RNA在真核細(xì)胞中的翻譯效率	ECE0567B	加尾酶	100U,500U
T7 RNA聚合酶	T7 RNA聚合酶是體外轉(zhuǎn)錄mRNA的關(guān)鍵酶	EAE0006C	T7 RNA Polymerase T7 RNA聚合酶	2Ku,10Ku,100Ku
RNA酶抑制劑	mRNA合成與修飾中加入RNase Inhibitor，防止RNA降解。RNase Inhibitor可與RNase  A形成1：1復(fù)合體，對(duì)RNase 有極強(qiáng)非競(jìng)爭(zhēng)性抑制，保護(hù)mRNA轉(zhuǎn)錄后不被降解	EAE0004F	RNase Inhibitor, GMP Grade RNA酶抑制劑	10KU
脫氧核糖核酸酶I	合成后的產(chǎn)物可能會(huì)有DNA殘留，在疫苗開發(fā)階段，殘留的去除是關(guān)鍵的步驟，以減少下游純化難度并增加產(chǎn)品的純度。	ECE0200E	DNase I, GMP Grade 脫氧核糖核酸酶I	100U,1KU,5Ku
無機(jī)焦磷酸酶	RNA合成過程中加入無機(jī)焦磷酸酶，去除mRNA合成過程中產(chǎn)生的焦磷酸，提高mRNA產(chǎn)量增加RNA產(chǎn)量。	EAE0034C	Pyrophosphatase,Inorganic GMP-grade 耐熱無機(jī)焦磷酸酶	10U
納米顆粒脂質(zhì)體載體
DMG-PEG2	PEG化脂質(zhì)，減少粒子在體內(nèi)與血漿蛋白的結(jié)合，延長體循環(huán)時(shí)間，用于mRNA疫苗和藥載體。	ECS2196A	DMG-PEG2 二肉豆蔻酰甘油-聚乙二醇2	1g
ALC-0159	PEG化脂質(zhì)，減少粒子在體內(nèi)與血漿蛋白的結(jié)合，延長體循環(huán)時(shí)間。用于mRNA疫苗和藥。	ECS2195A	ALC-0159 甲氧基聚乙二醇雙十四烷基乙酰胺	1g
SM-102	陽離子脂質(zhì)體，mRNA疫苗和藥進(jìn)入細(xì)胞的載體，包載核酸藥，提供正電荷，與帶負(fù)電荷的遺傳物質(zhì)復(fù)合，有助于內(nèi)涵體逃逸。	ECS2194A	SM-102 十七烷-9-基-8-((2-羥乙基)(6-氧代-6-((癸氧基)己基)氨基)辛酸酯)	1g
ALC-0315	包載核酸藥，提供正電荷，與帶負(fù)電荷的遺傳物質(zhì)復(fù)合，有助于內(nèi)涵體逃逸，體內(nèi)轉(zhuǎn)染，用于mRNA疫苗和藥載體。	ECS2193A	ALC-0315 ((4-羥基丁基)氮雜二烷基)雙(己烷-6,1-二基)雙(2-己基癸酸酯)	1g
膽固醇	膽固醇，介導(dǎo)LNP內(nèi)吞，穩(wěn)定LNP結(jié)構(gòu)	AJA0003L	膽固醇	25g
二硬脂酰基磷脂酰膽堿	磷脂酰膽堿，輔助型脂質(zhì)，可以在內(nèi)吞時(shí)加快mRNA的釋放	EGZ0338C	DSPC 二硬脂酰基磷脂酰膽堿	1g
聚乙二醇化磷脂	聚乙二醇化磷脂，延長代謝時(shí)間，LNP提高穩(wěn)定性	ECS2002A	MPEG-DSPE, Mw 5K 聚乙二醇化磷脂	1g
聚乙二醇化磷脂	聚乙二醇化磷脂，延長代謝時(shí)間，LNP提高穩(wěn)定性	ECS4401A	MPEG-DSPE, Mw 350 聚乙二醇化磷脂	1g
聚乙二醇化磷脂	聚乙二醇化磷脂，延長代謝時(shí)間，LNP提高穩(wěn)定性	ECS2012A	MPEG-DSPE, Mw 2K 聚乙二醇化磷脂	1g，10g
mRNA體內(nèi)遞送聚合物材料
線性聚乙烯亞胺	mRNA疫苗遞送系統(tǒng)用的陽離子聚合物，可適用于多種細(xì)胞系轉(zhuǎn)染	AJL0940B	線性聚乙烯亞胺（PEI 40,000）	10mg,100mg,1g