自2020年初新型冠状病毒肺炎（COVID-19）在全球大流行以来，各类新冠疫苗陆续问世。目前上市的新冠疫苗大致分为5种，即灭活疫苗、腺病毒载体疫苗、重组蛋白疫苗、DNA疫苗以及mRNA（Message ribonucleic acid，信使核糖核酸）疫苗。

与其他疫苗相比，mRNA疫苗作为新型疫苗，具有抗原选择范围广、生产周期短、成本效益高、设计通用性高等优势。有数据显示，截至目前mRNA新冠疫苗全球接种量已经过40亿剂次。严重的公共卫生危机引发的对新型疫苗的迫切需求，加速了mRNA疫苗的研发、临床试验、注册审批以及量产，从一定程度上促进了mRNA技术短期内的飞速发展。

mRNA疫苗的生产工艺

mRNA疫苗的生产主要依靠体外合成，从DNA模板制备到mRNA的体外转录再到mRNA- LNP复合体的制备，工艺相对而言易于规模化生产，整个生产周期较短（持续约10天），加上认证和发布所需的时间，产品最短可以在40天内上市。

图1 mRNA疫苗生产流程^[1]

mRNA疫苗生产流程大致可以分为三个阶段：

01 DNA质粒制备

主要包括通过基因测序后分析获取适合用于疫苗研发的目的基因片段，并依此设计构建含有目的基因的载体，通过工程菌进行重组质粒DNA的大量扩增，同时大规模纯化高质量的重组质粒DNA以及含目的基因DNA的线性化。

02 mRNA原液制备

以上一阶段的线性DNA为模板，通过体外转录技术（In Vitro Transcription，IVT）制备mRNA，制备的mRNA结构中包含5'端加帽结构（Cap）和3'-polyA加尾结构；同时对制备的mRNA进行工艺纯化，去除产品中的各类工艺杂质，如双链RNA、不完整RNA、各种合成原料、各种辅助蛋白酶、以及宿主残留RNA、DNA及蛋白等。

03 mRNA制剂生产、脂质体LNP包封

采用不同技术将mRNA与不同纳米递送材料通过自组装形成纳米粒子复合物，然后通过一系列化学与物理手段经浓缩、纯化以及无菌过滤后进行灌装。

mRNA疫苗的质控要求

尽管mRNA疫苗生产工艺流程相对简单，但这一过程中所采用的大多数技术、方法却是复杂的。mRNA疫苗的研发上市与应用时间相对较短，法规和监管要求仍处于不断发展期，其质量控制仍存在很多挑战性问题。欧洲药品管理局（EMA）于2021年5月率先发布了“Guideline for Pandemic COVID-19 vaccine (mRNA)”。WHO于同年12月发布了首个mRNA疫苗技术监管指南——“预防传染病mRNA疫苗质量、安全性及有效性评估的法规考虑”。该技术指南提出了mRNA疫苗的质量、安全性和有效性监管考量。

为了进一步规范mRNA原料药质量，美国药典（USP）于2022年2月23日发布了题为“mRNA疫苗质量分析方法”的指南草案。该草案提出了对mRNA原料药的鉴别、含量、物理状态(完整性)、纯度和安全性指标的评估方法，以考察原料药性能相关的质量属性。

图2 mRNA原料药的质量属性

2020年8月15日，国家食品药品监督管理局药品审评中心（CDE）就曾制定并发布《新型冠状病毒预防用mRNA疫苗药学研究技术指导原则（试行）》，强化mRNA疫苗在DNA转录模板、mRNA原液、制剂中间产物、成品等方面的要求，并为指导我国新冠疫苗的临床研发和质量控制提供可参考的技术标准。

今年5月31日，CDE发布了《体外基因修饰系统药学研究与评价技术指导原则（试行）》指导原则，建议mRNA质量研究应包括理化性质、生物学活性、纯度、杂质、微生物安全性等；其中，mRNA类的质量标准可以纳入外观、pH值、含量、鉴别、序列分析、mRNA完整性、加帽率、poly（A）长度及分布、生物学活性、无菌检测、细菌内毒素、双链RNA残留、溶剂残留等检测项目。

mRNA疫苗的质控风险点与应对策略

基于mRNA疫苗的质控风险点及相关法规要求，湖州申科梳理了mRNA疫苗生产全过程关键质控点，并对质量控制要求进行了检项细分。

图3 mRNA疫苗质量控制列表

针对mRNA疫苗产品的质控风险，湖州申科自主研发了系列标准化检测试剂盒，如宿主细胞残留DNA及片段化分析检测试剂盒，支原体、分枝杆菌、真菌、细菌快检试剂盒等，具有灵敏度高、特异性强、性能稳定等优势，配套SHENTEK^®荧光定量PCR检测系统，可为mRNA疫苗产品的风险质量控制提供可靠保障。同时建立了NGS测序、生信分析平台和LC-MS平台，可为mRNA疫苗质量控制提供各蛋白酶残留、5’端加帽效率及其他相关技术服务，助力mRNA疫苗制造。

图4 HZSKBIO mRNA疫苗质控解决方案

参考文献：

[1] Giulietta Maruggi,et al. mRNA as a Transformative Technology for Vaccine Development to Control Infectious Diseases. Molecular Therapy, 27(2019):758-772.