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創(chuàng)新型mRNA疫苗研發(fā)質(zhì)控新選擇
來源:生物制品圈 | 作者:201321492800086 | 發(fā)布時間: 1781天前 | 4580 次瀏覽 | 分享到:
自2019年底新冠病毒肺炎疫情發(fā)生至今,國內(nèi)的疫情已經(jīng)得到顯著的控制,但海外的疫情卻不斷升級。根據(jù)國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)的公開數(shù)據(jù),截至6月1日,國內(nèi)累計確診病例84589例,死亡病例4645例;全球累計確診病例6183662例,死亡病例369288例,且全球的確診病例數(shù)仍在以每天6-8萬的例數(shù)增加。在如此緊急的形勢之下,研發(fā)出防患于未然的疫苗產(chǎn)品刻不容緩。全球各國都在緊鑼密鼓地展開新藥和新冠疫苗的研發(fā)工作。創(chuàng)新疫苗的研發(fā),成為承載人們厚望的快速利器。

新冠肺炎近況

自2019年底新冠病毒肺炎疫情發(fā)生至今,國內(nèi)的疫情已經(jīng)得到顯著的控制,但海外的疫情卻不斷升級。根據(jù)國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)的公開數(shù)據(jù),截至6月1日,國內(nèi)累計確診病例84589例,死亡病例4645例;全球累計確診病例6183662例,死亡病例369288例,且全球的確診病例數(shù)仍在以每天6-8萬的例數(shù)增加。在如此緊急的形勢之下,研發(fā)出防患于未然的疫苗產(chǎn)品刻不容緩。全球各國都在緊鑼密鼓地展開新藥和新冠疫苗的研發(fā)工作。創(chuàng)新疫苗的研發(fā),成為承載人們厚望的快速利器。

圖1:中國疫情/海外疫情實時數(shù)據(jù)

疫苗的種類和優(yōu)勢

疫苗按技術(shù)分類,目前主要可分為傳統(tǒng)的滅活疫苗、減毒疫苗、基因重組蛋白疫苗、病毒載體疫苗以及創(chuàng)新型核酸疫苗(mRNA疫苗和DNA疫苗)等。

2:疫苗的主要類型

此次新冠疫情之下,全球相關(guān)機構(gòu)都在緊急研發(fā)疫苗。當?shù)貢r間5月20日,據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,目前全球正在研發(fā)的候選疫苗已經(jīng)超過120種,實際還會更多。中國也采取了五大技術(shù)路線并行研發(fā)的策略,即病毒滅活疫苗、核酸疫苗、重組蛋白疫苗還有腺病毒載體疫苗,減毒流感病毒載體疫苗。截止5月27日,全球已有10種疫苗進入臨床實驗。

表1:全球進入臨床實驗的疫苗研究

*以上數(shù)據(jù)來自CEPI官網(wǎng)和各公司官方

全球研發(fā)的疫苗種類各不相同,各有優(yōu)劣。從時間表可看出,研發(fā)最快進入臨床的是美國Moderna公司與美國國家過敏及傳染病研究所合作研發(fā)的mRNA-1273以及陳薇院士再次帶領(lǐng)團隊研發(fā)的基于腺病毒載體的Ad5-nCoV疫苗。我國陳薇院士帶領(lǐng)團隊研發(fā)的埃博拉病毒疫苗采用腺病毒載體的方式獲得,因此陳薇院士再次帶領(lǐng)團隊進行基于腺病毒載體的Ad5-nCoV疫苗研發(fā),且在第一批接種人群中成功產(chǎn)生了免疫抗體,4月12日即進入了二期臨床市實驗,成為目前進展最快的新冠疫苗。美國Moderna公司與美國國家過敏及傳染病研究所合作研發(fā)的mRNA-1273則屬于核酸疫苗中的mRNA疫苗,研發(fā)速度快,因此可以非常快速進入臨床實驗。

表2:不同疫苗種類的優(yōu)勢和劣勢

核酸疫苗分為mRNA疫苗和DNA疫苗,DNA疫苗是將編碼S蛋白的DNA直接注入人體細胞核內(nèi),利用人體細胞產(chǎn)生S蛋白,激活免疫反應(yīng),該技術(shù)免疫應(yīng)答快,技術(shù)簡單,但免疫原性不強,引入外源DNA存在安全爭議;mRNA疫苗是目前研究最熱點的一項技術(shù)之一,從它本身的特性、引發(fā)的免疫反應(yīng)情況、大規(guī)模疫苗生產(chǎn)的有利條件等方面來看,mRNA疫苗具有其它疫苗無法比擬的優(yōu)勢。

mRNA疫苗的優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的重組蛋白疫苗、滅活疫苗和減毒疫苗相比,mRNA 疫苗的優(yōu)勢在于制備步驟簡單、成本低、免疫反應(yīng)強、免疫期長且安全性高。此外,專家表示mRNA 疫苗比傳統(tǒng)重組疫苗更耐高溫也更加穩(wěn)定,傳統(tǒng)疫苗需要冷鏈運輸也需要在冰箱保存,如果運輸或者保存不當,都容易造成疫苗失效,而 mRNA 疫苗可以在 40 ℃ 下有效保存一年,在 70 ℃ 下能有效保存三個月。而且,mRNA藥物沒有整合宿主基因組的風險,且會在體內(nèi)自動降解,生產(chǎn)周期僅需要一個月左右,這對于傳染性疾病,如近期高發(fā)的新冠肺炎的控制有著重大意義,Moderna公司在COVID-19 的基因序列公布的第三天就完成了mRNA疫苗序列的研究工作,其研發(fā)的mRNA-1273疫苗是最早進入臨床試驗的新冠疫苗之一。另外,RNA疫苗在非感染性疾病,如腫瘤治療領(lǐng)域也發(fā)揮著重要的作用。目前全球知名的三個RNA疫苗公司Moderna、BioNTech、CureVac 均在腫瘤治療中建立了RNA疫苗的產(chǎn)品線,部分也已進入臨床試驗階段。

mRNA疫苗的作用原理

mRNA 是由 DNA 作為模板轉(zhuǎn)錄而來,攜帶有遺傳信息并指導蛋白質(zhì)合成的一類單鏈核糖核酸,mRNA疫苗的作用原理是將帶有抗原基因的mRNA片段注入宿主細胞,受注射細胞的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)自行合成并表達抗原蛋白,人體的免疫系統(tǒng)會識別這些特異性的抗原,刺激機體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。理論上,mRNA擁有合成任意一種蛋白的潛能,在解決mRNA的穩(wěn)定性和遞送問題后,除了用作疫苗,mRNA也可作為蛋白質(zhì)補充或替代療法治療其他多種疾病,因此,對于傳統(tǒng)疫苗無力應(yīng)對的多種新型病毒、癌癥、代謝性疾病等,mRNA疫苗均有巨大的應(yīng)用潛力。

國內(nèi)外生產(chǎn)現(xiàn)狀及未來發(fā)展前景

目前,國內(nèi)外已有多家單位致力于mRNA疫苗的研發(fā),海外有Moderna、CureVac、BioNTech等公司,我國有艾博生物、上海斯微生物、藍鵲生物和上海復興醫(yī)藥公司等??梢灶A計,mRNA疫苗的研究將在腫瘤及感染性疾病等的防治領(lǐng)域迅猛發(fā)展。


表3:全球新冠病毒mRNA疫苗研發(fā)進展

*以上數(shù)據(jù)來自CEPI官網(wǎng)和各公司官方以及《中國疫苗和免疫》:新型冠狀病毒mRNA 疫苗研發(fā)進展

mRNA疫苗的缺陷與合成質(zhì)控的把關(guān)

當然,mRNA 疫苗也有一定缺陷,一是 mRNA不穩(wěn)定,注射之后也容易被細胞分解;二是mRNA 合成過程中容易產(chǎn)生雙鏈 RNA,這種雜質(zhì)會引發(fā)強烈的免疫反應(yīng),使疫苗還沒來得及發(fā)揮作用就被細胞清除。近年來隨著 mRNA 合成、化學修飾和遞送技術(shù)的發(fā)展,mRNA 的穩(wěn)定性和翻譯效率大幅提高,但是mRNA疫苗效率的第一步保障仍然是對mRNA合成質(zhì)量的嚴格把控。對此,傳統(tǒng)核酸電泳法相對粗糙,且容易使mRNA降解,建議使用Qsep系列全自動核酸片段分析儀(圖3)對其進行核酸片段分布檢測,有不同檢測通量可選,可靈活適用于不同生產(chǎn)規(guī)模公司的檢測需求。


圖3 Qsep系列全自動核酸片段分析儀

Qsep系列全自動核酸片段分析儀可以快速高效地完成mRNA樣本檢測(圖4),峰型圖譜可以幫助使用者一目了然地了解當下樣本的質(zhì)量情況。如圖4(a)是主帶完整,幾乎無降解的mRNA,圖4(b&c)是降解嚴重或者合成有問題的mRNA樣本,Qsep系列軟件還具備多個樣本峰圖疊加比對作用(圖4(d)),可以清楚分析不同合成方式下mRNA形態(tài)差異。


圖4 不同質(zhì)量的mRNA質(zhì)控圖譜

Qsep系列全自動核酸片段分析儀還可應(yīng)用于各種其他RNA樣本類型檢測,包括total RNA,gRNA,micro RNA,外泌體RNA等(圖5),可檢測1nt-6000nt的大小片段,應(yīng)用廣泛。


圖5 不同類型RNA質(zhì)控圖譜

   在全球市場都火熱關(guān)注新冠病毒疫苗研發(fā)的情況下,mRNA疫苗以其特有的優(yōu)勢被各大研究機構(gòu)廣泛研究。mRNA疫苗生產(chǎn)中最核心的技術(shù)點在于合成修飾和遞送系統(tǒng),關(guān)鍵步驟就是合成,為避免生產(chǎn)線上mRNA不合格導致資金浪費和生產(chǎn)進程的延誤,采用Qsep系列產(chǎn)品對合成的mRNA質(zhì)量進行嚴格把關(guān)是必不可少的,質(zhì)控幫助使用者更好地把握實驗關(guān)鍵步驟。Qsep系列全自動核酸片段分析儀將是助力mRNA疫苗研發(fā)質(zhì)控的好幫手。

關(guān)于杭州厚澤生物

杭州厚澤生物一直專注于診斷、基因檢測、蛋白領(lǐng)域,服務(wù)于廣大醫(yī)院病理平臺,分子檢驗實驗室,醫(yī)學檢驗所和疾控,出入境等機構(gòu)的分子實驗室平臺,從全自動核酸提取儀,全自動核酸蛋白分析儀,全自動移液工作站,擴增儀到光感測生物標志物分析儀,可為核酸和蛋白實驗室提供全套的先進檢測設(shè)備,同時承接核酸適配體篩選業(yè)務(wù)。


目前,已經(jīng)有多家生物公司在開展抗體研發(fā)工作,并對初步的成果進行緊鑼密鼓的驗證和篩選工作,厚澤生物愿意提供INB光感測生物標志物分析儀加快抗體篩選進程,進而協(xié)助您成功開發(fā)疫苗及抗體藥物,在測定方面提供無可辯駁的精準數(shù)據(jù)。

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