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mRNA疫苗研發(fā)：開啟疫苗的新時代

mRNA疫苗打破了傳統(tǒng)滅活、減毒疫苗的免疫激活模式，創(chuàng)新性地利用人體本身細胞生產(chǎn)抗原，以此激活特異免疫。mRNA疫苗具有極高的有效保護率，同時相較于其他創(chuàng)新型疫苗（如：DNA疫苗、病毒載體疫苗）具有更高的安全性。在研發(fā)上，mRNA疫苗能夠快速地更新迭代以應對不斷出現(xiàn)的變異毒株。由于mRNA疫苗不需進行體外轉(zhuǎn)譯，因此生產(chǎn)過程也有所縮短，僅需要60-70天。

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mRNA的應用前景非常廣闊

除了能夠用于預防傳染性疾病，mRNA疫苗也為治療腫瘤、免疫疾病帶來了新的希望。在新冠疫情前，國際mRNA廠商的研究重點集中在腫瘤的治療上。目前國際mRNA疫苗三巨頭為：BioNTech、CureVac、Moderna，均布局了多條針對腫瘤的管線。除傳染病和腫瘤免疫疾病外，mRNA疫苗在許多基因相關的疾病中都有開發(fā)潛能。在后新冠疫情時代，mRNA疫苗仍舊具備大幅增長的潛力。mRNA疫苗的技術壁壘在于序列設計和遞送系統(tǒng)。序列設計需要公司擁有大量長期的數(shù)據(jù)積累，不斷訓練優(yōu)化平臺。優(yōu)秀的序列設計能夠提高mRNA在體內(nèi)的留存和作用時間，降低免疫原性，使mRNA序列更高效地表達抗原蛋白。遞送系統(tǒng)則是mRNA的運載火箭，負責將mRNA成分完整地運送至目標靶點，并且在合適的時機和環(huán)境條件下及時釋放。同時，遞送載體需要經(jīng)過人體免疫系統(tǒng)的層層保護，容易引起過敏等免疫反應，傷害疫苗的安全性。遞送系統(tǒng)還很大程度決定了mRNA疫苗的儲藏條件和儲藏時限。

mRNA疫苗

mRNA疫苗是一種核酸疫苗，通過將病毒的部分mRNA片段注入人體細胞內(nèi)產(chǎn)生抗原，再由此激發(fā)特異性免疫反應，達到形成免疫記憶的效果。

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mRNA疫苗 vs. 滅活疫苗：具有明顯的免疫保護力優(yōu)勢與傳統(tǒng)滅活疫苗、裂解疫苗相比，mRNA疫苗激活特異免疫的路徑不相同。傳統(tǒng)疫苗激活特異性免疫的方式是直接將抗原蛋白注射進入人體，引起免疫反應；而mRNA是將編碼病毒抗原的mRNA注入體內(nèi)，由人體自身細胞產(chǎn)生對應的抗原，以此激活特異性免疫。理論分析，mRNA疫苗能夠呈現(xiàn)更多的抗原，同時能更持久地激活鞏固特異性免疫。mRNA疫苗抗原呈遞的過程是可短暫持續(xù)的，呈遞的mRNA可指導多個核糖體產(chǎn)生抗原蛋白，直至mRNA 降解。由于細胞能夠不斷根據(jù)mRNA生產(chǎn)抗原蛋白，因此抗原數(shù)量受疫苗劑量所限制較小，從時間維度上看，抗原不會在短時間內(nèi)迅速被消耗完畢?？乖瓟?shù)量水平越高、保持時長越長，形成的特異性免疫記憶越強烈，免疫應答更快、持續(xù)時間越長。

mRNA疫苗 vs. DNA疫苗：更高效，逆轉(zhuǎn)錄風險較小與核酸疫苗中另一路徑的DNA疫苗相比，mRNA疫苗更有效也更安全。

mRNA疫苗 vs. 病毒載體疫苗：適用人群覆蓋全面，逆轉(zhuǎn)錄風險較小，機會成本更低

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mRNA疫苗常規(guī)實驗流程

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mRNA疫苗的生產(chǎn)可分為四大階段，一是DNA模板制備的流程；二是質(zhì)粒DNA的線性化，三是體外轉(zhuǎn)錄，四是將mRNA利用脂質(zhì)微粒遞送或者細胞遞送。

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第一步：DNA模板制備的流程 ?

在有病原體微生物的前提下，我們通過RNA提取后進行RT-PCR擴增實驗，將PCR的產(chǎn)物進行純化，純化后的產(chǎn)物就是體外轉(zhuǎn)錄的模板了，將產(chǎn)物構(gòu)建到質(zhì)粒上面進行分子克隆實驗，然后純化質(zhì)粒，即制備好了DNA的模板；如果在第一時間沒有獲得病原體微生物的話也可以采用基因合成的方式拿到后續(xù)體外轉(zhuǎn)錄的模板，后續(xù)也是進行分子克隆以及質(zhì)粒純化即可。

第二步：質(zhì)粒的線性化

質(zhì)粒作為體外轉(zhuǎn)錄的模板時需要進行酶切使其線性化，是通過限制性內(nèi)切酶來實現(xiàn)的。愛必信的內(nèi)切酶5~15分鐘內(nèi)即可完成酶切，共用一種酶切Buffer，大大簡化酶切反應體系；良好的酶活冗余度，輕松應對底物過量或困難模板酶切。此外，愛必信生物去磷酸化、連接試劑在配套的Buffer中具有139%活性，支持一管化反應，提升“酶切-修飾-連接”的體驗。

第三步：體外轉(zhuǎn)錄

目的是將DNA鏈體外轉(zhuǎn)錄為mRNA。將上一階段得到的DNA鏈和酶和核苷酸等原料混合在反應中，RNA聚合酶會將DNA轉(zhuǎn)錄成mRNA，這一步驟就是體外轉(zhuǎn)錄，得到mRNA后將DNA鏈以及其它的物質(zhì)去除掉就可以得到很純的轉(zhuǎn)錄后mRNA產(chǎn)物了。

第四步：遞送系統(tǒng)裝載

第四階段就是將mRNA包裹進脂質(zhì)載體中或者細胞中進行遞送。此階段是mRNA疫苗生產(chǎn)的最大瓶頸之一，其中一個重要的原因就是市場上面能夠提供脂質(zhì)載體的供應商有限，因此很多公司已經(jīng)在自主研發(fā)制造脂質(zhì)載體。

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