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隨著生物技術和分子醫(yī)學的快速發(fā)展，mRNA（信使核糖核酸）修飾技術及遞送技術也取得了較大進展，并且由于mRNA具有開發(fā)簡單快速、高特異性、高靈敏度的優(yōu)勢，在新冠疫情期間被制備成mRNA疫苗，一度成為生物醫(yī)藥領域的行業(yè)熱點。

已知，mRNA是一類攜帶遺傳信息并能直接指導蛋白質(zhì)生物合成的單鏈核糖核酸，滿足合成各種蛋白質(zhì)的所有遺傳信息的要求。與DNA藥物相比，mRNA藥物不會插入基因組之中，其可通過正常代謝途徑分解，安全性更高。此外，mRNA藥物無需進入細胞核就能發(fā)揮功能，可以通過體外轉錄，也可在患者體內(nèi)合成所需的治療性蛋白質(zhì)，設計和起效更加靈活快速，為個性化治療提供了新方法。

mRNA作為疫苗，可用于癌癥免疫治療、傳染病疫苗或蛋白質(zhì)替代等生物醫(yī)學和臨床醫(yī)學領域。mRNA作為治療藥物，有望成為多種難治性疾病的有力治療手段，包括代謝性遺傳疾病、癌癥、傳染性疾病、心腦血管疾病和其他疾病。

據(jù)國際市場研究和咨詢公司Mordor Intelligence的報告數(shù)據(jù)，2023年mRNA疫苗和療法的全球市場規(guī)模已經(jīng)達到了468.3億美元，且預計未來將以16.8%的復合年增長率迅速擴大，到2028年其全球市場規(guī)模有望攀升至1018億美元。其中根據(jù)nova one advisor統(tǒng)計，2023年全球mRNA治療市場的規(guī)模高達121.9億美元，預測2033年將超過589億美元，并預計在2024年至2033年間，其復合年增長率將達到17.06%。

目前，mRNA的合成方式主要有化學合成、重組生產(chǎn)、酶法合成等，其中體外轉錄（酶法）被認為是大規(guī)模生產(chǎn)mRNA金標準。mRNA疫苗制備流程主要包括：疫苗靶序列被導入質(zhì)粒中、質(zhì)粒DNA模板制備、mRNA體外轉錄、mRNA純化、mRNA包封制劑。在mRNA原料藥和制劑藥物產(chǎn)品生產(chǎn)制備過程中，需要進行測試和過程分析，從而能夠更好地進行質(zhì)量控制和成本控制。然而在mRNA藥物從早期研發(fā)、到成功上市需要經(jīng)歷多個階段，每個階段都存在極其復雜的不確定性，需要對其中多個關鍵點進行嚴格的質(zhì)量控制，從而確保最終產(chǎn)品的安全性和有效性。

雖然mRNA疫苗生產(chǎn)工藝流程相對來說比較簡單，但mRNA疫苗是一項新興技術，研發(fā)上市與應用時間也較短。法規(guī)和監(jiān)管機構的要求也在隨著其工藝的成熟和市場應用情況而不斷發(fā)展更新，其生產(chǎn)過程中采用的方法大都是復雜的，因此質(zhì)量控制仍有很多的挑戰(zhàn)。

表1.國內(nèi)外藥典法規(guī)關于mRNA疫苗的指導原則和質(zhì)控放行要求

其中，美國藥典委員會(USP)于今年7月份又更新和發(fā)布了mRNA疫苗和治療產(chǎn)品質(zhì)量分析方法-指南草案(第三版）。主要更新了質(zhì)粒DNA相關的質(zhì)量屬性，要求在：任何一種情況下，用于制造mRNA疫苗的每一批質(zhì)粒DNA，都必須在釋放前進行測試，以確認其身份、純度和質(zhì)量。值得關注的更新細節(jié)為：對宿主殘留RNA檢測要求細化了，并對殘留限度也做出了要求。

此外，針對線性和自復制mRNA，2023年更新的第二版和今年更新的第三版草案也都提到在mRNA藥物原料表征和放行檢驗中，純度檢測這塊新增工藝相關雜質(zhì)-殘留的T7 RNA聚合酶含量檢測，這是對mRNA工藝過程中引入的單酶雜質(zhì)檢測提出質(zhì)控要求。

針對mRNA疫苗進行的質(zhì)量控制，不僅關系到疫苗的安全性（如確保疫苗中不含有內(nèi)毒素、微生物和其他潛在的有害物質(zhì)），還影響疫苗的有效性，即刺激免疫反應的能力，這就需要質(zhì)量控制確保疫苗中mRNA的含量、純度和生物學活性達到預定標準。更重要的是，鑒于疫情的影響，建立能夠快速開發(fā)和高度復雜的mRNA疫苗質(zhì)量控制流程，還有助于應對全球公共衛(wèi)生危機。因此，中美歐等國內(nèi)外的監(jiān)管機構對于mRNA疫苗的質(zhì)量安全控制檢測都嚴格管控。

針對上述情況，翌圣生物自主研發(fā)了一系列mRNA疫苗研發(fā)和生產(chǎn)等流程中所需的質(zhì)量安全控制檢測試劑盒，其中包括早期的質(zhì)粒DNA模板檢測所需的宿主細胞殘留DNA、殘留RNA、殘留蛋白等檢測試劑盒，以及mRNA原液生產(chǎn)工藝過程中所需的各種關鍵酶殘留檢測試劑盒等。

圖1.mRNA藥物研發(fā)及生產(chǎn)流程中翌圣質(zhì)控產(chǎn)品推薦

去除宿主細胞雜質(zhì)是mRNA疫苗、抗體藥物等在內(nèi)的生物制藥產(chǎn)品生產(chǎn)中的關鍵步驟，其中宿主細胞殘留DNA由于可能存在的免疫原性、感染性以及致瘤性等安全問題成為關鍵質(zhì)控指標。在此情況下，建立合適的檢測方法監(jiān)測生產(chǎn)工藝，控制宿主細胞殘留核酸限度，以確保產(chǎn)品的安全性和質(zhì)量已經(jīng)成為監(jiān)管機構和行業(yè)內(nèi)關注的重點。

此外，《中華人民共和國藥典》2020年版第三部規(guī)定，外源性DNA殘留檢測采用DNA探針雜交法、熒光染色法和定量PCR法。目前市場上對宿主細胞殘留DNA檢測，主要采用熒光探針qPCR方法，qPCR法具有高的靈敏度、序列特異性和準確性，可為生物制藥工業(yè)在工藝研究和成品質(zhì)量控制方面提供可靠的檢測手段，現(xiàn)也已成為各生物制品廠家檢測方法。

翌圣生物自主研發(fā)的E.coli宿主細胞殘留DNA的qPCR法檢測試劑盒，可快速高效檢測生物藥中宿主DNA殘留量。還研發(fā)了與之配套使用的宿主細胞殘留DNA樣本前處理試劑盒，以及配套的自動化核酸提取儀器。

圖2. E.coli DNA (2G)標曲范圍30fg/μL~300pg/μL，R2=1，擴增效率為101.74%，各濃度檢測值CV<15%

生物制品中HCP殘留含量通常被認為是產(chǎn)品的關鍵質(zhì)量屬性(CQA)，是工藝穩(wěn)健性監(jiān)測的重要評價指標，也是產(chǎn)品的重要質(zhì)控指標。各國法規(guī)都有涉及HCP的論述，要求必須對生物藥品進行分析和純化，以將宿主細胞蛋白HCP降低到可接受的水平。

《中國藥典》三部（2020版）規(guī)定：針對CHO細胞，HCP殘留需要<0.05%（相當于小于500ppm）；針對E.coli，HCP殘留需要<0.01%。

美國藥典USP<1132>章節(jié)規(guī)定：用一種靈敏度較高的方法檢測藥品中的HCP，其含量應該低于檢測限（通常小于100ppm，即1mg總蛋白中HCP含量應小于100ng，也即<0.01%）。

酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）是目前HCP檢測常用的方法，在2020版《中國藥典》通則3412/3413/3414中提到的宿主蛋白殘留檢測方法均為ELISA法。

翌圣生物科技（上海）股份有限公司自主研發(fā)了包括E.coil宿主細胞在內(nèi)的多款HCP蛋白殘留量檢測試劑盒。試劑盒均采用雙抗夾心酶聯(lián)免疫檢測（ELISA）的實驗原理，以及生物素-鏈霉親和素放大系統(tǒng)，能夠高靈敏的檢測樣本中HCP殘留量。試劑盒可以用于生物制品純化工藝過程的優(yōu)化、中間工藝過程的雜質(zhì)控制以及終產(chǎn)品的放行檢測。

圖3. 翌圣HCP ELISA試劑盒產(chǎn)品特點

已知，mRNA疫苗規(guī)?；a(chǎn)過程中涉及的工具酶主要包括T7 RNA聚合酶、Inorganic Pyrophosphatase無機焦磷酸酶、Vaccinia Capping Enzyme牛痘病毒加帽酶、RNA Inhibitor RNA酶抑制劑等。

在使用這些工具酶進行mRNA疫苗研發(fā)和生產(chǎn)的同時，會引入這些工藝相關雜質(zhì)即工具酶的殘留，故需使用酶殘留檢測ELISA試劑盒進行mRNA合成相關酶含量監(jiān)測。在殘留量低于一定范圍時，純化的mRNA工藝過程制備液才可以進入下一生產(chǎn)階段。

為此，翌圣生物又開發(fā)了針對mRNA合成所需酶殘留檢測的ELISA試劑盒，該試劑盒應用雙抗夾心酶聯(lián)免疫檢測(ELISA)的實驗原理進行酶殘留量檢測，將mRNA合成所需酶標準品和待測樣本加入預包被抗工具酶抗體的酶標板，然后加入稀釋后的生物素標記的工具酶檢測抗體，最后加入Streptavidin-HRP (SA-HRP)，形成抗體+抗原+抗體-Biotin+SA-HRP復合物，洗板后加入TMB顯色液顯色。TMB在HRP酶的催化下由無色轉化成藍色并在終止液的作用下最終轉化成黃色。黃色的深淺與樣本中被檢測到的工具酶的量呈正相關。

圖4. 翌圣生物mRNA合成關鍵酶殘留檢測的ELISA實驗過程