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如何制備2億劑mRNA疫苗:質量控制

關鍵詞:mRNA疫苗 質量控制 冷凍冰箱
時間:2021-11-05 10:41:58

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  本文節選自來自美國賓州大學的研究人員發表的文章“Manufacturing Strategy for the Production of 200 Million Sterile Doses of an mRNA Vaccine forCOVID-19”。

  質量控制

  確定mRNA產物的長度

  在疫苗的終制劑中應該出現的mRNA序列應該和設計的完全一致;序列應該包括5’帽、5’和3’ UTR、編碼全長刺突蛋白的部分以及poly(A)尾。本方案中完整mRNA序列的長度正好為4,079個堿基。

  必須有一個步驟來確定所生產的mRNA是全長的mRNA,以確保高的翻譯效率。為此,將從每個體外轉錄反應的產物中提取樣本,并使用RNA凝膠電泳試劑盒對產物進行RNA凝膠電泳。在凝膠電泳過程中,帶負電荷的mRNA向陽極移動。較短的RNA片段會比較長的RNA片段遷移得更遠,所以這個過程可以用來確定體外轉錄反應的mRNA產物是否大部分是全長度的mRNA。凝膠應顯示不少于90%的產物為全長mRNA。凝膠電泳結果如下圖所示。另一種選擇是對mRNA產物進行測序;不過,這種方法相對耗時且昂貴,凝膠電泳能夠揭示想要的結果。

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RNA凝膠電泳,條帶代表特定長度的RNA。

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生產過程模塊示意圖

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mRNA生產過程整體工藝流程圖

  確定脂質納米顆粒的粒徑

  確定脂質納米顆粒(LNP)的粒徑是非常重要的;為了使疫苗發揮大效力,LNP大約需要達到80 nm。為了確定在我們的微流控設備中生產的LNP的大小,將使用動態光散射(DLS)技術。DLS使用散射光來確定給定顆粒的粒徑。在微流控步驟過程中,將進行4次DLS分析。

  檢測內毒素水平

  全球的大部分監管機構都要求生產的所有藥品都要進行檢測,以確定藥品中的內毒素水平。革蘭氏陰性菌具有內毒素,這些內毒素對人體毒性很大。為確保疫苗不受內毒素污染,在工藝過程的后稀釋步驟之后,將進行鱟變形細胞溶解物 (LAL) 檢測。LAL檢測法是一種標準的分析方法,被FDA認定有效,其可檢測內毒素水平。因此,選擇LAL法作為內毒素檢測的方法。mRNA疫苗可接受的內毒素水平應小于10內毒素單位 (EU)/mL。

  產品的包裝和儲存

  經過后的稀釋和質量控制步驟后,產品將被包裝成小瓶。每個2 mL玻璃瓶將包含0.45 mL的產品冷凍懸液。根據輝瑞目前的生產工藝,每個小瓶都使用溴丁基橡膠塞和鋁密封件密封,鋁密封件上有可翻轉的塑料蓋。小瓶將根據FDA法規的要求,以運輸集裝箱發送。每個集裝箱將容納5個托盤的疫苗,每個托盤容納195瓶,相當于1,170劑。本方案的生產過程總共產生2億劑,每周生產1,540萬劑。這相當于每周生產200萬瓶,每周2,100個集裝箱。小瓶包裝的過程將是機械工程策略的一部分,不屬于本項目的范疇。

  集裝箱需要按照FDA規定進行儲存和運輸。如前文所述,疫苗將需要超低溫冷凍冰箱 (-80℃至-60℃之間),冷凍冰箱(-25℃至-15℃之間)多存放兩周,冰箱(2℃至8℃之間)多存放120小時/5天。

  原文:I.Labarta, S.Hoffman, A.Simpkins, Manufacturing Strategy for the Production of 200 Million Sterile Doses of an mRNA Vaccine for COVID-19. 2021.

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