Octet® 加速mRNA疫苗/药物的设计和开发

2023-05-24 19:17:52, 陈老湿德国赛多利斯集团

2023年初夏已然来到，随着国务院联防联控机制发布《预防新型冠状病毒感染公众佩戴口罩指引》，COVID-19的影响正式进入告别式了，人们的生产生活似乎恢复了往日的平静。

回想2020年初，新型冠状冠病毒的出现，给全世界带来了巨大震动。陈老湿依稀记得当年各种新冠相关研究层出不穷，几乎每天都有新的成果和发现。S蛋白和ACE2受体的结构、中和抗体筛选、疫苗的开发，每一项都备受关注。其中辉瑞公司和Moderna公司的mRNA新冠疫苗一举成名。也是因为新冠的因素，把mRNA核酸疫苗正式推到了大众的面前，其制备快速，研发周期短，效力高等特点，让其迅速成为各大制药公司和研究机构青睐的新型产品，成为近几年来增长最快的生物医药细分领域。因为它不仅局限在新冠疫苗，还可拓展及肿瘤药物、各类传染病疫苗、核酸药物等。

mRNA疫苗/药物有什么优势呢？

首先，mRNA本身不具备感染性，在其完成蛋白的翻译后会自发降解，不存在感染或基因突变的风险；

其次，mRNA不需要进入细胞核，仅需完成一次跨膜，使得抗原表达更加迅速；

再者，mRNA通过设计与合成即可完成体外的大规模生产，产业化周期短，降低成本，且有利于新发传染病的防控。

mRNA疫苗/药物有点多多，但是它是核酸，需要在体内表达才能有抗原蛋白，这对如何评价其功能活性和有效性提出了挑战。今天陈老湿就给大家谈谈这个问题。

案例一

辉瑞和BioNtech的mRNA疫苗（BNT162b2）

它是全球第一个大规模使用的新冠mRNA疫苗。在其递交给欧洲药物管理局（EMA）的评估报告^[1]和发表的Nature研究性文章^[2]中均提到：

利用Octet® 非标记分子互作系统（BLI技术）来测定mRNA表达产物的结合活性。通过生物传感器分别固化ACE2和抗体，与293T细胞中表达的不同浓度的S蛋白（疫苗表达产物）进行亲和力测定。两者的亲和力均在nM级别，符合正常S蛋白与受体及中和抗体的结合能力，并以此作为疫苗功能确认的指标之一。

在其公布临床前研究中可发现，该疫苗编码的是S蛋白，其中986/987位氨基酸残基突变成了脯氨酸，与野生型S蛋白相比，不会与细胞膜融合，维持了融合前构象。该疫苗的表达产物保持了与受体ACE2以及一种RBD中和抗体的亲和力。同时，还同时设计了其他序列，一起与BNT162b2平行比较，最终选择了BNT162b2作为候选mRNA新冠疫苗。

案例二

军事医学研究院和苏州艾博生物的国产mRNA疫苗（ARCoV）

该研究团队开发了脂质纳米颗粒包裹的mRNA新冠疫苗，利用编码SARS-CoV-2的受体结合域（RBD）疫苗免疫原，提高了mRNA疫苗的稳定性。将ACE2固化在SA链霉亲和素传感器上，与不同浓度的RBD结合（由mRNA表达）。亲和力为1.3 nM。整个评价过程可以在45分钟之内完成，极大的节省了时间成本。

总结

mRNA疫苗作为新兴的疫苗设计与生产方式，接下来就是要解决mRNA制剂稳定性的问题。因为mRNA通透性低，携带负电荷量高，很容易在进入细胞前就被RNA酶降解，稳定性很差。直至人们发现，把mRNA构建成脂质纳米颗粒（LNPs），可以提高mRNA的稳定性，使其更加容易进入细胞，这个难题才得以解决。对于mRNA疫苗LNP递送的能力和表达水平的检测，可以通过赛多利斯的Incucyte® 高通量实时活细胞成像分析系统轻松解决。下期微信咱们详细聊聊~

活动预告

2023年6月1日，赛多利斯携手伯乐生命科学在上海举办“革故鼎新·伯闻共话”mRNA工艺技术与质量控制研讨会，分享前沿成果，探讨mRNA治疗创新发展之路，诚邀您的参与！

-参考文献-

Procedure No. EMEA/H/C/005735/0000.
Vogel AB, Kanevsky I, Che Y, Swanson KA, Muik A, Vormehr M, Kranz LM, Walzer KC, Hein S, Güler A, Loschko J, Maddur MS, Ota-Setlik A, Tompkins K, Cole J, Lui BG, Ziegenhals T, Plaschke A, Eisel D, Dany SC, Fesser S, Erbar S, Bates F, Schneider D, Jesionek B, Sänger B, Wallisch AK, Feuchter Y, Junginger H, Krumm SA, Heinen AP, Adams-Quack P, Schlereth J, Schille S, Kröner C, de la Caridad Güimil Garcia R, Hiller T, Fischer L, Sellers RS, Choudhary S, Gonzalez O, Vascotto F, Gutman MR, Fontenot JA, Hall-Ursone S, Brasky K, Griffor MC, Han S, Su AAH, Lees JA, Nedoma NL, Mashalidis EH, Sahasrabudhe PV, Tan CY, Pavliakova D, Singh G, Fontes-Garfias C, Pride M, Scully IL, Ciolino T, Obregon J, Gazi M, Carrion R Jr, Alfson KJ, Kalina WV, Kaushal D, Shi PY, Klamp T, Rosenbaum C, Kuhn AN, Türeci Ö, Dormitzer PR, Jansen KU, Sahin U. BNT162b vaccines protect rhesus macaques from SARS-CoV-2. Nature. 2021 Apr;592(7853):283-289. doi: 10.1038/s41586-021-03275-y. Epub 2021 Feb 1. PMID: 33524990.
Zhang NN, Li XF, Deng YQ, Zhao H, Huang YJ, Yang G, Huang WJ, Gao P, Zhou C, Zhang RR, Guo Y, Sun SH, Fan H, Zu SL, Chen Q, He Q, Cao TS, Huang XY, Qiu HY, Nie JH, Jiang Y, Yan HY, Ye Q, Zhong X, Xue XL, Zha ZY, Zhou D, Yang X, Wang YC, Ying B, Qin CF. A Thermostable mRNA Vaccine against COVID-19. Cell. 2020 Sep 3;182(5):1271-1283.e16. doi: 10.1016/j.cell.2020.07.024. Epub 2020 Jul 23. PMID: 32795413; PMCID: PMC7377714.

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