2024年5月底,美国FDA批准了Moderna公司的第二款mRNA疫苗——针对呼吸道合胞病毒(RSV)的mRESVIA(mRNA-1345)。这是全球获批的首款非新冠mRNA疫苗。再次展现了mRNA疫苗的巨大潜力。
在mRNA疫苗的开发和生产过程中,将包含有抗原基因的环状质粒DNA变成线状DNA,作为此后体外转录反应的模板,是非常关键的步骤。这一步主要通过限制性内切酶的定点酶切反应完成。
在此,愚公生物为选择mRNA疫苗开发限制酶提供如下建议:
质粒线性化的首要要求就是酶切位点不能出现在抗原基因的内部。6碱基以上的识别序列,出现在基因内部的可能性比较小,减少了基因序列的设计难度。因此需要选择具有较长识别序列的限制酶。
酶切产物末端应为5'突出
限制酶酶切产物末端应该为5'突出,因为5'突出末端出现在体外转录的模板链上。而编码链末端的3'突出,会增加体外转录产生双链RNA (dsRNA) 副产物的风险。
如下图所示,BsaI、XbaI、XhoI酶切产物均为5'突出。而PstI、SacI酶切产物均为3'突出,不适合用于mRNA质粒模板线性化。
无需拘泥于Type IIS限制酶
一般认为,Type IIS限制酶是质粒线性化的首选,因为Type IIS限制酶的酶切位点在识别位点之外,且切割不受序列限制,可以产生不含任何多余序列的模板。
但实际上很多药企已经证明,Type IIP限制酶,如XbaI、XhoI、NheI、EcoRI等同样可以用来进行质粒模板线性化,并不会影响mRNA疫苗的效果和安全性。也有部分研究表明,如果poly(A)尾的3'末端带有额外的酶切位点,还有可能增加mRNA的稳定性。
生物制品中的动物源成分存在安全和质量风险,各国药典都要求优先考虑使用无动物源材料。
愚公生物推出的GMP和ADCF(无动物源性成分)系列限制酶,采用化学成分明确、无动物源性和无人源性成分培养基表达,并经过多步的层析纯化获得。产品的表达、纯化和制剂等工艺过程中没有使用含动物源性和人源性成分的试剂,也未使用氨苄青霉素及其他抗生素。生产设施和包装材料也没有使用动物或者动物制品或动物病原体。此外,愚公生物的所有酶制剂最终配方中不含有牛血清白蛋白,取而代之的是更安全可控的重组白蛋白(rHSA)。
限制酶作为中间原料,在完成反应后就属于工艺相关杂质,需要及时去除,避免带来未知风险。根据法规,对生物制品制造过程中的残留原料蛋白要进行过程控制检测。为此,愚公生物推出了多种限制酶的残留检测试剂盒(见新品推介l限制酶BsaI残留检测试剂盒),用于mRNA原料质量控制。
疫苗与药物开发与生产对工艺稳定性要求极高。限制酶作为关键原料之一,其储存稳定性也直接影响了工艺的效果。因此应当尽量选择稳定性更好的酶。
此外,酶的最适反应温度可能也会影响mRNA质粒模板线性化的效果,但对于这个因素业内尚无明确的共识,所以可以根据自身的需求选择。
愚公生物车间图
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