mRNA疫苗及治疗产品研发进展简述

• 非复制型：编码抗原蛋白的目的基因及必要的用于稳定mRNA和促进转录的功能性元件，在人体内无法自我复制；通常结构简单，不存在额外的编码蛋白。这些特点有利于进行临床前研究，并已有成功案例用于COVID⁃19预防接种。但还需要进一步延长并提高体内mRNA表达周期和水平。

  
  

• 自扩增型：大多数是基于甲病毒基因组，编码抗原的mRNA代替甲病毒结构蛋白RNA，进入体内后自我复制产生编码抗原蛋白的mRNA。其病毒复制机制，可最小化mRNA所需剂量；同时由于具有较高抗原表达水平，可诱导更强大的免疫应答。

  
  

• 环状：与线性mRNA相比，环状mRNA由于其共价闭环结构而高度稳定，可保护其免受核酸外切酶介导的降解。但体外转录产生的环状mRNA的潜在免疫原性引人担忧，仍需进一步测试是否可以开发成安全有效的技术平台。

• 抗原选择范围广，理论上经过适当修饰或改造的mRNA可编码任何一种蛋白。

  
  

• 外源mRNA可激活模式识别受体（PRR），刺激非特异性免疫反应，进而激发T、B细胞免疫反应，具有“自我佐剂”的特点，表现更强的免疫原性。

  
  

• 与质粒DNA疫苗相比不进入细胞核内部，只在细胞质内表达抗原，不存在整合人体基因上的风险。

  
  

• 不依赖细胞培养技术，可快速构建及生产，外源因子传播风险较低。

  
  

• 递送载体如脂质纳米颗粒（LNP）除稳定和保护mRNA外，也具有一定的免疫原性，可增强疫苗的免疫反应。

mRNA产品按作用效果可分为预防性和治疗性。新冠期间，中美欧药监机构分别出台mRNA疫苗相关的指南/考虑/问答/举措，这些措施都仅限于新冠疫苗相关的产品。

WHO于2021年颁布了专门针对mRNA疫苗研发的法规考虑，着重对mRNA疫苗在生产、非临床和临床评价过程中的关键点提供指导。主要针对LNP递送的mRNA和自扩增mRNA在体内递送与传染病预防主动免疫相关目的抗原编码序列的情形。原则上不适用于由病毒蛋白包装或质粒DNA编码的疫苗以及治疗用mRNA疫苗。

mRNA递送系统，在制剂的质量研究、药代动力学、非临床安全性研究方面，可以借鉴有关纳米药物指导原则。

治疗型mRNA疫苗是在体内通过表达特定蛋白，刺激机体产生特异性免疫反应，可借鉴基因治疗产品相关的部分要求。但是该类疗法与基因治疗产品的风险不同，并不完全适用所有基因治疗产品的技术要求。

美国药典委员会(USP)与业内专家共同起草的《Analytical Procedures for Quality of mRNA Vaccines and Therapeutics》先后于2022年2月，2023年4月，2024年7月分别对mRNA药物的质量控制标准和分析方法进行了三版更新。

EMA于2023年6月发布《关于制定mRNA疫苗质量方面指导原则的概念文件》，文件阐述了建立一个mRNA疫苗质量方面指导原则的必要性，并对指导原则拟定的相关工作安排及内容考量作了相关表述。该指导原则仅针对传染病的mRNA疫苗，不包括mRNA治疗性药物。

免疫原性分析，可参考现有的相关指导原则。

QbD在mRNA技术发展中至关重要，最终产品的质量应在设计阶段就充分考虑。对目的抗原的选择是评价mRNA疫苗开发的基础，应明确目的抗原的选择依据、抗原序列元件结构及其表达蛋白对疫苗作用机制的贡献。在序列设计时选择适当的Cap结构、UTR和poly(A)以及利用生物信息学在mRNA二级结构水平上优化使序列稳定性有效提高。高效的递送系统增加mRNA在体内的表达效率，延长抗原表达时间。

mRNA疫苗的生产工艺主要包括3个部分：pDNA模板的制备、mRNA原液的生产、递送载体装载及制剂灌装。研究较多的递送系统包括LNP技术、聚合物运载技术、脂质运载技术、脂质-聚合物复合载体技术及其他递送系统。工业界普遍采用LNP作为mRNA药物商业化生产的首选包封方法和递送载体。目前在优化现有LNP递送系统的基础上逐步扩展到靶向LNP递送，挑战主要为拥有自主知识产权、安全有效的新型可离子化脂质的发现，在应用到递送给药前，还需生理学、纳米学等多学科结合进行长时间的试验和优化。

目前并无成熟、标准化的工艺生产路线，已上市或在研产品均采用不同的上下游技术。企业应充分了解生产过程中对产品质量、安全性和有效性产生影响的潜在风险，积累生产经验、理解潜在风险，对生产过程建立有效的控制策略至关重要。在研发阶段越早确认产品的关键质量属性，对生产操作及生产过程控制越有利，并应在药品的整个生命周期内不断研究并积累相关数据，持续降低制剂过程中存在的不确定性。

目前尚未建立统一的质量控制要求和监管标准。三种mRNA疫苗的质量控制仍存在许多挑战。如优化已明确的CQA检测方法，疫苗效力测试方法和标准，关键残留杂质的质量控制，递送系统的质量控制，稳定性等。随着研究的不断深入和技术的持续发展，期待不断完善的协调指南和参考标准，如残留dsRNA和T7聚合酶等关键残留杂质及其体外生物活性的国际或国家参考标准，以标准化和协调关键杂质和效力的检测。

预防用mRNA疫苗非临床安全性评价一般应至少进行重复给药毒性、免疫毒性、局部耐受、安全药理和生殖毒性试验等，其中免疫毒性、局部耐受和安全药理试验可伴随于重复给药毒性试验中开展。考虑到mRNA疫苗缺少基因整合性，通常无需进行遗传毒性和致癌性试验。

若疫苗组分中包含有新型的递送载体、佐剂和（或）赋型剂时，应考虑对新的组分单独进行全面的非临床安全性评价，不仅考察其一般毒性，还需关注其遗传毒性、生殖毒性等。

在重复给药毒性试验中，常规检测指标通常包括动物体重、摄食量、注射部位刺激性反应、临床病理学指标、安全药理学指标、脏器重量及组织病理学检查等指标。此外，还需特别关注免疫原性及免疫毒性指标，检测内容一般包括与体液免疫和细胞免疫反应等相关的免疫细胞数量或比例的改变、细胞因子水平、急性期蛋白和淋巴免疫组织病理学检查等指标。

若疫苗组分中有通过直接作用于免疫系统而发挥作用的成分，或者靶抗原与内源性分子存在相似性，尚需关注由于免疫刺激过强导致超敏反应或自身免疫反应的可能性。此外，由于发热是临床上疫苗接种后常见的反应之一，考虑到非临床研究中试验操作的可实施性，可在大动物重复给药中增加温度监测。

可采用T细胞依赖性抗体反应（TDAR）、外周血单个核细胞及全血细胞体外细胞因子检测和补体的检测评估免疫应答。

基于平台技术的mRNA开发，有可能基于成熟平台技术经验及积累的平台数据来表征安全性及有效性，在进入临床试验前不进行疫苗常规要求的动物保护力及重复给药毒性试验，而在Ⅰ期临床试验期间平行进行非临床有效性与安全性研究。目前国内尚无成熟的mRNA平台技术。

为预测mRNA疫苗潜在的临床风险，非临床研究的试验样品需使用能够代表临床拟用的疫苗制剂。如非临床研究使用的样品与临床试验用样品存在差异，需进行相关桥接试验以评估这种差异对疫苗安全性和有效性带来的潜在影响。

临床转化仍面临不小的挑战。

非临床研究数据外推至临床应用的局限性：不同动物种属的同类受体在结构和（或）功能上可能存在差异，因而导致疫苗在不同种属间可能存在生物活性的差异，甚至导致不同的免疫反应。

自身免疫反应的评价尚无较好的动物模型，导致非临床试验设计的局限性。

对于一类新型传染性疾病的疫苗，非临床试验结果对临床使用的剂量及免疫反应的持续时间提供的数据支持有限，疫苗临床使用的安全性和有效性更多依赖于临床试验。

现有针对mRNA疫苗的指导原则并不一定适用于创新性mRNA产品，给mRNA产品的非临床和临床研究带来挑战。

作为突破性的技术平台，mRNA技术已在预防性mRNA疫苗的成效上得到验证，同时也在免疫治疗领域取得了较好的疗效。随着更多科学和临床数据的涌现，相信各监管机构还会出台更多指南细则来指导相关细分领域的研发和审评。同时疫苗的开发和设计方案还需不断优化和改进，要求技术研发、生产工艺、质量研究与控制、安全性评价和临床监测等环节的协同优化进步，才能高效促进mRNA技术的开发与应用。