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2020年两款mrna疫苗的上市宣告mrna技术正式进入商业化时代,旺盛的终端需求将给整条产业链带来良好前景,mrna有望进入快速发展的黄金十年。由于mrna技术在疫苗、药物等领域原理相通,本文以mrna疫苗为例,讨论mrna疫苗生产的全流程以及关键的产业链环节。



图解mrna疫苗生产的全流程


步骤一:从冷库中提取dna
第一步生产人员会从主细胞库中提取新冠病毒dna,提取后的dna会被技术人员提取后保存在-150℃的小实验瓶中。

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之后技术人员将会把解冻了的质粒注入进一批已经做了人工调整了的大肠杆菌里,从而使大肠杆菌把质粒带入自己细胞里。


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步骤二:促使细胞成长繁殖
盖了大肠杆菌以及质粒的细胞将会被装在实验瓶中,并且在一种温暖无菌的琥珀色生长培养基中生长与繁殖。

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步骤三:发酵混合物(细菌)
以上提到的细菌会被给予一晚的时间进行生长繁殖,然后会被转移至营养液中存放四天,进行细菌繁殖和dna复制。

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步骤四:净化并采集dna
发酵过程在经历了四天后,研究人员将会往里注入一种化学物质来分解细菌的细胞壁,随后会净化混合物,并且最终提取到仅留的质粒。


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步骤五:质量检测
被提取出来的质粒将会被技术人员通过和之前的样品进行对比,以确认刚刚生产的质粒的病毒基因序列能够被用于生产疫苗。

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步骤六:质粒线性化
质粒通过质检后,技术人员将会加入酵素进行环状质粒切割,把病毒基因从环状状态切割成直线段。

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步骤七:净化dna
技术人员将会将纯度已经较高的混合物进行再一次净化,用于滤出残留的细菌或质粒片段

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步骤八:运输
在运输前每瓶dna都会被冷冻、装袋、密封,然后被放入一个装有足够干冰的容器里,这些容器将会被转运到另一家工厂进行转录。
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                                     ▲冷冻、装袋、密封(图片来源:参考资料1)
步骤九:进行dna到mrna的转变
转运过来的dna将会先进行解冻然后掺入由mrna组成的部分混合,随后酵素将会撬开dna模板并转化其成为mrna。
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之后得到的混合物将会被移入到一个储罐里,并且通过过滤去除杂质。

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步骤十:mrna检测
过滤后的mrna将会被反复测试以确保其出精度以及基因序列是否准确。


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步骤十一:冷藏、打包和再次运输
检测后的mrna包冷冻到零下20度,然后运到辉瑞在密歇根的工厂。将会在那里做成疫苗,然后再把样本运回来检测。


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步骤十二:准备mrna
收到mrna的包裹后,保持冷冻直到需要用时,每个包能个制造60万瓶,360万剂的疫苗。

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步骤十三:准备脂质(lipids)
同时,另一个步骤也在进行,准备脂质——这种物质能保护mrna进入人体细胞时不会被破坏。


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步骤十四:制作mrna疫苗
准备好之后,通过机器精确控制mrna和脂质,将他们混合成脂质纳米粒,形成疫苗颗粒。


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步骤十六:罐装疫苗
机器将0.45毫升疫苗注射到一个瓶子,稀释后,成为6个剂量的疫苗。生产线每分钟能包装575个瓶子。


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步骤十七:打包、冷藏和测试
灌注完的疫苗经过检查,贴上标签,然后放进盒子里打包。所有盒子要再冷冻数天,降温到零下70℃的极冷温度。与此同时,该批次的疫苗要送去做检测。

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步骤十八:打包和运输成品疫苗
数周的测试后,合格的疫苗可以运输了。盒子里装上了温度计,实时监测温度是否达标。每个盒子里有45磅的干冰。

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总结
mrna技术研发浪潮促进了新一代疗法的医学革命,但国内mrna行业因为起步时间较晚,整个产业链仍不够完善,整体上中下游产业链的完备和匹配程度较低。mrna因为其苛刻储存条件和生产成本,如何在国内mrna生产产业链不完备的情况下大量、迅速生产出mrna产品是我国mrna行业所需要思考的重要问题。为了帮助大家解决这些问题,朴希俊博士将为大家分享mrna疫苗和药物的全流程工艺,包括线性化质粒的制作、mrna原液的制备、lnp包裹递送等工艺开发要点和质控标准,串联开发各节点关联性,共同探索和应用这一新技术。



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