来自Repligen的创新技术，助力mRNA疫苗和治疗药物的开发
信使核糖核酸 (mRNA) 疫苗是一种刺激身体自身免疫反应的新技术。这些疫苗包含来自mRNA的信息，包括针对特定病毒抗原的“代码”，从而使身体能够自己生产相应的抗原：mRNA将生产抗原的信息传递给体内制造蛋白质的细胞，然后，体内的细胞将抗原呈现在其表面，从而触发所需的特定免疫反应。当人体接触到这种病毒时，免疫系统就会识别出这种特定的抗原，并能快速、有针对性地抗击病毒。
针对COVID-19的mRNA疫苗旨在为我们的身体提供可产生非传染性病毒突刺蛋白的“代码”，以指导细胞机制帮助刺激形成天然免疫反应。这种反应主要通过T细胞和中和抗体的产生来实现，目的是预防SARS-CoV-2感染以及其相关疾病。当接种疫苗的人接触到SARS-CoV-2，免疫系统将识别其表面结构，并能够对抗病毒并消灭它。针对SARS-CoV-2的中和抗体在体内循环，会立即与病毒结合，“中和”病毒，防止其进入细胞，从而起到保护作用。T细胞帮助免疫系统对抗细胞内感染，也可以直接杀死被感染的细胞。
传统疫苗通常含有活性衰减或灭活的致病微生物或病原体蛋白 (抗原)，以刺激身体的免疫反应，以便在将来暴露于感染源时做出更快、更有效的反应。而mRNA疫苗采取了一种不同的方法：它们使用细胞本身以mRNA中的编码信息构建蛋白质的过程，即这个“代码”被翻译成特定的蛋白质(抗原)，从而触发所需的免疫反应。
对将mRNA技术作为疫苗平台的兴趣在过去20年里显著增加，特别是基于mRNA技术的COVID-19疫苗的快速开发，将这项技术带入了一个新的时代。一般认为，相比传统疫苗，基于mRNA的疫苗的生产速度更快，因为只需要生产“代码”，而不需要生产“抗原”本身。大多数针对病毒性疾病的疫苗基于在鸡胚或哺乳动物细胞中生长的病毒。驯化病毒，使其能够在培养的体系中增殖，然后收获、纯化病毒并将其制备成可用的疫苗是一个较为复杂的过程，需要相当的技术能力，且通常需要一个“定制化”的生产过程，即需要针对每一种新疫苗开发针对性的工艺，特别是复杂的纯化和分析检测步骤。相对来说，mRNA疫苗的生产更容易标准化，且有可能在对生产过程只进行极小的改变的情况下，通过替换编码目的蛋白的序列，而生产针对病毒变异株或其它病毒的新候选疫苗。有报导称，mRNA疫苗生产工艺的规模比传统疫苗小两到三个数量级，且只需要花费不到一半的时间，而前期资本投入只有传统疫苗生产工艺的1/20-1/35。
基于mRNA的产品的生产通常从质粒DNA（pDNA）模板开始，其一般在E.Coli中扩增，然后通过裂解、纯化等步骤获得环状pDNA，然后pDNA线性化，获得mRNA转录所需的模板。为确保mRNA的稳定性以及高效的蛋白质翻译，除包含目的基因的编码序列区域或开放阅读框（ORF）外，mRNA的结构设计还通常需包含多个基本元件，如序列5"端的帽区、3"端的多聚（A）尾以及位于编码区上下游结构域的非翻译区（UTR）。
下一步是体外转录（IVT），在此过程中，以作为模板的线性化pDNA，加入天然转录过程的元素，包括RNA聚合酶和核苷酸三磷酸，转录生成mRNA。此外，需通过共转录或酶催化方式，进行mRNA的加帽反应。获得的mRNA需进行纯化，以去除残留的DNA模板、免疫原性双链RNA、RNA聚合酶等各种杂质。切向流过滤（TFF）是最常用的纯化方式，根据常用mRNA的大小，可选择MWCO 100kD左右的膜，其可去除较小的杂质，浓缩mRNA并换液至所需的缓冲液体系。为达到所需的纯度，一般还需结合层析步骤，常见的选择如离子交换或亲和层析，如Poros® Oligo(dT) 25，或者两者相结合，如亲和层析之后，再以离子交换步骤进行精制。
为了优化mRNA在体细胞中的“整合”，并提高疫苗的稳定性，mRNA通常需要使用特定的脂质物质包封：脂质复合物形成的脂质纳米颗粒（LNP），该过程可以使用微流混合方法，目前其已按良好控制且高通量的方式执行。一旦将mRNA疫苗注射到人体内，LNP将保护mRNA不被降解，并帮助它到达细胞。制备的包封mRNA的LNP也需进行纯化和浓缩，并经除菌过滤之后，进行灌装等后续步骤。
来自Repligen的创新技术，助力mRNA疫苗和治疗药物的开发
Spectrum®中空纤维
相对温和的工艺条件、低剪切，适合E.Coli发酵液收获、脂质纳米颗粒等处理；提供完整的孔径规格选择：3kD - 0.65μm；可简单地实现从工艺开发到商业化生产的规模放大；可提供预组装、预辐照灭菌的定制化ProConnex®流路。
KrosFlo®切向流过滤系统
自动化系统，简化并优化切向流过滤操作，加快工艺开发；符合GMP要求，且可选择符合CFR 21 Part11要求版本；平台化设计，包括KR2i、KMPi及KTF系列系统，最低处理体积可至>1mL，最高可至>1000+L。
TangenX®平板膜包
适用于质粒DNA、mRNA的超滤/洗滤/浓缩操作以及粒径较低的脂质纳米颗粒的处理；提供可重复使用、一次性使用以及伽马辐照三种形式，以及完整的孔径规格选择；兼容所有市售行业夹具，实现更高的灵活性。
ARTeSYN®一次性使用TFF系统
专为从实验室规模到全自动cGMP操作应用而设计，其特点是显著降低的滞留体积，且所有产品接触材料是一次性使用的；可经调整后，用于超滤、微滤或洗滤应用，且可配置以兼容不同品牌的膜过滤器，兼容膜表面积范围0.05 - 20 m²。用于平板膜包的TFF夹具可采用液压形式。
OPUS®预装层析柱
开放平台，用户定义，可预装几乎所有市场常见层析填料；提供从工艺开发到临床生产以及商业化生产的完整规格范围，有助于实现平台化；良好的兼容性，可使用ARTeSYN®一次性使用层析系统以及所有行业标准层析系统。
ARTeSYN®一次性使用层析系统
专为从实验室规模到全自动cGMP操作应用而设计，采用易于使用的一次性使用流路，结合专利的阀门设计，降低滞留体积，同时实现精确的梯度控制，优化工艺收率；全面兼容10cm - 80cm OPUS®预装层析柱，加快实施。
SoloVPE®
可用于质粒DNA和寡核苷酸的浓度检测；基于专利的Slope Spectroscope（斜率光谱法）技术，可在不进行稀释的情况，检测高浓度样品；根据浓度，样品体积要求可低至<20μl；可平台化技术，加快站点间的技术转移。
FlowVPE®
在线浓度检测，无需取样送至分析实验室进行离线分析，而可快速得到结果，加快工艺了解和实验设计，降低工艺开发时间，并简化向中试和GMP的技术转移。
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