赛多利斯 · 任雪芸：打造创新高效的mRNA工艺平台整体解决方案 |【求实药谈】

NID 2021核酸药物产业发展论坛组委会有幸邀请到赛多利斯中国区技术应用负责人 任雪芸基于赛多利斯自身在生命科学研究和生物制药行业的经验与优势，以采访形式分享了对mRNA疫苗前景的看法、自复制mRNA疫苗的生产流程、当前mRNA疫苗市场对于标准化IVT工艺的需求与解决思路、mRNA大规模生产应对策略等内容。

任雪芸

赛多利斯

中国区技术应用负责人

毕业于华东理工大学生物化工专业，现任赛多利斯中国区技术应用负责人，曾在赛多利斯任职生物工艺市场营销经理和一次性产品应用支持经理，曾参与国内多个新建一次性生产线的选型、配置和设计，拥有十多年的生物制药工艺相关的行业从业经验。

Q：新冠疫情的突然爆发，加速了 mRNA 疫苗的研发和产业化，mRNA疫苗此时开始崭露头角，随着对 mRNA 结构及效应的不断探索，不仅帮助了主动疫苗接种，而且也有益于传染性疾病和癌症的被动免疫。那么从您的角度来说，mRNA疫苗的未来潜力有哪些？

新冠疫情的突然爆发使得新冠疫苗成了mRNA药物时代的新起点，而且未来mRNA药物也有望成为其他疗法或者适应症的又一创新药类型。据一些投资报告指出，未来10-15年左右mRNA药物也将达到两百多亿美金的规模，可见潜力巨大。国内也纷纷出现众多企业开始搭建mRNA端到端的技术工艺平台，以期能够抢占先机，在新型mRNA药物市场领域能独占鳌头。在这个新冠疫情带来的创新药物兴起时代，赛多利斯作为一家为生物制药企业提供完整解决方案的专业供应商，也看到了该领域的巨大潜力，并在技术平台的开发以及mRNA工艺中新技术应用加强技术资源的投入，同时也预见到未来该领域需求量的爆发式增长，积极布局供应链优化和产能扩建，以期待能与更多的进入该领域的企业共同发展。

此外，赛多利斯也在mRNA疫苗工艺开发方面做了许多深入的研究，我们都知道mRNA 疫苗通过直接利用人体本身细胞编码抗原，激活特异免疫效果，经过新冠mRNA疫苗的临床实验证实，其有效性非常好，同时相较于DNA疫苗具有更高的安全性。mRNA疫苗未来在传染性疾病疫苗，肿瘤疫苗以及细胞疗法等领域都有可能实现新的应用的突破。在研发速度上，可以形成平台化的生产工艺，快速扩充新的研发管线。基于以上优势和发展前景，国内的企业开始布局mRNA的越来越多。赛多利斯从2020年与全球新冠研发企业展开紧密合作，包括mRNA 技术路线的企业，并形成了从质粒制备，到mRNA的制备包括IVT的反应以及mRNA的超滤纯化和LNP的超滤纯化等，再到原液的除菌过滤和储存，冻存和分装等一整套平台工艺方案。同样，我们结合国内市场的需求，在本土市场，迅速与国内客户形成深入技术合作，重现和优化这一整套mRNA 的工艺解决方案，以帮助企业客户快速建设mRNA的PD和生产平台，迅速将该项技术推向产业化生产。

Q：mRNA 疫苗主要可以分为三种：非复制性非修饰的mRNA疫苗，非复制性修饰的mRNA疫苗和病毒衍生的自扩增mRNA疫苗。与非自复制mRNA疫苗相比，自复制mRNA由于自复制的特点，仅需要较低剂量的RNA，可降低生产的负担。请您简要的阐述一下自复制mRNA疫苗的生产流程？

相较于传统mRNA 疫苗，自复制RNA（saRNA）疫苗主要是在递送的mRNA 序列中加入了可复制序列，进入细胞后可以像病毒一样利用宿主细胞进行自我复制，从而可以在极低注射剂量下，实现抗原的高表达，以达到产生较强免疫反应的能力。自复制mRNA与常规mRNA 的生产流程上存在类似的生产流程：质粒DNA的构建，质粒的线性化和体外转录IVT，同时mRNA的纯化以及LNP过程，针对这一平台解决方案，赛多利斯的整体平台工艺如下图质粒完整平台工艺方案和mRNA平台工艺方案所示；在质粒方面可以覆盖质粒的发酵，菌体的收获裂解，澄清，以及质粒DNA的超滤和纯化，包括最后的除菌过滤和原液的分装和冻存等需求。

赛多利斯质粒生产工艺流程及解决方案

在mRNA生产方面，PD开发时可以采用Ambr®做IVT的优化，高通量自动化的设计可以同时优化多个关键工艺参数，缩短研发周期，降低生产的成本，中试或者生产采用Biostat® B玻璃罐或者Biostat® STR一次性生物反应器做生产，其垂直居中搅拌的设计有效保证了低剪切和高效混合，以确保在不同规模下工艺的一致性和可放大性；在下游分离纯化工艺中，赛多利斯独特的Hydrosart®膜包和BIA®层析产品提供了稳健的浓缩洗滤以及纯化解决方案，Sartopore®2 系列高度不对称型PES除菌过滤器则可以完美解决中间体和终产品的除菌过滤问题；同时在原液的转运、冻存等工艺中亦可提供Flexsafe® 和Celsius® 等稳健的一次性工艺方案。除此之外，在整个生产工艺过程中，一次性储配液、一次性的连接管路、一次性焊接和断开技术等应用可确保各个工艺单元之间流体转运、暂存、储存等一些列的工艺方案，而且所有一次性配套技术产品完备的基础验证数据以及可提取物浸出物报告大大的缩短工艺验证的周期和降低了大量人力物力的成本，BIA CIMac分析柱和PATfix HPLC系统可以为质粒和mRNA生产过程提供针对性的快速检测方案。

赛多利斯mRNA生产工艺流程及解决方案

Q：现在对于mRNA疫苗生产来说，标准化IVT工艺的缺乏限制了单一mRNA纯化平台的发展，目前市面上也没有一刀切的工艺，例如，捕获方法的选择取决于mRNA构建。就您来看，现在的mRNA疫苗市场对于标准化IVT工艺有哪些亟待解决的需求？如何解决？

通常而言mRNA疫苗的开发生产中核心的步骤包括：DNA质粒的生产、mRNA转录和纯化、mRNA 质粒纳米颗粒（LNP）制剂以及最后的生产。在所有工艺中IVT工艺，应该是整个mRNA工艺流程中核心的步骤，因为整个生产中的投入最多和占比最大的部分来自于IVT的原料，尤其是使用的酶。目前确实尚没有标准化的IVT的工艺，同时这也表明我们在这一步骤还有很多待优化和可以提高的空间。目前面临的主要问题是转录效率和转录工艺的不统一，即使采用同样的试剂和耗材，也存在转录效率的不同。所以在这一步骤我们推荐大家采用Ambr®这样高通量的技术平台进行工艺优化，既可以优化产出的效率，也可以寻求到降低IVT反应中试剂的成本，同时可以配备拉曼光谱等在线监测技术，来达到实时监测的功能。在生产阶段，推荐一次性生物反应器Biostat STR来实现稳定和一致性的工艺放大。同时，CIMac PrimaS®分析柱搭配PATfix® HPLC系统，可以快速对IVT组分进行分析，实现对IVT过程的表征和跟踪。

在IVT后，可以采用CIMmultus® Oligo dT整体柱在复杂的混合物中，快速捕获含有poly A尾巴的mRNA，收率可达80%以上。这种整体柱具有高流速低剪切力的特点，为纯化不稳定的mRNA分子提供一种高效且温和的方法。

Q：mRNA作为一种具有潜力的治疗手段，市场上对其放大生产的需求日益增加。然而，在mRNA商业化放大后将面临挑战，尤其是在生产工艺方面，那么您觉得像赛多利斯这样的生物制药领军企业，应该采取哪些策略如何面对这种mRNA大规模生产中的挑战？

目前mRNA在商业化放大生产阶段主要面临以下三个挑战以及赛多利斯提供的解决方案和策略：

1. 如何优化IVT生产工艺和降低生产核心试剂的成本；从现在行业现状看，mRNA转录效率从50-200不等，甚至更高，说明在这一步还存在很大的优化空间。赛多利斯跟客户保持密切合作，从工艺的角度对核心工艺步骤不断优化，在PD阶段利用QbD的理念，利用赛多利斯的高通量Ambr®平台加上DoE科学的实验设计方法，来充分优化酶和底物的添加比例以及反应时间，来提高mRNA的转录效率，从而降低生产的成本。

2.如何优化层析的步骤生产出高质量的pDNA和mRNA；现在大部分传统的方法纯化质粒和mRNA时都存在载量低，收率低和工艺稳健性等问题。BIA产品的收购，为赛多利斯在pDNA和mRNA的纯化方面能提供强大的支持.这种新技术相比于传统技术，更适合于像质粒和mRNA这类大分子物质的纯化，处理速度和通量上都有显著的提升，包括收率上，质粒两步法可以达到90%左右的收率水平，且单个工艺步骤可以在30min中快速完成。同时在这两款我们都推出了成熟的PD/Pilot/Production相匹配的产品，同时经过充分的验证，在不同的生产规模，工艺可以保持高度的稳定性和放大的一致性。BIA monolith整体柱，采用可抛弃式设计，无需繁琐的装柱过程，搭配赛多利斯一次性层析系统，可大幅减少工艺过程中的准备和清洁验证过程，从而实现快速的工艺开发和放大，帮助药物更快的进入临床和生产。

3. 如何有效利用超滤选型实现pDNA/mRNA包括LNP之后的样品处理：在这些步骤中，赛多利斯的Hydrosart® 系列产品经过大量的实验和放大测试，证明在通量上和收率上都具有显著的优势。尤其是在LNP之后的料液含有大量的有机溶剂，这对普通超滤膜的兼容性提出了挑战，而脂质体在滤膜上的吸附又容易造成滤膜的清洗困难和收率降低，而Hydrosart ®这一新型的再生纤维素材质具有吸附低且对有机溶剂兼容性好的特点，从而在通量、收率和滤膜的清洗效果上都获得了优异的效果，也成为了现在很多客户的选择。

赛多利斯即将出席9月23-24日在苏州举办的NID 2021核酸药物产业发展论坛，并在现场做展位展示，展位号：B15。欢迎各位莅临！

同时，赛多利斯平台工艺技术专家 杜晋鲁博士会针对“mRNA工艺平台整体解决方案”这一话题发表讲演，分享经验与见解。

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