首頁 > 新聞中心 > NEB(北京)新聞

mRNA 疫苗 – 跑贏時間(附冠狀病毒近期文獻精選)

mRNA 疫苗 - 跑贏時間(附冠狀病毒近期文獻精選)

 

         疫苗接種是預防和控制疾病最成功的醫學方法之一,疫苗的成功開發不僅能挽救無數生命還能節約大量資金。mRNA 疫苗是一種很有前途的替代傳統疫苗的方法。在抗擊新冠肺炎的戰場中,除了尋求有效治療藥物,預防性疫苗的研究是不容忽視的重要戰線。其中,mRNA 疫苗因相對前沿的技術和制備生產速度的優勢格外受到關注與期待。

 
什么是 mRNA 疫苗呢?
 
mRNA 疫苗簡單來說就是將編碼某種蛋白的 mRNA 注射到體內,細胞將 mRNA 翻譯成蛋白質,免疫系統識別這個蛋白質為抗原,從而引發免疫應答反應。整個過程不會引起疾病,也不會傳播疾病。與傳統的滅活疫苗、減毒活疫苗、亞單位疫苗和DNA疫苗相比較,mRNA 疫苗有以下優勢:
1.    由于能快速鑒別病毒抗原及其編碼的 mRNA,所以開發速度快。對于新出現的傳染病,如目前的新冠病毒,能在短時間內獲得疫苗。
2.    生產安全標準化,沒有大規模高致病性微生物的生長,單一設施可以生產不同種 mRNA 疫苗。
3.    mRNA 疫苗與自然病毒感染引發免疫系統識別過程一致,但更安全。
4.    mRNA 不需要進入細胞核,不會發生基因融合。
 
圖 1:傳統疫苗、mRNA 疫苗和 DNA 疫苗生產工藝的比較

Moderna Therapeutics, May 2017?Evan Rachlin, MD?Michael Watson, MB ChB, MRCP, AFPM

 

         mRNA 疫苗的分子設計

首先需要構建能在體外轉錄成 mRNA 的 DNA 模板,所用到的工具酶就是實驗室常用的基因克隆用酶(見表格1),如:經典克隆使用的內切酶、T4 DNA 連接酶、Q5 DNA 聚合酶… 無縫克隆使用的 NEBuilder、Golden Gate、Gibson…
 
表格 1:載體構建相關產品列表
產品類別 產品名稱 產品鏈接
傳統克隆內切酶 (286 種) 內切酶 http://neb-china.com/products.asp?SortID=172
修飾酶 T4 DNA 連接酶、快速 CIP、T4 PNK 等 http://neb-china.com/product.asp?SortID=175
超保真聚合酶 Q5 超保真 DNA 聚合酶、Phusion 超保真 DNA 聚合酶等 http://neb-china.com/product.asp?SortID=174
無縫克隆產品 NEBuilder、Golden Gate、Gibson 試劑盒等 http://neb-china.com/product.asp?SortID=175
英文資料下載 https://international.neb.com/-/media/nebus/files/brochures/molecularcloning_sales_brochure.pdf?la=en&rev=1bc9c09b57e04ec7891488a67d67ed0c
冠狀病毒近期文獻精選
1、Structure and immune recognition of the porcine epidemic diarrhea virus spike protein; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.18.955195
2、Fitness barriers limit reversion of a proofreading-deficient coronavirus;doi: https://doi.org/10.1101/618249
3、Noroviruses subvert the core stress granule component G3BP1 to promote viral VPg-dependent translation; doi: https://doi.org/10.1101/571455

        接下來的一步就是以 DNA 為模板,體外轉錄 mRNA,轉錄后的 mRNA 包含編碼有作為抗原蛋白質的開放讀碼框架(ORF)、3′ 和 5′ 非編碼區(UTR)、5′ 端帽式結構、3′ 端 Poly (A) 尾。mRNA 的穩定性和翻譯效率是 RNA 疫苗成功的關鍵。5′ 非編碼區和 5′加帽結構是高效蛋白質表達所必需的,5′ 帽結構提高 RNA 的穩定性,降低 mRNA 對核酸外切酶降解的敏感性,并促進 mRNA 起始復合體的形成,NEB 提供 5 種帽式結構。帽結構可以在反應結束時用酶學法添加到轉錄產物中,也可以在轉錄的過程中同時添加。3′ 非編碼區含有恰當數量的 poly(A)能提高 mRNA 的穩定性和蛋白質翻譯。這個步驟需要的工具酶請參見表格 2。此外,優化密碼子避免稀有密碼子,也有助于提高蛋白質產量、mRNA 豐度和穩定性。

        表2:RNA 合成及純化產品列表

產品類別 產品名稱 產品鏈接
RNA 合成試劑(RNA 體外轉錄) HiScribe RNA 合成試劑盒、RNA 聚合酶、Rnase 抑制劑等 http://neb-china.com/product.asp?SortID=232
RNA 加帽試劑 加帽系統及帽結構類似物 http://neb-china.com/product.asp?SortID=232
RNA 加尾試劑 E. coli Poly(A) 聚合酶 http://neb-china.com/product.asp?SortID=232
RNA 純化試劑 Monarch RNA 純化試劑盒 http://neb-china.com/product.asp?SortID=442

文資料下載

 
冠狀病毒近期文獻精選
1、 An ultrasensitive, rapid, and portable coronavirus SARS-CoV-2 sequence detection method based on CRISPR-Cas12; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.29.971127
2、The RNA pseudoknots in foot-and-mouth disease virus are dispensable for genome replication but essential for the production of infectious virus; doi:https://doi.org/10.1101/2020.01.10.901801
3、Development and Evaluation of A CRISPR-based Diagnostic For 2019-novel Coronavirus; doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.22.20025460
4、SHERLOCK: nucleic acid detection with CRISPR nucleases; https://doi.org/10.1038/s41596-019-0210-2

         總而言之,隨著 mRNA 疫苗開發,對 mRNA 設計、質量和純度要求會越來越高,NEB 有近 3 千平方米符合 GMP 要求的生產設施,能提供最高標準及產量的 mRNA 及其它產品。NEB 首席執行官吉姆•埃拉德(Jim Ellard)說:“我們不斷改進生產流程以滿足客戶的需求,通過 GMP 設施的建立,我們確信我們的產品會一直伴隨著客戶進入分子診斷及治療”。

日本高清视频在线网站