本讲稿来自奥地利卫生与食品安全局(AGES),根据PPT内容整理的主要内容。

演讲者:Petra Schlick

摘要

近年来,基于信使RNA(mRNA)的治疗产品(如COVID-19疫苗)的快速获批与广泛应用,凸显了该技术平台的重要性。然而,mRNA分子的不稳定性与复杂性对质量控制(QC)提出了独特挑战。本文将讨论mRNA产品的关键质量属性(CQAs),以及用于表征和量化这些属性的先进分析方法。重点将放在mRNA的完整性、纯度、序列准确性及递送系统(如脂质纳米颗粒,LNP)的分析上。此外,还将探讨当前监管要求对分析方法验证的影响,以及未来mRNA分析领域的发展趋势。

引言

mRNA技术已成为生物制药领域的前沿,其潜力不仅限于传染病疫苗,还扩展到癌症免疫治疗、蛋白质替代疗法等领域。mRNA分子由核苷酸组成,通过编码特定蛋白质序列发挥作用,但其易被核酸酶降解、在体内半衰期短等特点,要求严格的QC体系。奥地利卫生与食品安全局(AGES)作为监管机构,负责确保mRNA产品的安全性与有效性,因此需要可靠的、符合监管要求的分析方法。

mRNA产品的关键质量属性(CQAs)

mRNA产品的CQAs包括:

  1. 完整性:完整mRNA分子的比例,影响蛋白质表达效率;

  2. 纯度:去除残留的DNA模板、核苷酸、蛋白质等杂质;

  3. 序列准确性:mRNA序列与目标序列的一致性,避免错误编码;

  4. 修饰:如假尿苷(pseudouridine)修饰,可提高mRNA的稳定性和免疫原性;

  5. 递送系统性能:对于LNP递送的mRNA,需评估包封率、粒径分布、zeta电位等。

分析方法概述

针对上述CQAs,常用的分析方法包括:

  • 完整性分析

    • 凝胶电泳(如变性琼脂糖凝胶电泳):分离完整mRNA与降解片段;

    • 毛细管电泳(CE):高分辨率分析mRNA大小分布;

    • 高效液相色谱法(HPLC):如离子对HPLC,分离不同长度的mRNA片段。

  • 纯度分析

    • 紫外分光光度法(UV):测定mRNA浓度及260/280、260/230比值,评估蛋白质和有机杂质污染;

    • 高效液相色谱法(HPLC):检测残留核苷酸、DNA模板等杂质;

    • 质谱(MS):高灵敏度识别痕量杂质。

  • 序列准确性分析

    • 测序技术(如下一代测序,NGS):全序列验证,检测突变或修饰;

    • 聚合酶链反应(PCR)结合限制性酶切:快速筛查序列错误。

  • 修饰分析

    • 液相色谱-质谱联用(LC-MS):鉴定和定量mRNA中的核苷酸修饰(如假尿苷);

    • 核磁共振(NMR):结构确证修饰位置。

  • 递送系统分析

    • 动态光散射(DLS):测定LNP粒径与分布;

    • 透射电子显微镜(TEM):观察LNP形态;

    • 高效液相色谱法(HPLC):测定包封率(encapsulation efficiency)。

监管要求与分析方法验证

监管机构(如EMA、FDA)要求mRNA产品的分析方法必须经过验证,以证明其**准确性、精密度、特异性、线性、范围、检测限(LOD)、定量限(LOQ)**等性能符合要求。例如:

  • 准确性:通过与参考标准品比较,评估方法测定结果的偏差;

  • 精密度:重复测定同一批次的mRNA,计算相对标准偏差(RSD);

  • 特异性:确保方法不受杂质干扰,如检测mRNA时不受核苷酸或蛋白质的干扰。

未来发展趋势

随着mRNA技术的不断进步,分析方法也在向高通量、自动化、多模态整合方向发展。例如:

  • 微流控技术:实现mRNA分析的微型化与自动化;

  • 多组学整合:结合转录组学、蛋白质组学数据,全面评估mRNA产品的质量;

  • 人工智能(AI):用于分析方法的优化与数据解读,提高效率与准确性。

结论

mRNA产品的质量控制依赖于先进、可靠的分析方法。奥地利卫生与食品安全局(AGES)将继续支持分析方法的发展,以确保mRNA产品的安全性与有效性。未来,随着技术的进步,分析方法将更加精准、高效,为mRNA药物的广泛应用提供保障。

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