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本文節(jié)選自來自美國賓州大學(xué)的研究人員發(fā)表的文章“Manufacturing Strategy for the Production of 200 Million Sterile Doses of an mRNA Vaccine forCOVID-19”。

質(zhì)量控制

確定mRNA產(chǎn)物的長度

在疫苗的終制劑中應(yīng)該出現(xiàn)的mRNA序列應(yīng)該和設(shè)計的完全一致；序列應(yīng)該包括5’帽、5’和3’ UTR、編碼全長刺突蛋白的部分以及poly(A)尾。本方案中完整mRNA序列的長度正好為4,079個堿基。

必須有一個步驟來確定所生產(chǎn)的mRNA是全長的mRNA，以確保高的翻譯效率。為此，將從每個體外轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的產(chǎn)物中提取樣本，并使用RNA凝膠電泳試劑盒對產(chǎn)物進行RNA凝膠電泳。在凝膠電泳過程中，帶負電荷的mRNA向陽極移動。較短的RNA片段會比較長的RNA片段遷移得更遠，所以這個過程可以用來確定體外轉(zhuǎn)錄反應(yīng)的mRNA產(chǎn)物是否大部分是全長度的mRNA。凝膠應(yīng)顯示不少于90%的產(chǎn)物為全長mRNA。凝膠電泳結(jié)果如下圖所示。另一種選擇是對mRNA產(chǎn)物進行測序；不過，這種方法相對耗時且昂貴，凝膠電泳能夠揭示想要的結(jié)果。

RNA凝膠電泳。條帶代表特定長度的RNA。

生產(chǎn)過程模塊示意圖

mRNA生產(chǎn)過程整體工藝流程圖 

確定脂質(zhì)納米顆粒的粒徑

確定脂質(zhì)納米顆粒(LNP)的粒徑是非常重要的；為了使疫苗發(fā)揮大效力，LNP大約需要達到80 nm。為了確定在我們的微流控設(shè)備中生產(chǎn)的LNP的大小，將使用動態(tài)光散射(DLS)技術(shù)。DLS使用散射光來確定給定顆粒的粒徑。在微流控步驟過程中，將進行4次DLS分析。

檢測內(nèi)毒素水平

全球的大部分監(jiān)管機構(gòu)都要求生產(chǎn)的所有藥品都要進行檢測，以確定藥品中的內(nèi)毒素水平。革蘭氏陰性菌具有內(nèi)毒素，這些內(nèi)毒素對人體毒性很大。為確保疫苗不受內(nèi)毒素污染，在工藝過程的后稀釋步驟之后，將進行鱟變形細胞溶解物 (LAL) 檢測。LAL檢測法是一種標(biāo)準(zhǔn)的分析方法，被FDA認定有效，其可檢測內(nèi)毒素水平。因此，選擇LAL法作為內(nèi)毒素檢測的方法。mRNA疫苗可接受的內(nèi)毒素水平應(yīng)小于10內(nèi)毒素單位 (EU)/mL。

產(chǎn)品的包裝和儲存

經(jīng)過后的稀釋和質(zhì)量控制步驟后，產(chǎn)品將被包裝成小瓶。每個2 mL玻璃瓶將包含0.45 mL的產(chǎn)品冷凍懸液。根據(jù)輝瑞目前的生產(chǎn)工藝，每個小瓶都使用溴丁基橡膠塞和鋁密封件密封，鋁密封件上有可翻轉(zhuǎn)的塑料蓋。小瓶將根據(jù)FDA法規(guī)的要求，以運輸集裝箱發(fā)送。每個集裝箱將容納5個托盤的疫苗，每個托盤容納195瓶，相當(dāng)于1,170劑。本方案的生產(chǎn)過程總共產(chǎn)生2億劑，每周生產(chǎn)1,540萬劑。這相當(dāng)于每周生產(chǎn)200萬瓶，每周2,100個集裝箱。小瓶包裝的過程將是機械工程策略的一部分，不屬于本項目的范疇。

集裝箱需要按照FDA規(guī)定進行儲存和運輸。如前文所述，疫苗將需要超低溫冷凍冰箱 (-80℃至-60℃之間)，冷凍冰箱(-25℃至-15℃之間)多存放兩周，冰箱(2℃至8℃之間)多存放120小時/5天。

原文：I.Labarta, S.Hoffman, A.Simpkins, Manufacturing Strategy for the Production of 200 Million Sterile Doses of an mRNA Vaccine for COVID-19. 2021.