在新冠疫情全球大流行的背景下，mRNA**一戰(zhàn)成名。輝瑞和BioNTech合作開發(fā)的新冠**Comirnaty在2021年銷售收入403.4億美元，Moderna的Spikevax收入176.75億美元。

       在它們的帶動下，mRNA**成為近兩年來國內(nèi)生物制藥行業(yè)最熱門的賽道，而且受到國家政策的大力支持。5月10日，國家發(fā)改委發(fā)布的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》明確表示，將核酸**列為重點發(fā)展領(lǐng)域。

       國內(nèi)艾美**在研的mRNA新冠**LVRNA009，在I期臨床數(shù)據(jù)獲得業(yè)界一致好評的基礎(chǔ)上，正順利推進II/III期臨床試驗，很快迎來最后沖刺階段。

       艾美**作為國內(nèi)mRNA**賽道的先行者之一，在LVRNA009研發(fā)過程中攻克了多個“卡脖子”難題，其硬核創(chuàng)新技術(shù)，值得我們借鑒學(xué)習(xí)。

       mRNA**的工作原理&生產(chǎn)步驟

       mRNA又名信使RNA，其主要工作就是傳遞信息。在細胞里，它將基因的遺傳信息傳遞給蛋白質(zhì)合成工廠，指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成。mRNA**的原理也是如此，其將新冠病毒基因片段直接導(dǎo)入動物體細胞內(nèi)，通過宿主細胞的蛋白質(zhì)合成系統(tǒng)產(chǎn)生抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對該抗原蛋白的免疫應(yīng)答，以達到預(yù)防的效果。

       mRNA**的制備主要分為三個階段：第一階段的主要任務(wù)是通過基因編輯得到具有特定DNA序列的質(zhì)粒，這是一個技術(shù)和供應(yīng)鏈都相對成熟的環(huán)節(jié)；在第二階段，質(zhì)粒中的DNA在向mRNA轉(zhuǎn)錄，這是mRNA原料酶發(fā)揮作用的時期；第三階段則是對轉(zhuǎn)錄好、純化后的mRNA進行封包來防治降解，這里主要用到核酸藥物領(lǐng)域的另一個熱點，即遞送技術(shù)。

       其中，第二階段“含金量”最高。據(jù)海通證券統(tǒng)計，在目前主流的技術(shù)路徑下，3個階段產(chǎn)生的成本占比分別是12%、77%和11%?，F(xiàn)階段，mRNA**成功的關(guān)鍵之一在于mRNA的穩(wěn)定性，而mRNA的穩(wěn)定性又受到帽子結(jié)構(gòu)和Poly A尾巴的影響。這里我們以艾美**為例著重講一下mRNA的“加帽”技術(shù)。

       mRNA核心技術(shù)壁壘——“加帽”

       mRNA“加帽”技術(shù)，即對mRNA的修飾技術(shù)。在真核細胞中，成熟的mRNA具備一些關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)元件來發(fā)揮相關(guān)的功能。而體外轉(zhuǎn)錄的mRNA，則是通過模擬內(nèi)源性mRNA的結(jié)構(gòu)來發(fā)揮作用。成熟mRNA的結(jié)構(gòu)主要有五個部分，從5' 到3' 包括：5' 帽子結(jié)構(gòu)（5' cap）、5' 非翻譯區(qū)（5' UTR）、編碼抗原的開放閱讀框、3' 非翻譯區(qū)（3' UTR）和一個PolyA尾。

       其中，5' 帽子結(jié)構(gòu)包含一個7-甲基鳥苷核苷?，F(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，5' 端帽子結(jié)構(gòu)可以調(diào)節(jié)mRNA的剪切成熟，并幫助RNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物穿過核膜的選擇性孔道而進入細胞質(zhì)。

       在體外轉(zhuǎn)錄、制備mRNA有不同的“加帽”方法，包括酶加帽、共轉(zhuǎn)錄加帽等。酶加帽技術(shù)是一種傳統(tǒng)的方法，通過雙鏈DNA作為底物，經(jīng)過轉(zhuǎn)錄形成RNA，再經(jīng)后續(xù)修飾成為成熟的RNA。這種方法幾乎可以達到100%的加帽率，但是技術(shù)成本高，工藝流程繁瑣。

       共轉(zhuǎn)錄加帽技術(shù)是指利用帽類似物直接進行體外轉(zhuǎn)錄生成帶帽結(jié)構(gòu)的mRNA，工藝流程簡便，能夠迅速提升mRNA**和藥物的產(chǎn)能。

       艾美**在技術(shù)上不斷追求突破與創(chuàng)新，利用T7酶和鳥苷酸之間的親和力差異，將DNA轉(zhuǎn)錄和mRNA“加帽”合二為一，一步生成成熟的mRNA，穩(wěn)定性、成功率更高。招股書顯示，其加帽率達到95%，純度超過99%。

       mRNA另一關(guān)鍵技術(shù)——遞送系統(tǒng)構(gòu)建

       目前，mRNA**發(fā)展受限的一大原因是遞送系統(tǒng)，如何特異性地將mRNA遞送進入靶細胞是一大難題。通常mRNA的大小為300-5000kDa，屬于大分子。mRNA**發(fā)揮作用必須由遞送載體包裹：注射進入人體后包裹mRNA的脂質(zhì)體胞吞進入細胞，mRNA在細胞內(nèi)被釋放出來，利用人體的細胞器翻譯表達抗原蛋白，刺激人體產(chǎn)生免疫反應(yīng)。

       在這樣的背景下，“載體”遞送技術(shù)應(yīng)運而生。脂質(zhì)納米粒（Lipid nano particles，LNPs）是目前先進和主流的mRNA遞送系統(tǒng)。國外Arbutus公司是LNP遞送技術(shù)的開山鼻祖，發(fā)明LNP遞送技術(shù)的目的原本是用于遞送乙肝 RNAi 藥物。LNPs最初在siRNA的遞送中被證明是安全有效的。后來，LNP遞送技術(shù)被多家開發(fā)mRNA的公司所青睞，如：Moderna、Curevac、BioNtech 等。

       艾美**采用的是自主研發(fā)的“改良版”LNP技術(shù)。公司發(fā)明的脂質(zhì)納米顆粒，通過加入陽離子脂質(zhì)，有效降低了大顆粒數(shù)量，納米顆粒粒徑85納米左右并且分布極其均勻，更加符合體內(nèi)遞送的要求。

       另外，國內(nèi)斯微生物開發(fā)的 LPP 納米遞送平臺是一種以聚合物包載 mRNA為內(nèi)核、磷脂包裹為外殼的雙層結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的 LNP 相比，LPP 的雙層納米粒具有更好的包載、保護 mRNA 的效果，并能隨聚合物的降解逐步釋放 mRNA 分子。LPP 平臺優(yōu)異的樹突狀細胞靶向性可以更好地通過抗原遞呈激活 T 細胞的免疫反應(yīng)，從而達到理想的免疫治療效果。

       在疫情的催化下，mRNA技術(shù)得到了前所未有的重視。目前，國內(nèi)新冠mRNA**的研發(fā)進度也在加速。艾美**的LVRNA009 II期臨床試驗已接近尾聲，III期研究正在籌備中；艾博生物研發(fā)的ARCoVax已處于III期臨床階段，其I期臨床數(shù)據(jù)在The Lancet Microbe雜志上發(fā)表。結(jié)果顯示，ARCoV在5種不同劑量（5μg、10 μg、15 μg、20 μg和25 μg）下安全性和耐受性均良好，且能夠誘導(dǎo)強烈的體液和細胞免疫反應(yīng)。

       斯微生物的SW0123于 2021年1月在國內(nèi)獲批臨床，成為國內(nèi)第二款進入臨床階段的國產(chǎn)mRNA新冠**。同年3月，該**的I期臨床正式啟動，安全性良好。同時，斯微生物還遞交了迭代**的資料，啟動了迭代**的申報。目前，斯微生物的新冠mRNA**在海外啟動了I/II期臨床試驗。

       藍鵲生物和沃森生物合作開發(fā)的RQ3013，是一款雙價新冠**，其在動物試驗中對多種變異株均能產(chǎn)生高效價中和抗體，是一種廣譜保護的新冠變異株mRNA**。

       另外，國內(nèi)還有石藥集團、康希諾生物、復(fù)星醫(yī)藥、云頂新耀等布局了mRNA**。

       近年來隨著mRNA合成、化學(xué)修飾和遞送技術(shù)的發(fā)展，mRNA的穩(wěn)定性和翻譯效率大幅提高，免疫原性逐步可控，在腫瘤免疫治療領(lǐng)域和突發(fā)傳染病領(lǐng)域顯示出巨大的商業(yè)價值，因此mRNA**重新受到重視。在九部門聯(lián)合印發(fā)“十四五”醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中，**相關(guān)保障被多次提及。在支持新型**研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化能力建設(shè)方面，規(guī)劃明確提及支持mRNA**等新產(chǎn)品的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。首 款國產(chǎn)新冠mRNA**最終花落誰家，我們拭目以待。

       參考來源：

       1.Gui-Ling Chen et al. Safety and immunogenicity of the SARS-CoV-2 ARCoV mRNA vaccinein Chinese adults: a randomised, double-blind, placebo-controlled, phase 1trial. The Lancet Microbe(2022).

       2.《激戰(zhàn)mRNA技術(shù)，誰會成為新的王 者？》，阿基米德Biotech

       3.《國產(chǎn)mRNA**異軍突起，艾美m(xù)RNA新冠**（LVRNA009）I期臨床試驗結(jié)果大獲業(yè)界點贊》，醫(yī)藥魔方