mRNA-LNP产品的质控与表征

mRNA药物具有开发周期短、生产速度快的优势，其开发过程可以概括为质粒DNA的制备、线性化DNA模板的制备和纯化、体外转录（In Vitro Transcription, IVT）、mRNA纯化和脂质纳米颗粒（Lipid Nano Particle, LNP）包封，而分析方法开发和质量控制伴随mRNA药物的整个生命周期。

图1 mRNA工艺流程和分析^[1]

2023年4月，USP针对mRNA疫苗发布了第二版《Analytical Procedures for mRNA Vaccine Quality-Draft guidelines: 2nd Edition》，基于质量源于设计（QbD）的概念，将表征和放行测试分为三个主要阶段：质粒DNA模板、mRNA原液和mRNA-LNP成品。以下将针对这三个阶段的表征和放行测试展开进行阐释。

1. 质粒DNA模板

质粒DNA一般具有三种基本形态，包括超螺旋（Supercoiled, SC）、开环（Open Circular, OC）、线性化（Linear, L），而每种形态又有多种聚合形式。其中，超螺旋形态被认为是高质量的起始材料，在基因质粒和DNA疫苗的研究中也对药用质粒的超螺旋含量做了明确要求（FDA要求>80%，NMPA要求≥90%，SMPA要求＞85%）。

目前，常见的质粒超螺旋检测方法有琼脂糖凝胶电泳（Agarose Gel Electrophoresis, AGE）、毛细管凝胶电泳（Capillary Gel Electrophoresis, CGE）和阴离子交换-高效液相色谱（Anion-Exchange-HPLC，AEX-HPLC）。AGE具有成本低、通量大、速度快的优点，通常会用在工艺过程检测中，但其局限在于开环质粒和超螺旋二聚体通常无法分离，因此需要在需要进行准确定量时CGE或HPLC是更好的选择（图2）。

图2 质粒超螺旋纯度检测方法图例

除超螺旋纯度外，质粒的放行质控项目还包括：外观、pH、鉴别、浓度/纯度、HCD等残留检测及安全性检测。

表1 质粒放行质控项目