2020年以来，新型冠状病毒肺炎（CoronaVirus Disease 2019，COVID-19）疫情的发生促成了历史上最快速的疫苗开发^[1-3]。信使核糖核酸（Messenger Ribonucleic Acid，mRNA）技术由于其灵活的设计方式、低免疫原性、易于大规模生产的特点被迅速地应用于新冠疫苗开发，并且通过脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticles，LNPs）递送的mRNA疫苗技术路线在预防COVID-19方面已成为现实^[4-5]。

本文对mRNA疫苗的结构设计和特点进行分析，并结合近年来国内外监管情况，探讨这一突破性技术平台未来应用产业化将面临的关键问题。

mRNA技术通过核酸在细胞内表达外源蛋白从而达到表达抗原，激活免疫反应或表达功能正常蛋白，修复受损基因的目的^[6]。1990年，Jon Wolff团队将体外合成的 mRNA经肌肉注射至小鼠骨骼肌内，首次发现在骨骼肌细胞内有特定蛋白质的表达^[7]。但是，由于mRNA的不稳定性、高先天免疫原性和较低的体内递送效率，导致该技术当时并未受到资本的青睐。直至2005年，尿苷修饰mRNA的发现以及递送技术的不断发展才给该领域带来新的生机。2021年，拉斯克奖宣布将临床医学研究奖授予Katalin Karikó和Drew Weissma，以表彰他们发现了基于mRNA修饰的新治疗技术。

基于mRNA技术的治疗手段，根据其潜在作用机制可用于预防性疫苗、治疗性疫苗和治疗性药物^[8]。

预防性疫苗，主要应用于感染性疾病的预防，通过mRNA来表达病原体的抗原蛋白，从而激发宿主的获得性免疫反应，产生中和抗体以抵抗病原体的入侵。目前，最为人熟知的预防性mRNA治疗临床实例就是新冠病毒的预防性疫苗，包括2款已经获得美国食品药品管理局（Food and DrugAdministration，FDA）批准上市的疫苗和众多国内外处于临床阶段的疫苗。随着mRNA序列设计、递送技术的不断完善，mRNA技术将不仅在新冠疫苗领域获得突破性进展，在其他传染病预防性疫苗例如预防巨细胞病毒（Cyto-megalo Virus，CMV）、寨卡病毒、呼吸道合胞病毒（Respiratory SyncytialVirus，RSV）、流感病毒、狂犬病毒、人类免疫缺陷病毒（Human Immunodeficiency Virus，HIV）等也都已经进入临床开发阶段^[9-11]。其中，季节性流感疫苗也被多家公司布局，如Moderna公司首款进入临床开发阶段的季节性流感疫苗候选产品mRNA-1010的Ⅰ/Ⅱ期临床试验已完成首批受试者接种^[12]。

治疗性疫苗，是通过打破机体的免疫耐受，提高机体的特异性免疫反应，对一些目前尚无有效治疗药物的疾病起到治疗作用。其中包括很多处于临床研究阶段的以肿瘤新生抗原为靶点的个性化癌症mRNA治疗疫苗^[13]。这些治疗性疫苗通过表达癌症新生抗原蛋白来激活特异性识别癌细胞新生抗原的细胞免疫，从而杀伤癌细胞达到治疗效果。

基于mRNA技术的治疗性药物，其覆盖范围则更加广泛，它们的共同点就是mRNA翻译产物可以作为发挥治疗作用的分子。例如在基于mRNA的基因治疗中，mRNA被递送到有基因缺陷的细胞中，翻译产生正常功能的蛋白从而补偿缺陷基因的部分功能，达到治疗效果。Moderna公司研发的针对VEGF-A靶点的mRNA疗法正在进行2型糖尿病患者治疗的临床实验^[14]。此外，BNT141也是由BioNTech公司开发的一款编码Claudin 18.2抗体的mRNA治疗药物，目前正在开展实体瘤治疗的Ⅰ/Ⅱ期临床试验^[15]。国内外多家企业还布局了治疗性疫苗（主要为癌症疫苗）和创新mRNA疗法等多个管线，为癌症、罕见疾病、神经系统疾病等提供更有效、更安全的治疗选择^[16-17]。

mRNA疫苗的基本概念是利用mRNA编码抗原，通过体外转录技术合成mRNA分子，利用合适的递送系统将mRNA运输进入人体，依靠细胞自身的翻译系统将mRNA翻译成目标蛋白，从而达到临床治疗或预防的目的^[18-19]。

许多因素会影响mRNA在细胞中的稳定性和蛋白表达，例如：5’UTR 或3’UTR 的选择、mRNA的二级结构、Poly（A）尾的优化、mRNA 密码子的优化、修饰核苷酸的选择等。但是，可以通过修改或更改这些组件以提高mRNA的稳定性、翻译效率和免疫刺激特征。因此，设计mRNA分子时需综合考虑这些因素的影响，例如CureVac公司的新冠疫苗CVnCoV，为防止其mRNA被模式识别受体发现的策略就是通过序列工程化和密码子优化来消除疫苗mRNA中的尿嘧啶，同时提高鸟嘌呤和胞嘧啶占所有碱基的比例^[23]。

根据mRNA疫苗作用效果的不同可分为预防性和治疗性。通常预防性疫苗的审评主要由各国/地区的药品监管机构（如FDA）的疫苗组负责，治疗性药品/疫苗由药品组负责，并且在新冠疫情的特殊时期，部分国家和地区也成立了特别审评部门，例如欧洲药品管理局（European MedicinesAgency，EMA）为新冠疫苗开发成立了COVID-19特别工作组（COVID-19 EMA Pandemic TaskForce，ETF），我国也成立了国务院联防联控机制科研攻关组疫苗研发专班专家组，对新冠疫苗的审批实行“统一指挥、提前介入、随到随评、科学审评”的原则，做好应急审批的工作。

FDA于2021年1月19日以及2021年10月1日分别发布了《COVID-19 公共卫生紧急事件期间药品许可及细胞和基因治疗产品的生产考虑》（Manufacturing Considerations for Licensed andInvestigational Cellular and Gene Therapy ProductsDuring COVID-19 Public Health Emergency）和《关于Comirnaty问答（COVID-19 mRNA疫苗）》[Q&Afor Comirnaty（COVID-19 Vaccine mRNA）]，对申请人在新冠相关mRNA疫苗申报时做出指导^[35-36]。EMA也于2021年9月16日发布了《EMA 关于加速COVID-19治疗和疫苗开发支持和评估程序的举措》（EMA Initiatives for Acceleration of DevelopmentSupport and Evaluation Procedures for COVID-19Treatments and Vaccines）^[37]，但这些举措都仅限于与新冠疫苗相关的产品。见表2。

此外，治疗型mRNA疫苗是在体内通过表达特定蛋白，刺激机体产生特异性免疫反应，可借鉴基因治疗产品相关的部分要求。但是，该类疗法与基因治疗产品的风险不同，目前国内外尚无先例可循，并不完全适用所有基因治疗产品的技术要求，期待监管部门和企业共同努力，建立mRNA疗法适用的监管要求和指导原则。

由于产品特性、生产工艺的原因，mRNA疫苗产业化存在多方面挑战。包括：

由于mRNA设计和核酸递送技术数十年来的发展，这些多方面的技术创新结合在一起，克服了mRNA疫苗生产方面的诸多挑战，促进了简易、有效、灵活机动、可扩大化的平台化合成流程的诞生。目前，辉瑞制药公司/BioNTech制药公司的新冠疫苗已于2021年8月获得FDA的正式批准（16岁以上人群）^[40]，Moderna公司也已完成FDA的生物制品许可申请。我国自COVID-19疫情发生以来，涌现了多家基于mRNA技术的新锐公司，但是到目前为止，国内尚无已批准上市的mRNA疫苗产品，除了复星医药引进BioNTech公司的mRNA疫苗产品外，我国多家公司的mRNA产品均处于临床或早期开发阶段。如前文所述，作为一种新兴技术，使用mRNA作为疫苗/疗法仍然面临诸多挑战，仍需克服mRNA开发核心技术的高壁垒。同时，对监管机构而言，与产品特性相匹配的相关法规和技术指导原则仍有待完善。随着生物技术的飞速发展，相信在不久的将来，基于mRNA技术的产品将在生物制品领域占有重要的地位。本文对近年来mRNA技术的应用领域、mRNA疫苗的设计和特点，并结合国内外监管情况进行综述，探讨该平台产业化应用目前存在的一些关键问题，以期为国内此类产品的开发提供参考。