一次性使用技术正在改变 mRNA-LNP 的生产

通过揭示疾病和药物反应之间遗传联系的关键见解，基因组药物正在利用 DNA 的力量彻底改变医疗保健。对遗传信息的深入了解推动了个性化医疗的发展，在个性化医疗中，可以开发出针对特定患者的治疗方案和靶向疗法，以提供优化的治疗效果，同时减少不良反应。随着技术的进步，基因组药物有望为精准医疗开启新的可能性，并改变我们的疾病管理和预防方式。

脂质纳米颗粒 (LNP) 技术的成功应用推动了基因组药物的发展，并为基于 mRNA 的制剂开发提供了支持。以 COVID-19 疫苗为例，LNP 在基于 mRNA 的疫苗和药物开发领域备受关注，并取得了巨大成功。

从结构上看，LNP 通常由四种成分（可电离脂质、磷脂、胆固醇和 PEG 化脂质）组成，它们可自组装成脂质纳米颗粒，并在治疗 cargo 或“有效载荷”（如 mRNA）周围形成一层保护壳。这种保护性封装可将有效载荷带入体内靶细胞，使 LNP 成为一种有效的药物递送系统，可用于细胞和基因治疗等多种应用。LNP 技术有可能从根本上改变我们预防、识别和治疗疾病的方式。

一次性使用技术加速基因组药物的开发进程

加快上市速度至关重要，但生产商业 mRNA-LNP 药品往往会遇到一些需要花费时间来克服的困难。一次性使用技术 (SUT) 能够促进可靠、稳健且可控的 LNP 生产工艺，同时有助于保持无菌状态，而保持无菌状态是生产 LNP 时的一项关键因素，因为污染会对 LNP 的安全性和有效性产生负面影响，因此 SUT 在该领域备受关注。

Cytiva 企业解决方案业务和产品开发负责人 Joe Makowiecki 表示，现在的情况让他想起了早期采用一次性使用技术生产单克隆抗体 (mAb) 的情形。

“我们必须做大量工作来证明一次性设备相对于现有不锈钢（清洁和重复使用）基础设施的优势。当时有很多冷嘲热讽和质疑，比如：‘为什么要使用一次性设备？产生的塑料如何处理？它是否具有与现有不锈钢系统相同的功能？除此之外，它还有什么与众不同之处？’这就是我们当时的对话。这是一个不锈钢的世界，而我们正在引入一种新的模式。”

近 20 年后，SUT 的优势在单克隆抗体生产和生物制药生产中总体上得到了广泛认可。随着 RNA 技术从 mRNA 发展到自扩增 RNA (saRNA) 和环状 RNA (circRNA)，并且封装技术也变得更具针对性和复杂性，Makowiecki 表示，生产过程中的操作灵活性将成为 RNA 制造商的先决条件，而模块化一次性使用设备将发挥关键作用。

生产基因组药物时，无菌性是重要的关注点，因为污染会导致治疗活性丧失、监管延误或因安全性问题而被拒收。例如，在样品制备、RNA 提取、纯化或配制过程中，来自人体和动物组织以及微生物来源的核糖核酸酶 (RNase) 可导致 RNA 降解。

一次性混合器、管道和过滤器等一次性组件可最大限度地降低污染风险。它们还减少了清洁、维护和验证可重复使用设备的需求，从而减少了耗时耗力的工作，使生物制药公司受益。除了降低污染风险，提高产品质量和安全性以及简化验证流程还有助于确保符合监管要求，从而加快上市速度。

成本效益是推动采用 SUT 的另一关键因素。尽管一次性组件最初可能比可重复使用的设备更昂贵，但随着时间推移，整体成本效益会逐渐显现出来。使用一次性组件，则无需投资设备清洁、维护和验证程序。此外，批次失败和相关停机风险也降低了，从长远来看可节省时间和金钱。

鉴于基因组药物的发展速度，工作流程效率也至关重要。多产品和多工艺工作流程允许在同一设施内生产多种 mRNA 产品，而使用一次性设备进行 cGMP 生产可支持产品之间的高效转换。一次性使用滤器（如 NanoAssemblr™ 配制系统中的一次性使用滤器）的平台方法可适应各种生产设置，从而实现跨产品和规模的高效设施利用。

在 mRNA-LNP 生产中使用 SUT 意味着可萃取物和浸出物 (E&L) 也是一项考虑因素，生产商要遵循美国药典 (USP) 第 665 章和 BioPhorum 方案等准则，对与产品接触的塑料部件进行测试。mRNA 疫苗和疗法的测试考虑事项包括根据剂量建立暴露模型，例如预防性疫苗的低剂量方案或蛋白质替代疗法的高剂量方案。

一次性使用技术支持纵向和横向放大生产规模

随着对 LNP 和基于 mRNA 的疗法的需求不断增长，拥有能够快速适应不同生产量的可放大性生产工艺至关重要。

SUT 提供一致且可重现的性能，最大限度地降低从临床前生产过渡到 GMP 生产时出现变异的可能性和批次失败的风险。与需要较大投资的不锈钢设备不同，SUT 还允许制造商通过调整一次性使用生物反应器、混合袋或其他一次性使用组件的数量来轻松扩大或缩小产量。这种设备模块化是 COVID-19 疫情期间在全球范围内迅速高效地建立生产线的重要因素 (1)。此外，无论是在现有设施内增加新生产线，还是在其他地方建立新设施，SUT 在加快技术转让方面均具有优势，对于寻求不同规模 mRNA-LNP 生产的制造商来说，该技术是一种高效、可靠且具有吸引力的选项。

Cytiva 的 NxGen™ 技术使其 NanoAssemblr™ 系列产品能够通过一次性使用混合器，从临床前 NanoAssemblr Ignite™/Ignite+™ 和 NanoAssemblr Blaze™/Blaze+™ 系统到临床和商业系统，在各种规模下可重现地生成最佳纳米颗粒。NanoAssemblr™ 商业化配制系统是一种自动化一次性使用系统，用于在 cGMP 条件下进行 LNP 的临床和商业化生产。其一次性使用流路最大限度地减少了消毒和清洁验证的需要，实现了生产运行之间的高效转换，同时最大限度地降低了交叉污染的风险，并支持在 GMP 设施进行多产品生产。

随着新技术的全面发展，SUT 为快速整合创新提供了一个灵活、适应性强的平台。通过在工作流程中采用一次性使用技术和平台，生物制药制造商可以减少设施设置、清洁和验证所需的时间，从而缩短周转时间并加速基于 mRNA 的疫苗和治疗药物的生产。