其中引人注目的則主要有兩類疫苗:中國的滅活病毒疫苗、美國輝瑞的mRNA疫苗研發(fā)出的信使疫苗(mRNA疫苗)。目前,世界上還只有美國的輝瑞公司(BioNtech)和莫德納公司,將信使mRNA疫苗投入市場。美國絕大部分民眾注射的,也是這種疫苗。中國的mRNA疫苗(復星醫(yī)藥/BioNtech)正在進行臨床測試。
近期,紐約時報將輝瑞公司的信使疫苗制造過程進行了首次公開,以下圖文來自其報道。
步驟 一、從冷庫中提取DNA
第一步是提取新冠病毒(以下簡稱病毒)的DNA。技術人員會從主細胞庫中提取病毒DNA。這里所說的DNA中會涵蓋名為質(zhì)粒的DNA小環(huán),也是疫苗的原料,會被技術人員提取后保存在-150攝氏度的小實驗瓶中。這里的質(zhì)粒就是病毒基因,通常一旦接觸到了這種基因,人類自我本身將會生物反應,并且會構造病毒蛋白,以至于形成免疫系統(tǒng)。
之后技術人員將會把解凍了的質(zhì)粒注入進一批已經(jīng)做了人工調(diào)整了的大腸桿菌里,從而使大腸桿菌把質(zhì)粒帶入自己細胞里。
通常情況下一小瓶裝滿質(zhì)粒的實驗瓶能夠用來生產(chǎn)5000萬劑疫苗。
步驟二:促使細胞成長繁殖
涵蓋了大腸桿菌以及質(zhì)粒的細胞將會被裝在實驗瓶中,并且在一種溫暖無菌的琥珀色生長培養(yǎng)基的燒瓶中生長與繁殖。
步驟三:發(fā)酵混合物(細菌)
以上提到的細菌會被給予一晚的時間進行生長繁殖,然后會被轉(zhuǎn)移至一個擁有300升的營養(yǎng)液里,并且存放四天。在此期間,每20分鐘細菌就會繁殖一次,并且復制數(shù)以萬億個DNA質(zhì)粒。
步驟四:采集并凈化DNA
發(fā)酵過程在經(jīng)歷了四天后,研究人員將會往里注入一種化學物質(zhì)來分解細菌的細胞墻,隨后會凈化混合物,并且最終提取到僅留的質(zhì)粒。
步驟五:質(zhì)量檢測
被提取出來的質(zhì)粒將會被技術人員通過和之前的樣品進行對比,以確認剛剛生產(chǎn)的質(zhì)粒的病毒基因序列并未出現(xiàn)變異,并且能夠被用于生產(chǎn)疫苗。
步驟六:切割質(zhì)粒
如果質(zhì)粒順利通過了質(zhì)量檢測,技術人員將會再往混合物里面加入一種為酵素的蛋白質(zhì)。加入這種酵素的主要目的是把環(huán)狀質(zhì)粒切割開來,把病毒基因從環(huán)狀狀態(tài)切割成直線段。以上過程又被成為線性化,大約需要兩天時間完成。
步驟7 :凈化DNA
技術人員將會再一次給已經(jīng)很純了的混合物進行凈化,用于濾出任何殘留的細菌或質(zhì)粒片段。最終生產(chǎn)結(jié)果為一升的純凈病毒DNA。
技術人員會再次測試這一升凈化了的DNA的基因序列,并且將其作為下一階段的模板。截止到這里,每一瓶DNA能夠用來生產(chǎn)150萬劑疫苗。
雖然以上進行的步驟都是在輝瑞公司的美國切斯特菲爾德工廠進行的。雖然輝瑞公司的美國切斯特菲爾德工廠是惟一的質(zhì)粒來源,并且以上步驟均從此工廠完成,但其余的生產(chǎn)疫苗步驟將會在兩個不同的工廠完成。在運輸前每瓶DNA都會被冷凍、裝袋、密封,并且隨時隨刻都會被一個小型監(jiān)控器監(jiān)視其運輸過程中的溫度。48個裝有DNA的瓶子會被放入一個裝有足夠干冰的容器里,以確保所有的瓶子在容器內(nèi)都會處于-20攝氏度冷凍狀態(tài)。容器將隨后被轉(zhuǎn)運到輝瑞公司在美國另一家位于美國馬薩諸塞州安多弗的生產(chǎn)工廠。安多弗工廠主要任務是把病毒DNA轉(zhuǎn)換成RNA信使,又稱作為mRNA,這是輝瑞B(yǎng)ioNTech疫苗的活性成分。其余含有病毒DNA瓶子將會被送往德國美因茨的BioNTech工廠,并在那里進行加工以及分配給歐洲市場。步驟9: 進行DNA到mRNA的轉(zhuǎn)變美國馬薩諸塞州安多弗的生產(chǎn)工廠平均每天解凍5瓶DNA,并且摻入由信使RNA組成的部分混合。數(shù)小時內(nèi),酵素將會撬開DNA模板并轉(zhuǎn)化其成為信使RNA,mRNA。最終產(chǎn)出的疫苗將會攜帶這種mRNA進入人體。人類本體細胞將會讀取病毒基因并且自我生產(chǎn)病毒蛋白,又稱為病毒抗體。混合物將會被移入到一個儲罐里,并且通過過濾將去除無用的DNA、酵素、以及其他混雜物質(zhì)?,F(xiàn)在生產(chǎn)的每一批能夠生產(chǎn)多至750萬劑疫苗。輝瑞-BioNTech疫苗是第一批被批準能夠在緊急情況下使用的mRNA疫苗。分析專家在此反復測試過濾后的mRNA以確保其出精度以及基因序列是否準確。最終結(jié)果能生產(chǎn)出來10袋病毒mRNA,并且每袋約為16升并且可用來生產(chǎn)75萬劑疫苗。mRNA包冷凍到零下20度,然后運到輝瑞在密歇根的工廠。將會在那里做成疫苗,然后再把樣本運回來檢測。收到mRNA的包裹后,保持冷凍直到需要用時。每個包能個制造60萬瓶,360萬劑的疫苗。同時,另一個步驟也在進行,準備脂質(zhì)(Lipids)——這種物質(zhì)能保護mRNA進入人體細胞時不會被破壞。這是魔術發(fā)生的地方。一組16個泵組成的機器,精確的控制著mRNA和脂質(zhì),將他們混合成脂質(zhì)納米粒。當脂質(zhì)和mRNA 片段相遇時,電級以毫微秒的速度將他們聚集起來,mRNA 片段就被納米脂肪粒包裹起來了,形成一個疫苗顆粒。清洗和高溫消毒疫苗瓶,13部高速攝像機在盯著流水線,每一個瓶子都要拍超過100張照片,有裂縫、碎片和其他問題的,都能迅速從生產(chǎn)線踢出去。機器將0.45毫升疫苗注射到一個瓶子,稀釋后,成為6個劑量的疫苗。生產(chǎn)線每分鐘能包裝575個瓶子。灌注完的疫苗經(jīng)過檢查,貼上標簽,然后放進盒子里打包。所有盒子要再冷凍數(shù)天,降溫到零下70度的極冷溫度。與此同時,該批次的疫苗要送去做檢測。數(shù)周的測試后,合格的疫苗可以運輸了。盒子里裝上了溫度計,實時監(jiān)測溫度是否達標。每個盒子里有45磅的干冰。一半美國人,超過1.4億,已經(jīng)至少注射了一針疫苗,絕大部分都是mRNA疫苗。這是洛杉磯一個巨大的體育場,變成了疫苗注射點。mRNA還可以直接表達用于治療疾病的功能蛋白、靶向特定抗原的單克隆抗體、充當細胞治療過程中的基因編輯手段等。其主要應用領域如下:
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