信使核糖核酸（mRNA）是一种单链核糖核酸，可被翻译成功能性蛋白质。自 1961 年发现 mRNA以来，研究人员就认识到了它的应用潜力。到2020 年，针对 COVID-19 的 mRNA 疫苗获得批准，mRNA 的应用前景才最终得以实现。继这一成功之后，应用多种疾病的其他 mRNA 疗法也在开发之中。
北京时间 10 月 2 日，“2023 年诺贝尔生理学或医学奖”获奖名单揭晓。瑞典斯卡罗林斯卡学院诺奖委员会宣布，匈牙利科学家卡塔林·卡里科（Katalin Karikó）和美国科学家德鲁·魏斯曼（Drew Weissman）荣膺该奖项，以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现和贡献，这些突破性发现从根本上改变了我们对 mRNA 如何与免疫系统相互作用的理解，使针对 COVID-19 感染的有效信使核糖核酸 mRNA 疫苗得以开发。
下图我们梳理了基于 mRNA 的疗法演进（如图），大致可分为三大阶段：
通过 mRNA 疗法的不断演进、基于 mRNA 技术的新冠疫苗以及诺贝尔奖的认可等，让 mRNA 技术获得了全球广泛关注，也让大家看到了 mRNA 技术的潜力和前景。目前，全球范围内容正在开展的 mRNA 疗法临床试验已经达到数百项，基于 mRNA 的疗法领域正在迅速扩大，预计到 2030 年全球市场规模将达到 377.6 亿美元1。目前，mRNA 疗法分为四个基本类别：预防性疫苗、治疗性疫苗、蛋白质编码疗法（蛋白质替代疗法和抗体生产）和基因编辑疗法。稳健可放大的生产工艺是 mRNA 广泛应用得以实现的理论基础。其中必须解决 mRNA 纯化瓶颈来实现 mRNA 规模化生产，以获得高纯度、高质量的 mRNA 样品来满足临床试验和商业化生产需求。
mRNA 生产始于生产含有目的基因的质粒，然后这些质粒模板通过体外转录 IVT 来合成治疗性 mRNA。尽管 IVT 是一种无细胞系统，但反应混合物仍含有杂质，如果递送至细胞，这些杂质会降低翻译效率并增加免疫原性。因此，在下游加工过程中，必须通过有效的纯化来去除杂质，以获得高纯度、临床级别的 mRNA 样品。当前 mRNA 纯化主要面临以下痛点和挑战在于：
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mRNA 分子量较大：分子量通常在 300–5,000 kDa 甚至更大，远大于传统的单抗分子，与传统的基于扩散原理的层析介质结合效果欠佳，往往结合载量偏低，极大地限制了层析介质的选择
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mRNA 分子磷酸骨架带有大量的负电荷：核苷部分含有较多的嘌呤和嘧啶结构（氢键供体和受体），可以形成内部 hairpin 结构或三级结构以及分子间的更高级结构，增加去除难度
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IVT 副产物成分复杂：杂质种类较多，且杂质与目标 mRNA 结构性质非常相似，分离难度大
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mRNA 稳定性：mRNA 分子比较脆弱，稳定性相对较差，对剪切力比较敏感
对于 mRNA 大规模制备，目前业内主流方法还是层析工艺。基于 mRNA 分子本身的化学特异性，可选的层析方法也很多，包括反相、离子交换、疏水和亲和层析等，但每种方法都有其优缺点。在具体的层析方法选择上，需要综合考虑到可放大性、平台化、纯化效率、回收率、经济性等因素。亲和、离子交换和疏水应用中放大性较好，也是目前应用比较多的纯化方式，尤其是亲和层析目前广泛用于 poly A mRNA 捕获，可作为平台化解决方案。
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赛默飞 POROS Oligo (dT)25 亲和填料，可以提供高效、平台化的 mRNA 纯化解决方案。那么下面我们就来着重看下 POROS Oligo (dT)25 这款填料的具体特点以及如何利用 POROS Oligo (dT)25 进行亲和纯化工艺的开发。
赛默飞 POROS Oligo (dT)25 亲和填料特点
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原理简单：基质表面通过 linker 键合 25 个 dT 配基，通过 AT 碱基配对捕获带 poly A 尾 mRNA
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使用简单：高盐上样，无盐或水高效洗脱（>90%回收率）
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高动态结合载量：4000nt mRNA DBC 高达 5mg/ml
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出色的放大性
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无动物源成分
POROS Oligo (dT)25 亲和填料
影响 POROS Oligo (dT)25 纯化效果的因素
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结合原理：在高 NaCl 条件下上样，盐离子可以屏蔽 Oligo (dT)25 带负电荷的骨架与带负电的 mRNA 的静电排斥作用，使二者能够相互接近，包含 poly A 尾的 mRNA 通过 A-T 氢键连接被捕获。
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洗脱原理：降低盐浓度时，Oligo (dT)25 的负电荷骨架与 poly A 产生静电排斥，通过温和中性 pH 与低电导率洗脱 mRNA。
在实际使用过程中，多种因素包括 mRNA 本身分子量大小和结构、上样条件、温度等都会影响实际纯化效果。
参考文献
1.（Global mRNA Therapeutics Market Size, Share & Trends Analysis Report by Application (Infectious Diseases, Oncology), by Type (Prophylactic Vaccines, Therapeutic Drugs), by End-use, by Region, and Segment Forecasts, 2022-2030 (researchandmarkets.com)）
2. Webb C, Ip S, Bathula NV, et al.. Current status and future perspectives on mRNA drug manufacturing. Mol Pharm. 2022;19(4):1047-1058. doi: 10.1021/acs.molpharmaceut.2c00010
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