日本的一個研究小組開發出一種方法，利用獨特的帽蓋輕鬆分離出所需的加帽mRNA，從而生產出高純度的高活性mRNA 疫苗。這種”Purecap”技術提取出的Cap2 型mRNA 純度高達100%，能刺激免疫系統的蛋白質的產量提高了3-4 倍。

這些結果為生產更純淨的疫苗提供了可能，降低了因雜質引起炎症的風險。他們的研究成果最近發表在《自然通訊》雜誌上。

純封端mRNA 疫苗為更有效、更低炎症機率的疫苗打開了大門。資料來源：Mizuki Tada

mRNA 疫苗已成功用於治療冠狀病毒變種。這給研究人員帶來了將其用作癌症疫苗的希望。然而，疫苗的純度阻礙了這一目標的實現，因為雜質會觸發免疫系統。這可能會導致注射部位發炎，這是接種疫苗的常見副作用。

mRNA 疫苗中的雜質通常是在封蓋階段引入的。在這一階段，會添加一個帽結構，以改善mRNA 的翻譯並保護和穩定它。蓋帽只能添加到單鏈mRNA 上，因此理想情況下疫苗應包含100% 純單鏈mRNA。不過，也可能存在不需要的雙鏈mRNA，從而降低其純度。

由於單鍊和雙鏈mRNA 具有不同的特性，因此可以使用一種稱為反相高效液相色譜法(RP-HPLC) 的技術將它們分離開來。這種技術根據mRNA 的疏水性或親水性（即對水的排斥力或吸引力）將其分離。

名古屋大學研究生院理學研究科的阿部弘教授、項目助理稻垣正仁教授和項目助理阿部直子教授領導的研究小組與東京醫科齒科大學合作，採用獨特的PureCap 方法，在封蓋階段引入疏水標籤。標記的mRNA 在RP-HPLC 階段很容易分離。然後通過光處理就能輕鬆去除標籤，從而獲得純度為98%-100% 的疫苗。

阿部弘說：”當我們在圖表上看到RP-HPLC 工藝已經完全分離了帶標記和不帶標記的RNA 時，我們對結果感到非常興奮。對於長度為4247 個鹼基的冠狀病毒mRNA，我們成功地使用PureCap 方法製備出了純度超過98% 的封端mRNA。”

研究小組特別關注存在於動物和植物細胞中的一組帽結構，即Cap0、Cap1 和Cap2。雖然Cap2存在於動物和植物細胞中，但對其功能的評估一直很困難，因為沒有辦法獲得純淨的加帽mRNA，以確保測試的公平性。

“迄今為止，用於mRNA 疫苗的Cap 結構僅限於Cap0 和Cap1 類型。然而，我們利用我們的技術製造出了Cap0、Cap1和Cap2型結構，”阿部說。”與使用傳統技術合成的mRNA相比，使用PureCap方法合成的高純度Cap0、Cap1和Cap2型mRNA顯示出較低的免疫刺激活性，顯示出它們在藥物中的潛在用途。”

由於病毒主要產生Cap1 mRNA，Cap2 對免疫系統的刺激較小。這表明，使用Cap2的疫苗在註射後不太可能產生諸如炎症等不必要的副作用。不過，它仍能在轉錄時產生病毒蛋白，從而使疫苗有效。

研究小組使用Purecap 製作了Cap2 mRNA，並分析了它的蛋白質合成能力。他們發現，Cap2 mRNA產生的蛋白質是Cap1 mRNA的3-5倍，這將增強免疫反應。他們還發現，與使用傳統技術合成的mRNA 相比，他們的Cap2 型mRNA 對炎症反應的刺激更低。

傳統的mRNA疫苗生產方法無法製備出高純度的capped mRNA，這引起了人們對蛋白質合成減少和雜質引起的炎症反應的擔憂。

“PureCap 方法只選擇性地純化加帽mRNA，從而解決了這些問題。此外，利用這種技術產生的Cap2 型結構在蛋白質合成方面效率更高，對免疫系統的刺激更小。這項技術有望提高mRNA 疫苗的安全性和有效性。這是mRNA 醫學實際應用的革命性進步，同時也加深了我們對mRNA 科學基礎的理解。”