メッセンジャーRNA（mRNA）は、バイオテクノロジーにおいて多用途で強力なプラットフォームとして登場し、ワクチン、治療用タンパク質の送達、遺伝子編集、再生医療を革新しています。しかし、mRNAベースの製品が研究室から臨床応用に移行するにつれて、GMP（Good Manufacturing Practice）に準拠した生産の必要性が重要になります。GMPの原則は、mRNA治療薬がその目的に適した品質基準に従って一貫して生産され、管理されることを保証します。ここでは、Creative EnzymesがGMP mRNA生産に関連する重要な要素、課題、および規制の期待について紹介します。

GMPにおけるmRNA製造の紹介

GMPは、最終製品のテストだけでは排除できない製薬生産に関わるリスクを最小限に抑えるために設計されたシステムです。mRNAにおいて、GMPは原材料の調達や配列設計から、プロセス中の管理、最終リリーステストに至るまで、製造のすべての側面を含みます。GMP mRNA生産は、製品の安全性、同一性、強度、純度、品質（SISPQ）を保証します。

GMPの枠組みは、米国食品医薬品局（FDA）、欧州医薬品庁（EMA）、国際調和会議（ICH）などの国際規制に基づいています。これらのガイドラインに従うことは、患者の安全を確保するだけでなく、製品の承認や国際市場へのアクセスを促進します。

図1. プロセス全体にわたる良好な製造慣行。

規制の状況とガイドライン

主要な規制機関

• FDA（米国）: 21 CFR Parts 210および211、ICH Q7、ICH Q10の遵守を要求します。
• EMA（EU）: EudraLex Volume 4、Annex 1（無菌製品）、およびATMP規制に準拠します。
• WHO: 生物製品に関するガイドライン（TRS 1011）。

mRNA特有のガイダンス

• FDAのCMC要件: プラスミドの完全性、in vitro転写（IVT）効率、LNP特性に焦点を当てています。
• EMAのリスクベースアプローチ: dsRNA不純物と脂質-賦形剤の相互作用の管理を優先します。

施設およびインフラ要件

クリーンルームの分類

mRNA生産には、汚染を防ぐための制御された環境が必要です。クリーンルームはISO 14644-1基準に基づいて分類されます：

• グレードA/B: 無菌処理ゾーン。
• グレードC/D: 背景およびサポートエリア。

適切な気流、圧力差、および環境モニタリングシステムは、無菌性を維持し、交差汚染を避けるために不可欠です。

機器の適格性

使用されるすべての機器は、厳格な適格性プロトコルを経なければなりません：

• 設置適格性（IQ）
• 運用適格性（OQ）
• 性能適格性（PQ）

これにより、発酵槽、遠心分離機、クロマトグラフィーシステム、IVT反応器などの機器が、確立されたパラメータ内で一貫して機能することが保証されます。

原材料の管理

調達とトレーサビリティ

重要な原材料には、ヌクレオチド（NTP）、キャッピング試薬、酵素（例：T7 RNAポリメラーゼ）、プラスミドテンプレート、および溶媒が含まれます。すべての材料は、分析証明書（CoA）を持つGMP準拠のベンダーから調達され、そのサプライチェーンはトレース可能でなければなりません。

品質属性

主要なパラメータには、同一性、純度、エンドトキシンレベル、およびバイオバーデンが含まれます。定期的な監査と材料テストは、変動を減少させ、バッチ間の一貫性を確保します。

テンプレートの準備

プラスミドDNAの生産

in vitro転写（IVT）に使用されるプラスミドテンプレートは、GMPの下で生産されなければなりません。これには以下が含まれます：

• 高コピーの細菌発酵（例：E. coli）
• アルカリ溶解および精製（アニオン交換またはHIC）
• エンドトキシン除去を<10 EU/mgにすること

線形化と精製

制限酵素による線形化は、転写の流出を確保し、異常な副産物を最小限に抑えます。精製された線形DNAは次の点で評価されます：

• 完全性（ゲル電気泳動またはキャピラリー電気泳動）
• 残留RNaseおよびエンドトキシンレベル

in Vitro転写（IVT）

IVTはmRNA合成の核心であり、細心の注意を払って制御されなければなりません。このプロセスには以下が含まれます：

• 反応設定: 線形DNA、NTP、T7 RNAポリメラーゼ、RNase阻害剤、およびキャッピング剤が混合されます。
• 温度管理: 通常37°Cで行われます。
• 時間監視: 品質を損なうことなく最適な収量を確保します。

共転写的および転写後のキャッピング

• 共転写的: ARCAなどのキャップアナログを使用します。
• 転写後: ワクシニアキャッピング酵素（VCE）などのキャッピング酵素を使用し、その後2'-O-メチルトランスフェラーゼを使用します。

各方法は、キャッピング効率と翻訳への影響について検証されなければなりません。

mRNAの精製と品質保証

汚染物質の除去

精製は以下を排除しなければなりません：

• テンプレートDNA: ターボDNaseで処理し、クロマトグラフィーで除去します。
• dsRNA副産物: 自然免疫を活性化する可能性があるため、セルロースベースのフィルタリングまたはHPLCで除去します。
• タンパク質および塩: 接触流フィルタリング（TFF）およびエタノール沈殿によって除去されます。

クロマトグラフィー技術

• オリゴ(dT)親和性クロマトグラフィー: ポリ(A)テールを持つmRNAを捕捉します。
• イオン交換クロマトグラフィー（IEX）: 帯電した不純物を分離します。
• サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）: 短縮転写物を除去します。

分析的特性評価

同一性および純度テスト

• UV分光法: A260/A280およびA260/A230比率による純度。
• キャピラリー電気泳動: 完全性およびサイズ分布。
• HPLC: 完全長および断片化RNAの分離と定量。

不純物分析

• dsRNA含量: ドットブロットまたはELISAで測定されます。
• 残留DNA/タンパク質: それぞれqPCRおよびBCAを使用して測定されます。
• エンドトキシン: リムルスアメボサイトリセート（LAL）アッセイで定量されます。

機能アッセイ

• qRT-PCR: 配列の同一性を確認します。
• in Vitro翻訳: 細胞ベースのシステムにおける翻訳効率を評価します。

安定性と保存

安定性テスト

加速およびリアルタイムの安定性研究は以下を評価します：

• 熱分解
• 凍結-解凍の堅牢性
• 光安定性

結果は推奨される保存条件と保存期間を通知します。

保存と輸送

• 温度: 通常-80°Cまたは液体窒素で長期保存します。
• 容器: RNaseフリーのバイアル、低結合表面。
• 輸送: 絶縁された、監視されたコールドチェーン物流。

文書および記録管理

バッチ記録

• マスタープロダクションレコード（MPR）: 各製品の承認されたテンプレート。
• 電子バッチ記録（EBR）: データの整合性を確保します（ALCOA+原則）。

トレーサビリティ

• ユニークバッチ番号: 材料を受領から最終製品まで追跡します。
• 保持サンプル: 有効期限後1年間保存します（FDA 21 CFR 211.170）。

GMP mRNA生産は、分子生物学、工学、品質保証、規制業務の専門知識を必要とする学際的な取り組みです。堅牢なGMP準拠の慣行を実施することにより、製造業者はmRNA製品が最高の品質、安全性、および有効性の基準を満たすことを保証できます。この分野が成熟するにつれて、継続的な革新と規制の調和が、公共の信頼を維持し、mRNA技術の完全な治療的可能性を引き出すために重要になります。

Creative Enzymesは、GMP基準を満たす酵素を含む一連のmRNA生産用酵素を提供しています。詳細については、GMP要件を満たすように特別に設計および製造されたものについて、ぜひお問い合わせください。