Messenger RNA（mRNA）は、バイオテクノロジー分野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デリバリー、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へと移行する中で、GMP（Good Manufacturing Practice：適正製造基準）に準拠した生産の必要性が極めて重要となっています。GMPの原則は、mRNA治療薬がその用途に適した品質基準に従って一貫して製造・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、規制上の期待について紹介します。

mRNA製造におけるGMPの概要

GMPは、最終製品の試験だけでは排除できない医薬品製造におけ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の場合、GMPは原材料の調達や配列設計から、工程内管理、最終出荷試験に至るまで、製造のあらゆる側面を網羅します。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）、国際医薬品規制調和会議（ICH）などの国際規制によって導かれています。これらのガイドラインを遵守することで、患者の安全が確保されるだけでなく、製品の承認や国際市場へのアクセスも容易になります。

Figure 1. プロセス全体にわたる適正製造基準（GMP）。

規制の状況とガイドライン

主要な規制機関

• FDA（米国）：21 CFR Part 210および211、ICH Q7、ICH Q10の遵守が必要。
• EMA（EU）：EudraLex Volume 4、Annex 1（無菌製品）、ATMP規制に準拠。
• WHO：生物製剤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）の効率、LNPの特性評価に重点。
• EMAのリスクベースアプローチ：dsRNA不純物および脂質-賦形剤相互作用の管理を優先。

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、汚染を防ぐための管理された環境が必要です。クリーンルームはISO 14644-1規格に基づいて分類されます：

• グレードA/B：無菌操作ゾーン
• グレードC/D：バックグラウンドおよびサポートエリア

適切な気流、圧力差、環境モニタリングシステムは、無菌性の維持と交差汚染の防止に不可欠です。

装置の適格性評価

使用されるすべての装置は、厳格な適格性評価プロトコルを受けなければなりません：

• 設置時適格性評価（IQ）
• 運転時適格性評価（OQ）
• 性能適格性評価（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リアクターなどの機器が、設定されたパラメータ内で一貫して動作することが保証されます。

原材料管理

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、溶媒が含まれます。すべての材料は、分析証明書（CoA）を有するGMP準拠のベンダーから調達し、そのサプライチェーンは追跡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、生菌数が含まれます。定期的な監査と材料試験により、バッチ間のばらつきを減らし、一貫性を確保します。

テンプレート調製

プラスミドDNAの製造

in vitro転写（IVT）に使用されるプラスミドテンプレート自体もGMP下で製造されなければなりません。これには以下が含まれます：

• 高コピー数バクテリア発酵（例：E. coli）
• アルカリ溶解および精製（陰イオン交換またはHIC）
• エンドトキシン除去（10 EU/mg未満）

線状化と精製

制限酵素による線状化は、ランオフトランスクリプションを保証し、異常な副産物を最小限に抑えます。精製された線状DNAは以下について評価されます：

• 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 Transcription（IVT）

IVTはmRNA合成の中核であり、厳密に管理されなければなりません。プロセスには以下が含まれます：

• 反応セットアップ：線状DNA、NTP、T7 RNAポリメラーゼ、RNase阻害剤、キャッピング剤を混合
• 温度管理：通常37°Cで実施
• 時間管理：品質を損なうことなく最適な収率を確保

転写共役キャッピング vs. 転写後キャッピング

• 転写共役：ARCAなどのキャップアナログを使用
• 転写後：Vacciniaキャッピング酵素（VCE）や2'-O-メチルトランスフェラーゼなどのキャッピング酵素を使用

各手法はキャッピング効率および翻訳への影響についてバリデーションが必要です。

mRNAの精製と品質保証

コンタミネーション除去

精製では以下を除去しなければなりません：

• テンプレートDNA：Turbo DNaseで処理し、クロマトグラフィーで除去
• dsRNA副産物：自然免疫を活性化する可能性があり、セルロース系ろ過またはHPLCで除去
• タンパク質および塩類：TFF（タンジェンシャルフローフィルトレーション）およびエタノール沈殿で除去

クロマトグラフィー技術

• Oligo(dT)アフィニティクロマトグラフィー：ポリ(A)テールを持つmRNAを捕捉
• イオン交換クロマトグラフィー（IEX）：荷電不純物の分離
• サイズ排除クロマトグラフィー（SEC）：切断転写産物の除去

分析的特性評価

同一性および純度試験

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

不純物分析

• dsRNA含有量：ドットブロットまたはELISAで測定
• 残留DNA/タンパク質：qPCRおよびBCAでそれぞれ測定
• エンドトキシン：LAL（Limulus Amebocyte Lysate）アッセイで定量

機能アッセイ

• qRT-PCR：配列同一性の確認
• in vitro翻訳：細胞ベース系での翻訳効率評価

安定性および保管

安定性試験

加速および実時間安定性試験で以下を評価します：

• 熱分解
• 凍結融解耐性
• 光安定性

結果は推奨保管条件および有効期間の設定に活用されます。

保管および輸送

• 温度：長期保存には通常-80°Cまたは液体窒素
• 容器：RNaseフリーのバイアル、低吸着表面
• 輸送：断熱・モニタリングされたコールドチェーン物流

文書化および記録管理

バッチ記録

• マスタープロダクションレコード（MPR）：各製品の承認済みテンプレート
• 電子バッチ記録（EBR）：データ完全性（ALCOA+原則）の確保

トレーサビリティ

• ユニークなバッチ番号：原材料の受領から最終製品まで追跡
• 保管サンプル：有効期限後1年間保管（FDA 21 CFR 211.170）

GMP mRNA生産は、分子生物学、エンジニアリング、品質保証、規制業務の専門知識を要する学際的な取り組みです。堅牢なGMP準拠の実践を導入することで、製造業者はmRNA製品が最高水準の品質、安全性、有効性を満たすことを保証できます。分野の成熟とともに、継続的なイノベーションと規制の調和が、社会的信頼の維持とmRNA技術の治療的可能性の最大化に不可欠となります。

Creative Enzymesは、GMP基準を満たす酵素を含む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・製造された当社までお問い合わせください。詳細はこちらからお問い合わせください。