采用四种正交方法系统分析COVID-19 mRNA疫苗证实无过量DNA杂质

《npj Vaccines》：Systematic analysis of COVID-19 mRNA vaccines using four orthogonal approaches demonstrates no excessive DNA impurities

本研究针对公众对mRNA疫苗中残留DNA过量的质疑，通过qPCR、荧光测定、毛细管电泳和短读长测序四种正交方法，对15批Comirnaty和Spikevax疫苗进行了系统分析。结果表明，所有批次的残留DNA含量均低于10 ng/剂量的监管限值，且DNA为高度片段化的质粒来源片段。该研究为mRNA疫苗的质量控制提供了严谨的方法学验证，有力驳斥了不实传言，增强了疫苗信心。

　　

随着COVID-19 mRNA疫苗的广泛应用，公众对疫苗安全性的关注度持续升温。近期，一些未经严格科学验证的报告声称疫苗中存在"过量残留DNA"，这些言论通过社交媒体迅速传播，引发了不必要的公共卫生担忧。尽管监管机构明确要求疫苗生产过程中残留DNA需低于10纳克/剂，且制造商在mRNA生产阶段已进行严格质量控制，但关于最终疫苗产品中DNA含量的争议仍在持续。特别是斯洛伐克近期发表的一篇方法学存在缺陷的文章，更是加剧了公众疑虑。

在此背景下，由斯洛伐克科学院病毒学研究所Silvia Pastorekova教授领导的研究团队在《npj Vaccines》上发表了重要研究成果。研究人员面临的核心问题是：如何通过科学、严谨的方法验证mRNA疫苗中残留DNA的真实含量，以回应公众关切并澄清科学事实。

为了回答这一关键问题，研究团队设计了一套系统化的分析方案。他们获得了15批Comirnaty（辉瑞）和Spikevax（莫德纳）疫苗，其中11批已过期，这为评估疫苗稳定性提供了独特机会。所有疫苗样本均来自斯洛伐克官方仓库，并在国家药物管制研究所监督下获取，确保了样本来源的可靠性。

研究采用了四种互补的正交分析方法：定量PCR（qPCR）、荧光测定法、毛细管电泳和短读长测序。每种方法都经过精心优化，以克服mRNA疫苗复杂成分带来的技术挑战。特别是在处理含有脂质纳米颗粒（LNP）和大量mRNA的样本时，研究团队建立了严格的控制程序，确保结果的准确性和可重复性。

关键技术方法包括：对疫苗样本进行Triton X-100处理以破坏LNP；使用针对SPIKE（刺突蛋白）、ORI（复制起点）和KAN（卡那霉素抗性）基因区域的多种qPCR引物；通过RNase A处理消除mRNA对DNA定量的干扰；采用酚-氯仿和磁珠两种DNA提取方法；以及使用不进行DNA片段化的建库策略进行短读长测序，以保留DNA片段的原始长度信息。

qPCR评估残留DNA含量

研究人员首先建立了8种不同的qPCR检测方法，针对模板DNA的三个关键区域。所有检测方法均经过严格验证，标准曲线参数符合国际要求（斜率-3.1至-3.6，效率90%-110%，R²≥0.99）。重要的是，研究发现经Triton X-100处理的疫苗样本可直接用于qPCR，无需DNA纯化步骤，且mRNA和其他疫苗成分对目标DNA序列的扩增没有明显干扰。

结果显示，所有疫苗批次的残留DNA含量均低于10 ng/剂的监管限值。使用不同引物组检测到的DNA量存在差异，这主要与残留DNA的片段化程度有关。较短的扩增产物（如KAN 1C的63 bp）检测到的DNA量较高，而较长的扩增产物（如SPIKE 1A的228 bp）检测值较低，这与DNA高度片段化的特性一致。

荧光测定法验证核酸含量

荧光测定法检测发现，mRNA疫苗中大量的mRNA会产生非特异性信号，严重干扰DNA定量。研究团队通过优化RNase A处理流程，有效消除了这一干扰。经过严谨的样本前处理后，荧光测定结果与qPCR高度一致，所有批次的残留DNA含量均远低于限值。

同时，mRNA定量显示，Comirnaty疫苗中的mRNA含量达到或超过制造商声明的水平，而部分过期的Spikevax疫苗显示mRNA含量略有下降，表明存在部分降解。残留DNA与mRNA的比例在1:3,300至1:30,000之间，远高于荧光测定法准确检测所需的比例。

毛细管电泳分析核酸质量

毛细管电泳结果进一步证实了研究结论。使用两种不同灵敏度的检测试剂盒均未发现明显的DNA信号，直接反驳了某些研究中声称的"大量残留DNA"的存在。如果真存在如某些报告所说的大量DNA，毛细管电泳图应显示明显的峰值或拖尾现象，但实际样本中均未观察到此类信号。

mRNA完整性分析显示，所有6批Spikevax疫苗和1批Comirnaty疫苗的mRNA完整性低于50%，这与这些批次已过期的事实相符。值得注意的是，mRNA完整性降低的疫苗批次外观浑浊，而未过期批次则清澈透明，表明疫苗的物理性状与核酸完整性存在关联。

短读长测序揭示DNA特征

短读长测序提供了最直接的证据，揭示了残留DNA的分子特征。绝大多数测序读数（Comirnaty为95.26%-98.08%，Spikevax为83.52%-94.51%）来源于疫苗生产过程中使用的质粒模板。片段长度分析显示，DNA呈高度片段化状态，中位片段长度约为150 bp，远低于具有生物活性的阈值。

覆盖率分析显示，不同批次的DNA降解模式存在差异，但所有样本均未检测到完整质粒或大片段DNA的存在。极少量的非质粒来源序列主要对应大肠杆菌K12基因组和噬菌体序列，这些很可能来自试剂污染，而非疫苗本身的污染物。

本研究通过多方法验证，得令人信服的结论：COVID-19 mRNA疫苗中的残留DNA含量完全符合监管要求，且其高度片段化的特性进一步降低了任何潜在生物学风险。研究不仅回应了公众关切，更重要的是建立了一套适用于mRNA疫苗分析的标准化方法体系。

研究团队特别指出，某些报告中声称的"过量DNA"很可能是方法学缺陷导致的假象。例如，在荧光测定中未有效去除mRNA干扰，或在qPCR中使用了不适当的样本处理流程。本研究通过严谨的实验设计，有效避免了这些陷阱。

这项研究的意义远超出单纯的学术讨论。在"信息疫情"（infodemic）肆虐的背景下，基于科学证据的透明研究是应对错误信息的最有力武器。研究结果表明，现有mRNA疫苗的生产质量控制体系有效，疫苗产品在DNA残留方面安全性良好，公众可以对此保持信心。

同时，研究建立的分析框架为未来新型mRNA产品的质量评估提供了重要参考。随着mRNA技术应用于更多疾病领域，严谨的质量控制方法将发挥越来越重要的作用。研究团队建议，疫苗分析应采用多种独立但互补的技术手段，以获取全面可靠的质量评估结果。

总之，这项由Adam Achs、Tatiana Sedlackova、Lukas Predajna等研究人员完成的工作，不仅解决了当前关于mRNA疫苗安全性的重要争议，也为未来生物制品的质量监控树立了科学标杆。在公共卫生领域，此类基于证据的深入研究对于维护公众信任、促进科学决策具有不可替代的价值。