Công nghệ được BioNTech sử dụng cho vắc-xin BNT162b2 dựa trên việc sử dụng mRNA biến đổi nucleoside (modRNA) mã hóa một phần protein gai tìm thấy trên bề mặt virus corona SARS-CoV-2 (COVID‑19), kích hoạt phản ứng miễn dịch chống lại virus xâm nhập.[60]

BNT162b2 là ứng viên có tiềm năng nhất trong số ba ứng viên còn lại với công nghệ tương tự được phát triển bởi BioNTech.[20][52][60] Trước khi chọn BNT162b2, BioNTech và Pfizer đã tiến hành thử nghiệm Giai đoạn I đối với BNT162b1 tại Đức và Hoa Kỳ, còn Fosun cũng tiến hành thử nghiệm Giai đoạn I tại Trung Quốc.[19][61] Trong các thử nghiệm Giai đoạn I, BNT162b2 cho thấy mức độ an toàn tốt hơn các ba ứng viên còn lại.[61]

Trình tự gen

Chuỗi modRNA trong vắc-xin dài 4.284 nucleotide.[62] Trong phân tử RNA này có chứa chóp (hay mũ) ở đầu 5'; vùng không được dịch mã ở đầu 5' được lấy từ trình tự của alpha globin ở người; một peptide nhận tín hiệu (bases 55–102) và hai đột biến proline (K986P và V987P, ký hiệu là "2P") khiến protein gai có cấu tạo ổn định tiền dung hợp (prefusion-stablized), làm giảm khả năng dung hợp màng, từ đó tăng biểu hiện và kích thích các kháng thể trung hòa;[19][63] một đoạn gen đã tối ưu hóa codon trong protein gai của SARS-CoV-2 (bases 103–3879); sau đó là một vùng không được dịch mã ở đầu 3' (bases 3880–4174) tổ hợp từ AES và mtRNR1 nhằm tăng biểu hiện protein và độ ổn định của phân tử mRNA[64] cùng với đuôi poly(A) có chứa 30 phần dư adenosine, một chuỗi liên kết dài 10 nucleotide, và thêm 70 adenosine dư nữa (bases 4175–4284).[62] Chuỗi RNA này không có chứa các phần dư uridine; chúng được thay thế bởi 1-methyl-3'-pseudouridylyl.[62] Các đột biến proline 2P trong phân tử protein gai ban đầu được phát triển để dùng cho vắc-xin MERS bởi các nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu Vắc-xin thuộc Viện Dị ứng và Bệnh Truyền nhiễm Quốc gia Hoa Kỳ, Viện nghiên cứu Scripps và nhóm nghiên cứu của Jason McLellan (hiện thuộc Đại học Texas tại Austin, trước đây thuộc Đại học Dartmouth).[63]

Thành phần

Ngoài phân tử mRNA, vắc-xin còn chứa các thành phần bất hoạt (tá dược) sau:[9][65][66]

• ALC-0315, ((4-hydroxybutyl)azanediyl)bis(hexane-6,1-diyl)bis(2-hexyldecanoate)
• ALC-0159, 2-[(polyethylene glycol)-2000]-N,N-ditetradecylacetamide
• 1,2-distearoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DSPC)
• cholesterol
• natri hiđrophotphat
• kali đihiđrophotphat
• kali clorua
• natri clorua
• saccarose
• nước

Bốn thành phần đầu tiên kể trên là các lipid. Các lipid cùng modRNA tạo thành hạt nano. ALC-0159 là một liên hợp polyethylene glycol (tức là lipid đã được PEG hóa).[67]

Vắc-xin được phân phối trong các lọ chứa "hỗn hợp tiêm bắp đông lạnh màu trắng đến trắng ngà, vô trùng và không chất bảo quản".[12][13] Các lọ vắc-xin cần được rã đông ở nhiệt độ phòng và pha loãng bằng nước muối sinh lý trước khi tiêm.[13]