เทคโนโลยีที่ใช้ในวัคซีนเป็นเอ็มอาร์เอ็นเอที่ดัดแปลงนิวคลีโอไซด์ (modRNA) ซึ่งเข้ารหัสโปรตีนหนาม (spike protein) แบบยาวอย่างสมบูรณ์แต่กลายพันธุ์ ซึ่งพบที่ผิวของไวรัสโควิด-19[79]เพื่อกระตุ้นให้ภูมิคุ้มกันตอบสนองเมื่อประสบกับโปรตีนของไวรัสช่วงติดเชื้อ[80]

วัคซีนแคนดิเดต BNT162b2 ได้คัดเลือกจากบรรดาวัคซีนที่ใช้เทคโนโลยีคล้าย ๆ กันของบริษัท[67][29][80]ก่อนจะเลือก ไบออนเทคและไฟเซอร์ได้ทำการทดลองระยะที่ 1 ในเยอรมนีและสหรัฐ และบริษัท Fosun ก็ได้ทำในจีน[27][81]แล้วพบว่า วัคซีนนี้ปลอดภัยกว่าวัคซีนแคนดิเดต 3 อย่างอื่น ๆ ของบริษัท[81]

ลำดับยีน

โทซินาเมแรนมีลำดับ modRNA เป็นนิวคลีโอไทด์ยาว 4,284 ตัวโดยมีมวลโมเลกุลที่ประมาณ 1,388 kDa (กิโลดอลตัน)[82][83]ลำดับไม่มี uridine residues เพราะได้แทนที่ด้วย 1-methyl-3′-pseudouridine[83]การแทนที่ด้วย proline แบบ 2P (ดังจะกล่าวต่อไป) ในโปรตีนหนามดั้งเดิมทำขึ้นเพื่อวัคซีนโรคเมอร์สโดยนักวิจัยที่สถาบันภูมิแพ้และโรคติดเชื้อแห่งชาติสหรัฐ (National Institute of Allergy and Infectious Diseases, NIAID) โดยร่วมมือกับสถาบันอื่น ๆ รวมทั้งมหาวิทยาลัยเท็กซัส ออสติน[84]ลำดับ modRNA ประกอบด้วย

• 5′ cap[upper-alpha 2] หนึ่งส่วน
• 5′ untranslated region[upper-alpha 3] หนึ่งส่วนที่เป็นลำดับยีนอนุพัทธ์ของยีน "Hemoglobin, alpha 1" ในมนุษย์
• signal peptide[upper-alpha 4] หนึ่งส่วนที่เบส 55-102 โดยมีการแทนที่ด้วย proline 2 ตำแหน่ง (K986P และ V987P ซึ่งเรียกสั้น ๆ ว่า "2P") ซึ่งทำให้แสดงออกโปรตีนหนามโดยมีโครงร่างแบบก่อนที่จะทำให้เซลล์ติดเชื้อ (prefusion-stabilized conformation) จึงลดการรวมตัวเข้ากับเยื่อหุ้มเซลล์ เพิ่มการแสดงออกของโปรตีน และกระตุ้นให้เกิดสารภูมิต้านทานแบบกำจัดฤทธิ์ (neutralizing antibodies)[27]
• ลำดับยีนเต็มแต่ย่อสุด (codon-optimized) ที่เข้ารหัสลำดับยีนโปรตีนหนาม (spike portein) ของไวรัสโควิด-19 (เบส 103-3879)[27][84]
• three prime untranslated region[upper-alpha 5] หนึ่งส่วนที่เบส 3,880-4,174 ซึ่งรวมยีน AES และ mtRNR1 เพื่อเพิ่มการแสดงออกของโปรตีนและเพิ่มเสถียรภาพของเอ็มอาร์เอ็นเอ[89]
• poly (A) tail หนึ่งส่วนที่ประกอบด้วยเรซิดิวอะดีโนซีน 30 เรซิดิว, 10-nucleotide linker sequence และเรซิดิวอะดีโนซีนอื่นอีก 70 เรซิดิว อยู่ที่เบส 4,175-4,284[83]

ส่วนประกอบ

นอกเหนือจากโมเลกุลเอ็มอาร์เอ็นเอ วัคซีนมีส่วนประกอบ (ส่วนเติมเนื้อยา) ที่ไม่ออกฤทธิ์ดังนี้[12][90][91]

ส่วนประกอบ 4 อย่างแรกเป็นลิพิดซึ่งประกอบกับ modRNA รวมเป็นอนุภาคนาโน (nanoparticle)ส่วน ALC-0159 เป็น polyethylene glycol conjugate (คือลิพิดแบบ PEGylated)[92]

วัคซีนบรรจุในขวดที่ใช้ฉีดได้หลายโดสโดยมีสีขาวหรือออกขาว ๆ ปลอดเชื้อ ไร้สารกันบูด เป็นสารแขวนลอยแช่แข็ง เพื่อใช้ฉีดเข้ากล้ามเนื้อ[15][16]โดยต้องละลายจนถึงอุณหภูมิห้องแล้วทำให้เจือจางด้วยน้ำเกลือธรรมดาก่อนจะฉีด[16]