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        1. 邁安納(上海)儀器科技有限公司
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          LNP-mRNA遞送

          時間:2021/8/20閱讀:927
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          mRNA從開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)研究到現(xiàn)今為止已經(jīng)過去了七十多年,mRNA分子的不穩(wěn)定性和免疫原性已經(jīng)被大大改善,同時在一系列的應(yīng)用中都展現(xiàn)出了治療潛力。為了達(dá)到治療效果,mRNA分子必須達(dá)到特定的靶細(xì)胞,因此對于mRNA遞送材料是有一定要求的。


          用于mRNA傳遞的脂質(zhì)的發(fā)展


          脂質(zhì)是一種兩親性分子,包含三個結(jié)構(gòu)域:一個極性頭基,一個疏水尾部區(qū)域和一個連接體。已被研究用于mRNA遞送的脂質(zhì)包括陽離子脂質(zhì)、可電離脂質(zhì)及其他一些類型的脂質(zhì)。


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          用于mRNA傳遞的脂質(zhì)的發(fā)展


          陽離子脂質(zhì)


          陽離子脂質(zhì)是被研究探索商業(yè)化較多的脂質(zhì),例如基于epc的脂質(zhì)納米顆粒已被應(yīng)用于mRNA的腫瘤免疫治療;基于DOTAP的陽離子納米乳劑可以遞送抗病毒、細(xì)菌和寄生蟲感染藥物;DOTAP-聚合物混合納米顆??梢詡鬟fmRNA分子用于治療腫瘤疾病,傳染病和遺傳疾病。另外在DOTAP脂質(zhì)納米顆粒中加入碳酸鹽脂灰石,通過將纖維連接蛋白結(jié)合到脂質(zhì)納米顆粒上,可以進(jìn)一步提高傳遞效率,這種細(xì)胞粘附蛋白的方式可以加速細(xì)胞內(nèi)吞速率。


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          LNP-mRNA疫苗抗感染和癌癥的代表性臨床試驗


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          LNP-mRNA治療感染、癌癥和遺傳性疾病的代表性臨床試驗


          可電離脂質(zhì)




          另一種應(yīng)用較多的脂質(zhì)是可電離脂質(zhì)。在低pH值下會被質(zhì)子化,這使它們帶正電荷,但它們在生理pH值上保持中性??呻婋x脂質(zhì)的pH值敏感性有利于體內(nèi)mRNA的傳遞,因為中性脂質(zhì)與血細(xì)胞陰離子膜的相互作用較少,從而提高了脂質(zhì)納米顆粒的生物相容性,攜帶正電荷利于納米顆粒從內(nèi)體中逃逸。

          其他脂質(zhì)

          除了陽離子或可電離的脂質(zhì)外,LNP-mRNA配方還包含其他脂質(zhì)成分,如磷脂(如磷脂酰膽堿和磷脂酰乙醇胺)、膽固醇或聚乙二醇(PEG)功能化的脂質(zhì)(PEG-脂質(zhì))。這些脂質(zhì)可以提高納米顆粒的性質(zhì),如顆粒的穩(wěn)定性、傳遞效率、耐受性和生物分布。



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          用于mRNA傳遞的脂質(zhì)和脂質(zhì)衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)

          需要克服的內(nèi)部問題

          LNP-mRNA配方需要克服多個阻礙才能實現(xiàn)體內(nèi)有效表達(dá)。包括:
          1、需要保護(hù)mRNA在體液中免受核酸酶的降解。
          2、配方在全身給藥后應(yīng)逃避MPS的攔截和腎小球濾過的清除。
          3、LNP-mRNA系統(tǒng)需要到達(dá)靶組織,然后由靶細(xì)胞內(nèi)化。之后mRNA分子必須逃離內(nèi)含體到達(dá)細(xì)胞質(zhì),在那里發(fā)生翻譯。



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          a為LNP-mRNA配方在遞送過程中的障礙;b為LNP-mRNA的給藥途徑

          給藥途徑

          給藥途徑會影響LNP-mRNA配方的器官分布和治療結(jié)果等多個方面。給藥途徑通常取決于納米顆粒的性質(zhì)和治療適應(yīng)癥。在靜脈注射給藥后,許多脂質(zhì)納米顆粒可以在肝臟中積累,這可能會增加對mRNA疫苗的免疫反應(yīng)。例如,靜脈注射使用mRNA疫苗已被證明可誘導(dǎo)出更強的抗原特異性細(xì)胞毒性T細(xì)胞球。研究表明,LNP-mRNA疫苗可在耐受性良好時產(chǎn)生強大的免疫反應(yīng)。另外疫苗接種也可以通過鼻內(nèi)給藥來完成,因為外周淋巴結(jié)中的APCs可以很容易地接納藥物配方。

          關(guān)于臨床翻譯的注意事項

          LNP-mRNA配方需要根據(jù)疫苗和作為治療藥物的不同特性制作來達(dá)到期望的治療效果。主要需要考量的問題在于:1、GMP生產(chǎn);2、穩(wěn)定性和存儲;3、安全性。



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          LNP-mRNA作為COVID-19配方


          總結(jié)和展望

          mRNA技術(shù)和基于脂質(zhì)納米顆粒遞送系統(tǒng)的發(fā)展已成為對抗COVID-19的強大工具。根據(jù)臨床研究的經(jīng)驗教訓(xùn),LNP-mRNA配方可以被繼續(xù)改良。通過RNA工程可以進(jìn)一步提高mRNA分子的體內(nèi)翻譯效率。此外,具有電荷改變功能的可釋放轉(zhuǎn)運體和修飾的樹狀大分子可以在體內(nèi)外有效地傳遞mRNA分子。天然來源的外泌體和細(xì)胞膜也可以應(yīng)用于mRNA的遞送。不同器官和細(xì)胞的遞送可以通過調(diào)節(jié)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。脂質(zhì)納米顆粒的設(shè)計還應(yīng)考慮其生物降解性和多功能性。生物可降解的脂質(zhì)能夠從血漿和組織中快速清除脂質(zhì)納米顆粒,提高其安全性和耐受性。


          總之,mRNA在許多臨床試驗和臨床應(yīng)用中都顯示出了巨大的治療潛力。下一代脂質(zhì)納米顆粒和其他類型的遞送材料的發(fā)展將進(jìn)一步使基于mRNA的治療廣泛的疾病成為可能,在未來擁有更加廣闊的道路。






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