别再一个配方打天下:mRNA 递送系统,也该学会"量体裁衣"
同样是 mRNA 药物,做疫苗和治肝病,对递送系统的要求完全不同。但现实中,不少非疫苗应用仍在直接套用新冠疫苗的 LNP 配方,效果往往不理想。

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浙江大学药学院、良渚实验室刘帅教授团队在 Journal of Controlled Release 发表的研究给出了另一条思路:不去开发安全性未知的全新脂质,而是把已经过临床验证的 SM-102 平台拿来"量体裁衣",按应用场景定制配方。
不换脂质,只调两个变量
mRNA 的应用正从疫苗扩展到蛋白替代、基因编辑、细胞治疗和肿瘤免疫治疗:体外转染、静脉注射、肌肉注射,给药途径不同,对 LNP 的要求也各不相同。现状却是,FDA 批准的疫苗配方常被原样搬进非疫苗场景,效果打折;而开发全新可电离脂质虽然可能换来高效率,长期安全性未知,临床转化周期也长。 团队的策略介于两者之间:保留 SM-102 主架构,只系统调整两个变量——辅助磷脂选 DSPC 还是 DOPE,以及四种组分的摩尔比。由此构建两套配方库,用正交筛选加单因素精调,针对每种场景独立优化。所有优化配方的理化性质都保持良好:粒径 120~200 nm、分散度低、电位略负、包封率高——改变的是配比,品质没有打折。

图 1|应用导向的 LNP 定制策略总览:固定 SM-102 主架构,调整磷脂种类与摩尔比,按场景筛选
做过配方筛选的人都懂这种设计的"工作量"意味着什么:两套磷脂体系、多轮摩尔比梯度,体外细胞和体内多器官还要交叉验证,随便一轮同批对比就是五六组配方起步。很多团队不是没想法,而是想法卡在"一组一组换液、清洗、重跑"的排队里——慢还是其次,批次之间真出了差异,谁都说不清是配方的问题,还是操作的问题。
换个场景,好配方就换了
细胞工程方向选了两种代表细胞,结果截然相反。巨噬细胞 RAW 264.7 中,DSPC 体系更好:最优配方 B13(36.8% SM-102、13.8% DSPC、49.2% 胆固醇、0.2% PEG 脂质)的递送效率比原始配方高 25.6 倍,并在原代骨髓来源巨噬细胞中得到验证;卵巢癌细胞 IGROV1 中则是 DOPE 体系更好,最优配方 B9 比原始配方高 9.6 倍。机制上,巨噬细胞的效率主要由摄取量决定,DSPC 体系摄取更高;而 DOPE 的不饱和链更有利于膜融合和内体逃逸——哪种组分占优,取决于细胞本身。

图 2|最优配方的摩尔比组成(左、中)与文库整体转染活性对比(右)
静脉注射后,DSPC 体系整体优于 DOPE 体系,表达集中在肝脏和脾脏,调整配比还能进一步调节器官分布:B1 偏向脾脏表达,适合免疫相关应用;B4 偏向肝脏,比原始配方提高约 2.3 倍;B9 肝脾双高,适合多器官协同的策略。

图 3|静注后全身及离体器官的生物发光成像

图 4|肝脏荧光素酶表达定量
研究还观察到体外与体内结果不一致的情况:B1 和 B4 在细胞里表现相近,进入体内后器官分布却明显不同。这提示体外筛选可以缩小范围,但不能替代体内验证——真正拖研发进度的,往往不是想不出候选配方,而是每多验证一轮,制备就要多排一轮队。筛选设备的吞吐量,直接决定了配方迭代的速度。
肌注这一路,老配方被反超
肌肉注射的结果完全反过来:DOPE 体系显著占优,注射部位肌肉表达提高 17.7 倍,引流淋巴结递送提高 22.0 倍。局部表达高、淋巴引流快,正是疫苗应用需要的特征。用卵清蛋白(OVA)抗原 mRNA 验证:最优配方 DOPE-C12 肌注后,引流淋巴结中 CD4⁺/CD8⁺ T 细胞活化标志 CD69 升高,抗原提呈细胞 MHC-I 表达增强,IL-12p70 特异性升高,早期免疫激活更强。值得注意的是,目前上市的 mRNA 疫苗肌注配方均为 DSPC 体系——重新审视磷脂这个变量,可能为下一代疫苗留出提升空间。

图 5|肌注后注射部位与引流淋巴结的生物发光成像

图 6|肌注优选配方示意与摩尔比
安全性同样经得起检验:静脉和肌肉注射后,ALT、AST、CREA、UREA 在 6 小时一过性升高,24 小时回到对照水平,总体耐受性与临床验证过的原始 SM-102 配方相当。不同配方的炎症特征各有侧重:脾脏偏向的 B1 炎症因子谱较广,肝脏偏向的 B4 与原始配方相近,肌注优选配方的 IL-12p70 升高恰好契合疫苗需求——配方不仅决定递送效率,也塑造免疫特征。

图 7|静注与肌注后的血清细胞因子谱
这项研究把研发问题从"怎样把递送效率做得更高"换成了"哪个配方更匹配这个场景":先明确货物类型、给药途径、目标器官和免疫目标,再倒推配方。核心结果一表速览:

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