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Medical Research

mRNA新冠疫苗掀起脂质纳米颗粒技术的研究高潮

发布时间：2021-05-10 11:14     文章来源：未知     作者：百替生物

mRNA是新冠疫苗中不可或缺的元素，这种遗传物质能够让我们自己身体中的细胞生成新冠病毒蛋白，激发免疫系统产生针对新冠病毒的免疫反应，在控制新冠疫情的蔓延和预防未来可能发生的感染起到了举足轻重的作用。
mRNA的新冠疫苗之所以能够在新冠病毒基因组序列发布后不到一年里就获得了成功，得益于研究人员在脂质纳米颗粒（LNP）递送技术上长达几十年的努力。脂质纳米颗粒不仅能保护mRNA，帮助它们进入人体细胞，更重要的是还能协助mRNA指导细胞生成病毒蛋白。可以说，没有它就没有现在的mRNA新冠疫苗。
在LNP的外围包裹着受到聚乙二醇修饰的脂质分子（PEGylated lipid），聚乙二醇（PEG）的修饰具有多种功能，它能够防止LNP聚集在一起，控制LNP颗粒的大小，并且在最初可以起到防止LNP被人体的免疫系统发现。此外，LNP中还包含着胆固醇和辅助脂质分子，协助构成LNP的完整结构。
LNP在碰到细胞膜时会被细胞吞入到细胞内形成称为内体（endosome）的囊泡。在细胞内部，内体的pH值会降低，同时，LNP的毒性也大大地降低，从而导致可离子化的脂质分子携带正电荷，改变LNP的构象，促使mRNA从内体中解脱出来，再与负责生产蛋白的核糖体结合并指导病毒蛋白的合成。
2018年，由Alnylam公司开发的RNAi疗法就使用了LNP技术递送来治疗遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变性（hATTR）患者。
辉瑞/BioNTech和Moderna新冠疫苗的成功激发了进一步优化LNP技术的热情。有效的LNP递送技术不但对新的mRNA疫苗开发非常关键，它还具有递送mRNA疗法、基因疗法，以及CRISPR基因编辑疗法的潜力。
近日，由诺贝尔化学奖得主Jennifer Doudna博士联合创建的Intellia Therapeutics公司宣布，该公司开发的LNP能够特异性地将CRISPR基因编辑疗法递送到骨髓中，从而增强对造血干细胞和骨髓细胞的基因编辑。该成果是在提高LNP递送效率和降低其毒性基础上，在靶向递送到人体特定组织和细胞方向的又一重大突破。
我们期待LNP技术在mRNA新冠疫苗开发方面的成功能够激发这一领域的进一步突破，促进mRNA疗法、基因疗法以及基因编辑疗法等多种创新治疗模式的开发。

参考资料：

[1] Without these lipid shells, there would be no mRNA vaccines for COVID-19. Retrieved April 27, 2021. DOI：pharmaceuticals/drug-delivery/Without-lipid-shells-mRNA-vaccines/99/i8

[2] Let’s talk about lipid nanoparticles. Retrieved April 27, 2021.  DOI：articles/s41578-021-00281-4

[3] Aldosari et al., (2021). Lipid Nanoparticles as Delivery Systems for RNA-Based Vaccines. Pharmaceutics.  DOI：10.3390/pharmaceutics13020206.

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