納米藥物制備系統(tǒng)

LNP-mRNA遞送

時(shí)間：2021/8/20閱讀：1018

mRNA從開創(chuàng)性發(fā)現(xiàn)研究到現(xiàn)今為止已經(jīng)過(guò)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(shí)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(duì)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(gè)結(jié)構(gòu)域：一個(gè)極性頭基，一個(gè)疏水尾部區(qū)域和一個(gè)連接體,。已被研究用于mRNA遞送的脂質(zhì)包括陽(yáng)離子脂質(zhì),、可電離脂質(zhì)及其他一些類型的脂質(zhì)。

用于mRNA傳遞的脂質(zhì)的發(fā)展

陽(yáng)離子脂質(zhì)

陽(yáng)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(yáng)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(guò)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,。

LNP-mRNA疫苗抗感染和癌癥的代表性臨床試驗(yàn)

LNP-mRNA治療感染、癌癥和遺傳性疾病的代表性臨床試驗(yàn)

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(huì)被質(zhì)子化,，這使它們帶正電荷，但它們?cè)谏韕H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?yàn)橹行灾|(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(yáng)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,。

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(gè)阻礙才能實(shí)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?yàn)V過(guò)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,。

a為L(zhǎng)NP-mRNA配方在遞送過(guò)程中的障礙；b為L(zhǎng)NP-mRNA的給藥途徑

給藥途徑

給藥途徑會(huì)影響LNP-mRNA配方的器官分布和治療結(jié)果等多個(gè)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?？梢栽诟闻K中積累，這可能會(huì)增加對(duì)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(qiáng)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(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫反應(yīng),。另外疫苗接種也可以通過(guò)鼻內(nèi)給藥來(lái)完成，因?yàn)橥庵芰馨徒Y(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(xiàng)

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(lái)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(chǔ)；3,、安全性,。

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(duì)抗COVID-19的強(qiáng)大工具。根據(jù)臨床研究的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),，LNP-mRNA配方可以被繼續(xù)改良,。通過(guò)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(yùn)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(lái)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(guò)調(diào)節(jié)脂質(zhì)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),。脂質(zhì)納米顆粒的設(shè)計(jì)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(yàn)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(lái)?yè)碛懈訌V闊的道路,。

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