NJIT許曉陽教授、上海交大章雪晴教授 AFM: 脂質體-聚合物雜化納米結構基因遞送平臺用于可冷凍保存的DNA、mRNA新冠疫苗
2022-07-24 來源：高分子科技
新冠疫情導致全球性大流行病，對公共衛生和全球經濟造成災難性影響已感染超過 5 億人，導致全球超過 610 萬人死亡（根據世界衛生組織于 2022 年 4 月的數據）。通過各方不懈的研究與合作，新一代的核酸疫苗以創紀錄的方式被研發出來并及時地部署接種， 其中包括由Pfizer-BioNTech和Moderna開發的兩款mRNA脂質體納米粒（mRNA-LNP）新冠疫苗。這兩款mRNA-LNP疫苗能夠引發高水平的中和抗體滴度并且有著高達 95%的疫苗有效性，在預防 COVID-19上顯示出巨大潛力。盡管如此，這兩款mRNA-LNP新冠疫苗受到有限保存期和缺乏穩定性的限制，需要將它們保存在 -60 °C 至 -80 °C，以及 -15 °C 至-25°C的環境中，并且同時需要高成本的超冷鏈的運輸條件。目前，冷凍干燥技術已被應用于延長包括小分子藥物、疫苗和基于蛋白質的藥物在內的多種藥劑的保質期。在冷凍保護劑的作用下，冷凍干燥能夠溶劑對疫苗的水解作用并且能夠使其以干粉形式下長期儲存。由于目前的 mRNA-LNP 新冠疫苗全部都是儲存在水相溶液中的，因此，這增加了 mRNA 和 LNP 水解的作用從而導致疫苗的不穩定而失效。
近期，美國新澤西理工學院許曉陽教授團隊聯合上海交通大學藥學院章雪晴教授團隊開發出一類新型脂質體修飾的聚（β-氨基酯）命名為L-PBAE，并進一步與PLGA-PEG自組裝成“Particle-in-Particle”（PNP）新型PNP納米結構用于DNA和mRNA的體外與體內的遞送（圖1）。在眾多PNP 的納米材料庫中，研究人員證明了PNP/C12-PBAE作為性能最佳的納米粒子，能夠在體外和體內高效地遞送DNA和mRNA，并且呈現出增強的轉染效果、緩慢持續的DNA和mRNA的釋放和至少 12 個月在-20 °C的條件下凍干保存而不會損失轉染效率的出色穩定性（圖2）。在包裹刺突蛋白編碼的DNA和mRNA后，脂質體修飾的 PNP 新冠疫苗即使在 -20°C 凍干儲存 12 個月后，仍能在小鼠模型中成功引發刺突蛋白的特異性抗體和 Th1 型的T 細胞免疫反應（圖3）。這種新型脂質-聚合物雜化的 PNP 納米粒子系統為遞送DNA 和 mRNA提供了一種新的策略和方法，并且該遞送系統具有長期凍干儲存的能力。這項工作以“Lipid-polymer hybrid “Particle-in-Particle” nanostructure gene delivery platform explored for lyophilizable DNA and mRNA COVID-19 vaccines”為題發表在《Advanced Functional Materials》（IF=19.92）（DOI：10.1002/adfm.202204462）。該論文的第一作者為新澤西理工學院化工與材料系博士研究生李忠宇。
原文鏈接 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202204462
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（責任編輯：xu）
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