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摘要

脂質(zhì)納米藥物遞送系統(tǒng)是20世紀(jì)90年代逐漸發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型藥物遞送平臺(tái)，主要包括脂質(zhì)體、脂質(zhì)納米粒、膠束、核酸-脂質(zhì)復(fù)合物等。該系統(tǒng)在抗腫瘤、抗感染、疫苗和基因治療等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要的臨床應(yīng)用價(jià)值，尤其在核酸藥物遞送方面具有廣闊的應(yīng)用前景。本文系統(tǒng)闡述了脂質(zhì)納米藥物遞送系統(tǒng)的定義和分類(lèi)，概述其上市及在研藥物的發(fā)展現(xiàn)狀，探討了該系列技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與挑戰(zhàn)，并對(duì)未來(lái)研究方向進(jìn)行了展望?？傮w而言，脂質(zhì)納米藥物遞送系統(tǒng)在藥物遞送領(lǐng)域具有極大的開(kāi)發(fā)潛力。未來(lái)研究需致力于提升靶向遞送效率、改善安全性、推進(jìn)聯(lián)合治療策略等，以實(shí)現(xiàn)其在多種疾病治療領(lǐng)域更精準(zhǔn)、高效的應(yīng)用。

 

關(guān)鍵詞

脂質(zhì)體; 體內(nèi)過(guò)程; 脂質(zhì)納米粒; 核酸藥物; 疫苗

 

脂質(zhì)納米藥物遞送系統(tǒng)是利用脂質(zhì)或類(lèi)脂質(zhì)材料構(gòu)建的納米尺度遞藥系統(tǒng)，常見(jiàn)以磷脂、膽固醇和其他輔料包載藥物，尺寸約1~1000nm。相比于游離藥物，脂質(zhì)納米藥物具備多維度優(yōu)勢(shì)，包括增溶、改善藥物組織分布、降低藥物毒性、實(shí)現(xiàn)藥物緩/控釋放、增強(qiáng)藥物遞送效率等[1-2]。目前發(fā)展較為成熟的脂質(zhì)納米藥物遞送系統(tǒng)主要包括脂質(zhì)體(liposome)、脂質(zhì)納米粒(lipid nanoparticle，LNP)、膠束和核酸-脂質(zhì)復(fù)合物等。

脂質(zhì)體是一種具有磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)的納米級(jí)(通常50~200nm)載藥系統(tǒng)，將藥物包封于脂質(zhì)體的親水核心或嵌入磷脂雙分子層，分別用于負(fù)載水溶性或脂溶性藥物。目前脂質(zhì)體藥物已成功應(yīng)用于治療癌癥、抗感染和鎮(zhèn)痛等。LNP是由可電離脂質(zhì)、輔助磷脂、膽固醇和聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)化脂質(zhì)組成的納米顆粒(通常<200nm)，主要用于遞送核酸類(lèi)藥物[3]，已在mRNA疫苗[4]和siRNA藥物遞送中實(shí)現(xiàn)臨床應(yīng)用[5]。脂質(zhì)膠束(micelles)藥物目前僅有Limethason?(地塞米松棕櫚酸酯膠束)在日本上市應(yīng)用，其為膽汁酸鹽衍生物形成的天然脂質(zhì)膠束，特點(diǎn)為單層結(jié)構(gòu)，粒徑約20nm，用于淋巴靶向遞送[6]。其他類(lèi)型的脂質(zhì)納米藥物，例如非LNP類(lèi)脂質(zhì)復(fù)合物仍在特殊場(chǎng)景保有不可替代的價(jià)值。如Mepact作為脂質(zhì)包裹的免疫刺激劑，于2009年在歐盟獲批用于治療骨肉瘤[7]。

 

1 脂質(zhì)體藥物

脂質(zhì)體源于1961年英國(guó)科學(xué)家亞力克·邦漢姆(Alec Bangham)及其同事的偶然發(fā)現(xiàn)，磷脂分散于水性介質(zhì)中會(huì)自發(fā)形成封閉囊泡[8]。脂質(zhì)體是脂質(zhì)自組裝形成的單層或多層封閉中心水腔的閉合球體結(jié)構(gòu)，粒徑范圍從30nm到微米級(jí)。在水性環(huán)境中，磷脂分子在疏水相互作用力和其他分子間相互作用力的驅(qū)動(dòng)下，自發(fā)排列成脂質(zhì)體。膽固醇可促進(jìn)脂鏈堆積和雙分子層形成，降低雙分子層流動(dòng)性，減少水相包載的水溶性藥物跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，膽固醇還可減少脂質(zhì)體與體內(nèi)蛋白的相互作用，減少磷脂的流失，提高脂質(zhì)體穩(wěn)定性。自1971年以來(lái)，脂質(zhì)體技術(shù)快速發(fā)展，已先后上市了兩性霉素B、多柔比星、柔紅霉素、紫杉醇、長(zhǎng)春新堿、伊立替康、布比卡因、阿糖胞苷/柔紅霉素、阿米卡星等脂質(zhì)體產(chǎn)品[9]。

1.1 抗腫瘤脂質(zhì)體藥物

由于超過(guò)40%治療癌癥的小分子藥物在水中溶解度低[10]，而脂質(zhì)體能夠封裝藥物并提高其水溶性，降低藥物對(duì)正常組織的毒性，延長(zhǎng)藥物的停留時(shí)間，因此脂質(zhì)體技術(shù)廣泛應(yīng)用于抗癌藥物封裝[11]。如阿霉素(Doxorubicin)是一種蒽環(huán)類(lèi)抗生素，通過(guò)嵌入DNA抑制拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ，阻斷核酸合成，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。傳統(tǒng)劑型鹽酸阿霉素的心臟毒性和骨髓抑制等不良反應(yīng)顯著。第一個(gè)獲批上市的脂質(zhì)體制劑Doxil?(Caelyx)將阿霉素包載于脂質(zhì)體內(nèi)水相中，于1995年獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市，最初用于治療獲得性免疫缺陷綜合征相關(guān)的卡波西肉瘤，隨后逐漸拓展應(yīng)用于卵巢癌、多發(fā)性骨髓瘤、乳腺癌等[12]。相比于鹽酸阿霉素，脂質(zhì)體阿霉素(sLip/Dox)的優(yōu)勢(shì)包括以下2方面。①延長(zhǎng)藥物半衰期。脂質(zhì)體表面修飾的PEG結(jié)構(gòu)可顯著延長(zhǎng)藥物半衰期，并且理論上通過(guò)腫瘤的增強(qiáng)滲透和滯留效應(yīng)(enhanced permeability and retention effect，EPR effect)增加腫瘤局部藥物濃度，進(jìn)而提升抗腫瘤效果。②安全性改善。脂質(zhì)體封裝減少心臟部位的阿霉素藥物蓄積，顯著降低心肌毒性[13]，提高藥物耐受劑量，尤其適合老人或心臟功能不佳患者[14]。

以阿霉素脂質(zhì)體為里程碑，隨后其他抗腫瘤脂質(zhì)體藥物發(fā)展迅速。非PEG化脂質(zhì)體阿霉素(Myo cet)于2000年在歐洲獲批，用于轉(zhuǎn)移性乳腺癌，心臟毒性較鹽酸多柔比星脂質(zhì)體(Doxil?)更低，但其無(wú)PEG修飾，半衰期較短[15]。同樣包載蒽環(huán)類(lèi)抗生素的柔紅霉素脂質(zhì)體(DaunoXome)適用于獲得性免疫缺陷綜合征相關(guān)的卡波西肉瘤，比游離柔紅霉素心臟毒性更低[16]。柔紅霉素/阿糖胞苷脂質(zhì)體(Vyxeos)適用于急性髓系白血病，該制劑的特點(diǎn)是含有雙重藥物，提高抗腫瘤療效并降低耐藥性[17]。長(zhǎng)春新堿脂質(zhì)體(Marqibo)適用于復(fù)發(fā)性或難治性急性淋巴細(xì)胞白血病，其優(yōu)勢(shì)是能夠克服傳統(tǒng)長(zhǎng)春新堿的神經(jīng)毒性，并且允許更高劑量給藥[18]。伊立替康脂質(zhì)體(Onivyde)用于轉(zhuǎn)移性胰腺癌，可延長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間，減少腹瀉和骨髓抑制[19]。紫杉醇脂質(zhì)體(Lipusu/力樸素)適用于卵巢癌、乳腺癌[20]、非小細(xì)胞肺癌[21]，可降低傳統(tǒng)紫杉醇制劑的超敏反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)[22]。目前處于臨床研究階段的化療脂質(zhì)體藥物包括: 順鉑脂質(zhì)體[23-24]、奧沙利鉑脂質(zhì)體(MBP426)[25]、拓?fù)涮婵抵|(zhì)體(FF-10850)[26]、吉西他濱脂質(zhì)體(FF-10832)[27]等。

1.2 抗微生物脂質(zhì)體藥物

在微生物致病情況下，脂質(zhì)體通過(guò)包裹抗生素、抗真菌或抗病毒藥物，提高藥物的靶向性、降低毒性，并降低耐藥性。兩性霉素B脂質(zhì)體(AmBi-some?)是一種多烯類(lèi)抗真菌藥，適用于侵襲性真菌感染(如念珠菌病、曲霉病、隱球菌性腦膜炎等)。作為全球首個(gè)納米脂質(zhì)體藥物，AmBisome?顯著降低傳統(tǒng)兩性霉素B的腎毒性，并通過(guò)脂質(zhì)體靶向遞送至網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，提高感染部位藥物濃度，適用于免疫抑制患者[如人類(lèi)免疫缺陷病毒(human immu nodeficiency virus，HIV)/獲得性免疫缺陷綜合征(acquired immunodeficiency syndrome，AIDS)、化療后真菌感染][28]。2018年美國(guó)FDA批準(zhǔn)首個(gè)吸入型脂質(zhì)體抗生素阿米卡星脂質(zhì)體(Arikayce?)，用于難治性非結(jié)核分枝桿菌肺病，尤其是鳥(niǎo)胞內(nèi)分枝桿菌復(fù)合體感染[29]。作為吸入式脂質(zhì)體，Arikayce?可直接被遞送至肺部，減少全身毒性(如耳毒性、腎毒性)，并且在肺泡巨噬細(xì)胞中持續(xù)釋放，延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間[30]。

目前臨床在研的抗微生物脂質(zhì)體藥物包括: 萬(wàn)古霉素脂質(zhì)體(LV-01，LipoMedix公司)[31]、環(huán)丙沙星脂質(zhì)體(Pulmaquin?，Aradigm Corporation)[32]、慶大霉素脂質(zhì)體[33]等。

1.3 鎮(zhèn)痛脂質(zhì)體藥物

鎮(zhèn)痛脂質(zhì)體藥物將鎮(zhèn)痛藥物裝載在脂質(zhì)體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)藥物的緩控釋放和靶向遞送，旨在提高鎮(zhèn)痛效果，減少給藥次數(shù)并降低不良反應(yīng)。2011年美國(guó)FDA批準(zhǔn)了布比卡因脂質(zhì)體(Exparel?)[34]，該方式采用DepoFoam?(encapsulation of drugs into multive sicular liposomes)的多囊脂質(zhì)體技術(shù)，將布比卡因的鎮(zhèn)痛時(shí)間從普通的6~8h延長(zhǎng)至72h左右，顯著改善了術(shù)后疼痛管理，減少了對(duì)阿片類(lèi)藥物的依賴。布比卡因脂質(zhì)體在臨床上廣泛應(yīng)用于各種外科手術(shù)的術(shù)后鎮(zhèn)痛，如骨科關(guān)節(jié)置換、腹部手術(shù)、乳腺手術(shù)等。2022年我國(guó)批準(zhǔn)了首款布比卡因脂質(zhì)體注射液(艾恒平?，恒瑞醫(yī)藥公司)，隨后科倫藥業(yè)的鹽酸布比卡因注射液(布瑞科?)也獲批并新增了適應(yīng)證，標(biāo)志著該技術(shù)在中國(guó)落地。近期我國(guó)的布比卡因脂質(zhì)體產(chǎn)品陸續(xù)獲批用于更多的區(qū)域神經(jīng)阻滯適應(yīng)證，如收肌管阻滯和腘窩坐骨神經(jīng)阻滯，為骨科下肢手術(shù)提供了更精準(zhǔn)的長(zhǎng)效鎮(zhèn)痛方案。除了布比卡因，也有研究探索其他鎮(zhèn)痛藥物的脂質(zhì)體制劑，如硫酸嗎啡脂質(zhì)體注射液(DepoDur?)曾用于術(shù)后鎮(zhèn)痛[35]，但目前已鮮少使用。

1.4 脂質(zhì)體關(guān)鍵體內(nèi)過(guò)程

1.4.1 肝內(nèi)分布與轉(zhuǎn)運(yùn)

與小分子藥物不同，脂質(zhì)納米藥物體內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程極為復(fù)雜，與體內(nèi)生物介質(zhì)、靶點(diǎn)、細(xì)胞等存在復(fù)雜相互作用，尤其是與機(jī)體免疫系統(tǒng)相互作用導(dǎo)致其體內(nèi)性能異于體外設(shè)計(jì)預(yù)期，嚴(yán)重阻礙其臨床精準(zhǔn)用藥及產(chǎn)品轉(zhuǎn)化。肝臟是靜脈注射脂質(zhì)納米藥物最為重要的分布器官。近期，筆者團(tuán)隊(duì)研究證明庫(kù)普弗細(xì)胞主導(dǎo)PEG化脂質(zhì)體阿霉素肝內(nèi)過(guò)程。游離阿霉素可規(guī)避庫(kù)普弗細(xì)胞捕獲、經(jīng)肝竇內(nèi)皮窗孔直接進(jìn)入肝實(shí)質(zhì)。而PEG化脂質(zhì)體包封促進(jìn)庫(kù)普弗細(xì)胞對(duì)藥物捕獲，隨后脂質(zhì)體降解，游離阿霉素釋放至胞外，隨后轉(zhuǎn)運(yùn)至肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞(見(jiàn)圖1A)，且在肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞中沿中央靜脈周至門(mén)靜脈周呈帶狀遞減分布特征(見(jiàn)圖1B)。在機(jī)體預(yù)存抗PEG抗體條件下，或伴隨脂質(zhì)體粒徑增加，庫(kù)普弗細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)體阿霉素捕獲增加，導(dǎo)致阿霉素在肝實(shí)質(zhì)中蓄積增加，表明脂質(zhì)體藥物肝內(nèi)過(guò)程中“庫(kù)普弗細(xì)胞捕獲-肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞蓄積”調(diào)控軸的存在[36]。此外，在肝臟不同生理/病理狀態(tài)下，脂質(zhì)納米藥物的肝內(nèi)過(guò)程亦存在明顯差異，例如: 對(duì)于不同周齡荷瘤小鼠(6~8周齡年輕鼠，以及50~60周齡老年鼠)，脂質(zhì)體阿霉素瘤內(nèi)分布量與肝內(nèi)蓄積量的比值，老年鼠體內(nèi)明顯高于年輕鼠，并且給藥后對(duì)老年鼠抑瘤效果更佳，可能原因在于老年鼠肝臟巨噬細(xì)胞的清道夫受體表達(dá)下降，對(duì)脂質(zhì)體阿霉素捕獲減少，這一現(xiàn)象在非人靈長(zhǎng)類(lèi)及人體內(nèi)均存在[37]。

 

1.4.2 加速血液清除現(xiàn)象

加速血液清除(accelerated blood clearance，ABC)效應(yīng)是指當(dāng)脂質(zhì)體(尤其是PEG化脂質(zhì)體)重復(fù)注射時(shí)，第二次及后續(xù)注射的脂質(zhì)體會(huì)被免疫系統(tǒng)快速清除，導(dǎo)致其血液循環(huán)時(shí)間顯著縮短的現(xiàn)象[38-39]。同時(shí)，補(bǔ)體激活可能增加過(guò)敏反應(yīng)(如輸液反應(yīng))發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[40]。吳爾燦團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)考察了PEG化脂質(zhì)體在小鼠[41]、大鼠和犬3種常用實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中的體內(nèi)代謝特征[42]。研究發(fā)現(xiàn)，相較于嚙齒類(lèi)動(dòng)物，犬表現(xiàn)出更顯著的加速血液清除現(xiàn)象(見(jiàn)圖2A~圖2C)和超敏反應(yīng)(見(jiàn)圖2D)。抗PEG IgM和補(bǔ)體系統(tǒng)共同調(diào)控sLip的清除過(guò)程(見(jiàn)圖2E~圖2G)，而物種間的補(bǔ)體差異是導(dǎo)致種屬差異的關(guān)鍵因素(見(jiàn)圖2)。研究認(rèn)為，小型動(dòng)物補(bǔ)體匱乏，導(dǎo)致脂質(zhì)納米藥物的不良反應(yīng)被忽視。

1.5 脂質(zhì)體載體相關(guān)不良反應(yīng)與對(duì)策

相比于游離藥物，脂質(zhì)體藥物在臨床應(yīng)用中產(chǎn)生了新增或加重的不良反應(yīng)，包括輸注反應(yīng)、手足綜合征(palmar-plantar erythrodysesthesia，PPE)、口腔炎、皮疹等。輸注反應(yīng)通常在第一次輸注時(shí)發(fā)生，癥狀包括潮紅、氣短、呼吸困難、胸悶、背痛、胸痛、低血壓或發(fā)熱畏寒，其嚴(yán)重程度可從輕微到危及生命。研究發(fā)現(xiàn)，輸注反應(yīng)可能與脂質(zhì)體顆粒激活補(bǔ)體系統(tǒng)，引發(fā)補(bǔ)體相關(guān)假性過(guò)敏反應(yīng)(complement activa-tion-related pseudoallergy，CARPA)有關(guān)[43]。其預(yù)防策略可采取緩慢輸注方式，如多柔比星脂質(zhì)體首次輸注需60min以上。對(duì)于發(fā)生反應(yīng)的患者可暫停輸注，使用抗組胺藥(如苯海拉明)、皮質(zhì)激素(如地塞米松)或退燒藥處理后，以更慢的速度重新開(kāi)始輸注。

PPE又名掌跖紅腫疼痛綜合征，是多種脂質(zhì)體藥物(例如多柔比星脂質(zhì)體、伊立替康脂質(zhì)體)的劑量限制性毒性癥狀[44]。PPE在臨床上表現(xiàn)為手腳部位出現(xiàn)紅斑、腫脹、脫屑、麻木、刺痛感和劇烈疼痛，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響行走和抓握?；颊邞?yīng)加強(qiáng)手部腳部護(hù)理，冰敷、避免過(guò)熱水和頻繁摩擦，臨床上采用地塞米松或抗組胺藥進(jìn)行預(yù)防。然而脂質(zhì)體藥物在皮膚組織的滲出機(jī)制尚未完全明確。近期，筆者團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)中性粒細(xì)胞通過(guò)補(bǔ)體受體3(CD11b/CD18)識(shí)別脂質(zhì)體表面沉積的補(bǔ)體成分C3片段(iC3b，補(bǔ)體激活后產(chǎn)生活性片段)，以捕獲脂質(zhì)體; 脂質(zhì)體的攝取反向激活了中性粒細(xì)胞，誘導(dǎo)CD11b上調(diào)，并增強(qiáng)了中性粒細(xì)胞從毛細(xì)血管外滲的能力(見(jiàn)圖3A~圖3B)。利用補(bǔ)體抑制劑CRIg-L-FH或調(diào)節(jié)脂質(zhì)體中mPEG-DSPE化學(xué)結(jié)構(gòu)以阻斷補(bǔ)體激活，均可顯著減少中性粒細(xì)胞對(duì)脂質(zhì)體的攝取(見(jiàn)圖3C)，減輕脂質(zhì)體在皮膚中蓄積(見(jiàn)圖3D~圖3F)。該研究證實(shí)了中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的脂質(zhì)體外滲途徑，并為脂質(zhì)體藥物治療期間出現(xiàn)的嚴(yán)重皮膚毒性提供了潛在的解決方案[45]。

 

 

2 LNP

2.1 LNP的結(jié)構(gòu)

狹義上的LNP通常由4種或以上成分組成一個(gè)(單層)或多個(gè)(多層)磷脂層組成球形顆粒，其組分包括: 可電離脂質(zhì)、輔助脂質(zhì)、膽固醇和PEG化脂質(zhì)。LNP的可電離脂質(zhì)頭基與負(fù)電荷核酸靜分子相互作用，形成反向膠束小囊泡，進(jìn)一步與外層脂質(zhì)疏水鏈相互作用，形成類(lèi)似雙分子層的結(jié)構(gòu)[46]。在近中性生理pH條件下，可電離脂質(zhì)不帶電荷，因而減少與非靶細(xì)胞的陰離子膜相互作用。當(dāng)LNP進(jìn)入內(nèi)涵體，可電離脂質(zhì)質(zhì)子化，從而破壞內(nèi)涵體膜的穩(wěn)定性并促進(jìn)核酸分子逃逸。磷脂在顆粒形成過(guò)程中穩(wěn)定LNP結(jié)構(gòu)，并在內(nèi)涵體逃逸中發(fā)揮作用[47]。膽固醇或其衍生物通過(guò)調(diào)節(jié)膜完整性和剛性以穩(wěn)定顆粒，并影響遞送效率和顆粒的生物分布。PEG-脂質(zhì)提升LNP穩(wěn)定性并延長(zhǎng)血液循環(huán)時(shí)間發(fā)揮作用，為顆粒提供空間位阻，減小其尺寸并防止聚集[48]。

2.1.1 可電離脂質(zhì)

可電離脂質(zhì)減少了永久性陽(yáng)離子的毒性，同時(shí)保留了LNP的有效轉(zhuǎn)染效率。從結(jié)構(gòu)上，可電離脂質(zhì)一般含有可質(zhì)子化氨基(如二甲氨基、哌嗪等); 疏水尾鏈，如不飽和烴鏈(油?；?、亞油?；?以增強(qiáng)膜流動(dòng)性; 連接鍵，如酯鍵、醚鍵或可響應(yīng)性降解基團(tuán)(影響穩(wěn)定性和毒性)。

可電離脂質(zhì)本身可能兼具靶向功能。有研究表明，尾部含有酯鍵的O系列脂質(zhì)類(lèi)物質(zhì)傾向于將mRNA傳遞至肝臟，而含酰胺鍵的N系列LNP在全身給藥后將mRNA高效遞送至肺部[49]。通過(guò)改變N系列LNP的脂質(zhì)頭部結(jié)構(gòu)，甚至可以針對(duì)不同的肺細(xì)胞亞群進(jìn)行靶向[50]。李翀課題組開(kāi)發(fā)了一種長(zhǎng)春西汀衍生的可離子化脂質(zhì)體納米粒，能夠成功包載siRNA、mRNA或小分子藥物遞送至腦內(nèi)，用于治療阿爾茨海默病、腦腫瘤和感染等腦部疾病[51]。該團(tuán)隊(duì)還報(bào)告了一種基于原小檗堿型生物堿的四氫異喹啉結(jié)構(gòu)的可電離脂質(zhì)庫(kù)，通過(guò)多巴胺D3受體介導(dǎo)的內(nèi)吞作用，提高跨血腦屏障的滲透性，在阿爾茨海默病、膠質(zhì)瘤和隱球菌性腦膜炎的小鼠模型中顯示出治療潛力[52]。

另一方面，可電離脂質(zhì)還可具有免疫刺激或佐劑效應(yīng)。傳統(tǒng)的佐劑主要通過(guò)引起局部炎癥、招募免疫細(xì)胞來(lái)激活免疫系統(tǒng)。LNP-mRNA疫苗除了mRNA本身編碼抗原刺激免疫系統(tǒng)，LNP外殼自身可激活先天免疫系統(tǒng)，發(fā)揮佐劑作用。研究發(fā)現(xiàn)，DLin-MC3-DMA構(gòu)成的LNP能高效激活TLR4通路，其效力甚至與某些傳統(tǒng)的TLR4激動(dòng)劑佐劑相當(dāng)，證明可電離脂質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)與其免疫刺激活性直接相關(guān)[53]。

2.1.2 LNP第五組分

2.1.2.1 靶向功能組分

為開(kāi)發(fā)能夠避開(kāi)肝臟傾向性的LNP，研究者通過(guò)直接篩選可電離陽(yáng)離子脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)，或添加多肽、抗體和蛋白質(zhì)等靶向基團(tuán)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。Daniel Anderson團(tuán)隊(duì)通過(guò)高通量合成了大量可生物降解的可電離LNP，篩選出高效介導(dǎo)肺部mRNA遞送和基因編輯的先導(dǎo)LNP[54]。北京大學(xué)苗蕾團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種含有熊果酸(ursolic acid，UA)的新型LNP，能激活V-ATP酶，顯著提升mRNA在肺部的遞送效率并降低炎癥反應(yīng)，成功應(yīng)用于動(dòng)物模型的慢性肺病治療[55]。Daniel Siegwart團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種選擇性器官靶向(selective organ targeting，SORT)策略，用于調(diào)節(jié)LNP的組織分布，通過(guò)額外添加一種輔料-SORT分子，即第五種帶電脂質(zhì)(如陽(yáng)離子DOTAP或陰離子18PA)，主動(dòng)引導(dǎo)LNP到特定器官(肺臟、脾臟等)[56]。

在開(kāi)發(fā)靶向型LNP中，人們對(duì)納米粒子與生物成分之間的相互作用了解有限，難以預(yù)測(cè)其在體內(nèi)的靶向行為。蛋白冠(protein corona，PC)能夠改變納米顆粒的表面特性，并顯著影響納米粒與器官和細(xì)胞之間的相互作用[57]。上?？萍即髮W(xué)李劍峰團(tuán)隊(duì)揭示了可電離脂質(zhì)的三條尾部結(jié)構(gòu)對(duì)肺靶向性的關(guān)鍵作用，并發(fā)現(xiàn)富含RGD序列的蛋白冠(如纖維蛋白原、纖連蛋白)是肺靶向的重要決定因素[58]。最近清華大學(xué)高華健團(tuán)隊(duì)[59]提出了一個(gè)名為肽編碼器官選擇性靶向(peptide-encoded organ-selective targeting，POST)的巧妙策略，通過(guò)篩選一個(gè)由18種不同“郵編”(短肽)組成的文庫(kù)。研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn): 當(dāng)LNP表面標(biāo)記3個(gè)精氨酸(R)組成的短肽(3R-LNP)時(shí)，mRNA藥物可精準(zhǔn)地遞送至肝臟; 當(dāng)標(biāo)記6個(gè)精氨酸(6R-LNP)時(shí)，藥物主要被遞送至肺部; 而標(biāo)記6個(gè)天冬氨酸(6D-LNP)時(shí)，脾臟則成為主要靶點(diǎn)。進(jìn)一步研究證明上述多肽修飾LNP的靶向性和其蛋白冠成分密切相關(guān)，因此蛋白冠的精準(zhǔn)調(diào)控將成為控制LNP體內(nèi)靶向性的重要策略。

2.1.2.2 佐劑功能組分

LNP疫苗中添加的佐劑功能組分主要分為以下3類(lèi)。①mRNA佐劑。將編碼免疫刺激蛋白的佐劑mRNA與抗原mRNA共同封裝在同一個(gè)LNP中，或分別封裝在相同的LNP里共同注射。佐劑mRNA包括細(xì)胞因子、共刺激分子等[60-61]。②內(nèi)置免疫刺激劑。許多新型可電離脂質(zhì)具有內(nèi)在的免疫刺激活性，可以優(yōu)先被抗原呈遞細(xì)胞攝取，并通過(guò)激活Toll樣受體4等模式識(shí)別受體刺激先天免疫[62]。③添加佐劑分子。將已知的經(jīng)典分子佐劑直接摻入LNP的脂質(zhì)雙層中[63]，精準(zhǔn)遞送到免疫細(xì)胞，極大增強(qiáng)其效力并降低全身毒性。

除此之外，外源性或異常定位mRNA本身可以被免疫細(xì)胞內(nèi)的TLR7/TLR8識(shí)別為“危險(xiǎn)信號(hào)”，TLR7主要識(shí)別富含鳥(niǎo)苷/尿苷的序列，而TLR8則對(duì)寡核糖核苷酸敏感。一旦結(jié)合，會(huì)觸發(fā)MyD88依賴的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，最終激活轉(zhuǎn)錄因子如NF-κB和IRF7。這不僅能強(qiáng)烈誘導(dǎo)Ⅰ型干擾素(如IFN-α和IFN-β)的產(chǎn)生，還會(huì)促發(fā)促炎性細(xì)胞因子(如TNF-α、IL-6)的釋放，從而啟動(dòng)廣泛的抗病毒免疫狀態(tài)。mR-NA本身的佐劑功能扮演著“雙刃劍”的角色。一方面，其能夠有效增強(qiáng)疫苗引發(fā)的免疫應(yīng)答，提升保護(hù)效果; 但另一方面，在蛋白質(zhì)替代療法中，非預(yù)期的免疫激活會(huì)抑制目標(biāo)蛋白的表達(dá)，并可能引發(fā)非必要的炎癥反應(yīng)[64]。為此，科學(xué)家們通過(guò)核苷酸修飾(如用假尿苷替代尿苷)、序列工程優(yōu)化(減少富含U的模體)以及使用高效遞送系統(tǒng)來(lái)精確控制mRNA的胞內(nèi)定位，從而巧妙地規(guī)避或利用這一天然免疫識(shí)別途徑，以使LNP-mRNA適用于不同的治療場(chǎng)景。

2.2 LNP的應(yīng)用

自2020年以來(lái)，LNP因在新型冠狀病毒疫苗(COVID-19mRNA)中的成功應(yīng)用而備受關(guān)注，是mRNA技術(shù)大范圍應(yīng)用的重要里程碑。此外，針對(duì)流感病毒、巨細(xì)胞病毒和晚期黑色素瘤的mRNA疫苗處于臨床試驗(yàn)階段。根據(jù)遞送核酸藥物的種類(lèi)和用途，將LNP藥物分為以下3類(lèi): LNP-mRNA(包括病毒疫苗、蛋白替代藥物、癌癥疫苗等)、LNP-siRNA和LNP-基因編輯藥物[65-66]，見(jiàn)圖4。

2.2.1 LNP-mRNA

2.2.1.1 LNP-mRNA病毒疫苗

傳統(tǒng)疫苗通過(guò)遞送滅活或減毒的病原體或其特異性抗原成分，刺激機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答，產(chǎn)生對(duì)病原體的預(yù)防作用。然而其生產(chǎn)速度慢，難以適應(yīng)病毒變異迅速，在應(yīng)對(duì)突發(fā)大型公共感染事件中優(yōu)勢(shì)不足。LNP-mRNA通過(guò)將病原體的有效mRNA遞送到宿主體內(nèi)，翻譯產(chǎn)生抗原蛋白，觸發(fā)機(jī)體的免疫保護(hù)機(jī)制。相比于傳統(tǒng)疫苗，LNP-mRNA生產(chǎn)速度快，可迅速應(yīng)對(duì)病原體變異，比減毒疫苗具有更高的安全性。

首款LNP-mRNA疫苗是2021年針對(duì)新型冠狀病毒開(kāi)發(fā)的Comirnaty(輝瑞/BioNTech公司)，采用ALC-0315作為可電離脂質(zhì)，疫苗保護(hù)有效率超過(guò)90%[67]。2022年Moderna公司推出的新型冠狀病毒疫苗Spikevax(mRNA-1273)，以SM-102為可電離脂質(zhì)，保護(hù)效力約94.5%，較輝瑞疫苗更易運(yùn)輸[68]。Moderna公司新一代mNEXSPIKE(mRNA-1283)于2025年6月獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)，適用于65歲及以上成人及12~64歲高風(fēng)險(xiǎn)人群，劑量?jī)H為Spikevax的1/5。其優(yōu)勢(shì)是儲(chǔ)存條件更為寬松、穩(wěn)定性更高[69]。國(guó)產(chǎn)LNP-mRNA新型冠狀病毒疫苗度恩泰?(Du venTed，DYNE-201，2024)是我國(guó)首個(gè)完全獲批的國(guó)產(chǎn)新型冠狀病毒mRNA疫苗[70]。Kostaive(ARCT154)作為全球首個(gè)獲批的自擴(kuò)增mRNA(sa-mRNA)疫苗，可在體內(nèi)擴(kuò)增mRNA，增強(qiáng)免疫反應(yīng)，并且抗體持久性達(dá)12個(gè)月。Kostaive的自擴(kuò)增技術(shù)代表了mRNA疫苗的下一代發(fā)展方向[71]。

其他傳染病疫苗包括: Moderna公司的mRNA1010(Ⅲ期臨床)，針對(duì)流感病毒LNP遞送編碼流感病毒HA蛋白的mRNA[72]; RSV疫苗mRNA-1345(Moderna公司，Ⅲ期臨床)，針對(duì)呼吸道合胞病毒，LNP遞送預(yù)融合F蛋白mRNA[73]。另外有HIV/EB病毒(Epstein-Barr virus，EBV)疫苗處于多項(xiàng)早期臨床研究進(jìn)行中。

由mRNA誘導(dǎo)的瞬時(shí)蛋白表達(dá)的應(yīng)用遠(yuǎn)不止傳染病疫苗，在癌癥疫苗、蛋白質(zhì)替代療法和罕見(jiàn)遺傳病的基因編輯組件等方面也具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

2.2.1.2 LNP-mRNA蛋白質(zhì)替代療法

LNP-mRNA蛋白質(zhì)替代療法是通過(guò)編碼特定功能蛋白的mRNA，利用LNP遞送系統(tǒng)進(jìn)入細(xì)胞，在體內(nèi)表達(dá)目標(biāo)蛋白，以治療因蛋白質(zhì)缺失或功能缺陷引起的疾病。相較于傳統(tǒng)重組蛋白療法，LNP-mRNA可快速生產(chǎn)，mRNA序列可靈活設(shè)計(jì)，研發(fā)周期短; 實(shí)現(xiàn)蛋白內(nèi)源性表達(dá)，直接在患者細(xì)胞內(nèi)合成功能蛋白，更接近天然生理狀態(tài); 適用范圍廣，可靶向難以用傳統(tǒng)方法治療的罕見(jiàn)病、代謝疾病等。目前研究主要集中在以下領(lǐng)域。①遺傳性代謝疾病。如Moderna公司的mRNA-3705(Ⅰ/Ⅱ期臨床)通過(guò)編碼甲基丙二酰輔酶A變位酶，恢復(fù)甲基丙二酸血癥患者的代謝功能[66]。同時(shí)，Moderna公司開(kāi)發(fā)的針對(duì)苯丙酮尿癥的mRNA-3210(編碼苯丙氨酸羥化酶)已完成了臨床前研究，并建立了藥動(dòng)學(xué)/藥效學(xué)(pharmacokinet-ics/pharmacodynamic，PK/PD)模型，用于預(yù)測(cè)首次人體試驗(yàn)的起始劑量，為進(jìn)入臨床試驗(yàn)做準(zhǔn)備。②血液病與凝血障礙疾病。輝瑞/BioNTech公司的Fitusiran靶向抗凝血酶用于治療血友病[74]。Moderna公司開(kāi)發(fā)了針對(duì)治療Ⅰ型糖原貯積病的mRNA3745，目前處于臨床前階段。③肺部疾病。如囊性纖維化: 編碼CFTR(囊性纖維化跨膜傳導(dǎo)調(diào)節(jié)因子)蛋白的mRNA療法(Translate Bio公司的MRT-5005)[75]。④肝臟疾病。筆者團(tuán)隊(duì)針對(duì)肝豆?fàn)詈俗冃约膊￠_(kāi)發(fā)了肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞靶向性LNP，用于遞送編碼ATP酶銅轉(zhuǎn)運(yùn)β蛋白(ATPase copper transporting beta，ATP7B)的mRNA，已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段[76]。其他研究者針對(duì)急性間歇性卟啉癥的mRNA療法(編碼δ-氨基乙酰丙酸合酶1，ALAS1)目前仍在探索中[77]。

2.2.1.3 LNP-mRNA癌癥疫苗

LNP-mRNA癌癥疫苗通過(guò)引導(dǎo)機(jī)體免疫系統(tǒng)特異性識(shí)別并攻擊腫瘤細(xì)胞[78]，包括共享抗原疫苗和個(gè)體化新抗原疫苗。共享抗原疫苗(shared antigen vaccines)是指針對(duì)在特定癌癥類(lèi)型中廣泛表達(dá)的腫瘤相關(guān)抗原。這類(lèi)疫苗可“現(xiàn)貨供應(yīng)”，但可能因免疫耐受而效果受限。如BNT111(BioNTech SE公司)的抗原靶點(diǎn)是編碼4種黑色素瘤相關(guān)抗原，用于治療晚期黑色素瘤，目前處于Ⅱ期臨床試驗(yàn)[79]。其他臨床前/早期臨床靶點(diǎn)包括: ①前列腺癌疫苗，通過(guò)靶向PSCA、PSMA、STEAP1等抗原的mRNA疫苗已在臨床前模型中誘導(dǎo)強(qiáng)大免疫反應(yīng)[80]; ②卵巢癌疫苗，通過(guò)靶向NY-ESO-1、間皮素(mesothelin)等[81]; ③乳腺癌疫苗，靶向HER2，hTERT等[82]。

個(gè)體化新抗原疫苗(personalized neoantigen vaccines，PNV)是目前最受關(guān)注的方向。通過(guò)對(duì)患者腫瘤組織進(jìn)行測(cè)序，識(shí)別由腫瘤特異性突變產(chǎn)生的新抗原，并為其量身定制mRNA疫苗[83]。該類(lèi)疫苗高度個(gè)體化，免疫原性強(qiáng)。mRNA-4157(V940，Moder-na&Merck公司)是當(dāng)前最領(lǐng)先的mRNA癌癥疫苗項(xiàng)目[84]，根據(jù)每位患者腫瘤的獨(dú)特突變特征，編碼最多34種特異性新抗原的單個(gè)合成mRNA分子，應(yīng)用于輔助治療高風(fēng)險(xiǎn)黑色素瘤等實(shí)體瘤(Ⅲ期臨床試驗(yàn))。與mRNA-4157類(lèi)似，BNT122(BNT&Genentech/Roche公司)也是一種個(gè)體化新抗原疫苗，應(yīng)用于治療胰腺導(dǎo)管腺癌和黑色素瘤等[85](Ⅱ期臨床試驗(yàn))。另外CV9104(CureVac AG公司)編碼了6種抗原，用于治療前列腺癌。

總之，LNP-mRNA癌癥疫苗已在臨床研究中展現(xiàn)出巨大潛力，與免疫檢查點(diǎn)抑制劑的聯(lián)用是當(dāng)前的主流策略。mRNA-4157和BNT122等先鋒項(xiàng)目正在Ⅲ期臨床試驗(yàn)中驗(yàn)證其最終療效，有望在未來(lái)幾年改變癌癥治療的格局。

2.2.2 LNP-siRNA基因干預(yù)

LNP-siRNA是以LNP為遞送載體，將小干擾RNA分子高效、安全地運(yùn)送至體內(nèi)的特定細(xì)胞或組織中，從而在mRNA水平上沉默或關(guān)閉致病基因的表達(dá)。首款siRNA藥物是2018年獲批的patisiran(Onpattro?)，以LNP為載體，通過(guò)遞送靶向TTR基因的siRNA，治療遺傳性轉(zhuǎn)甲狀腺素蛋白淀粉樣變性(hereditary transthyretin amyloidosis，hATTR)[5]。2025年獲批的英克司蘭(inclisiran)通過(guò)靶向前蛋白轉(zhuǎn)化酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin/kexin type9，PCSK9)，用于長(zhǎng)效降脂，可作為單藥使用[86]。近期關(guān)于LNP-siRNA的在研項(xiàng)目包括靶向APOC3基因的ARO-APOC3，用于治療高甘油三酯血癥，處于Ⅱ期臨床試驗(yàn)[87]; 另外，作為patisiran的改進(jìn)版，ALN-TTRsc02被研發(fā)用于hATTR患者皮下注射，以提高依從性[88]。

目前LNP-siRNA的藥物研發(fā)主要從以下4方面優(yōu)化。①遞送系統(tǒng)優(yōu)化。新型脂質(zhì)設(shè)計(jì)或通過(guò)靶向修飾和改進(jìn)穩(wěn)定性。②適應(yīng)證擴(kuò)展。將適應(yīng)證逐步拓展到代謝性疾病，如高脂血癥(靶向ANGPTL3、ApoC3等基因)、MASH(ETX-312靶向GalOmic siRNA)、急性肺損傷(TNF-αsiRNA-LNP)、結(jié)腸炎LNPsiRNA(口服藻酸鹽微囊化TNF-αsiRNA-LNP)，另外還有自身免疫病如T細(xì)胞驅(qū)動(dòng)疾病(Generation Bio公司的ctLNP-siRNA項(xiàng)目)、靶向Lpa的SRSD216等。③聯(lián)合遞送策略。mRNA/siRNA共遞送，如PD-1siRNA與CAR mRNA聯(lián)用，生成“超級(jí)T細(xì)胞”。CRISPR/siRNA整合，如聚合物-脂質(zhì)雜化系統(tǒng)同時(shí)遞送基因編輯工具與siRNA。④局部遞送突破。如肺部給藥，采用TNF-αsiRNA-LNP霧化治療急性肺損傷，16h內(nèi)顯效。在口服給藥方面，采用藻酸鹽微囊保護(hù)siRNA-LNP靶向結(jié)腸炎病灶[89]，見(jiàn)表1。

2.2.3 LNP-基因編輯遞送系統(tǒng)

基因編輯是指通過(guò)人工手段對(duì)生物體的基因組DNA序列進(jìn)行精準(zhǔn)修改的技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)基因的插入、刪除、替換或修飾，從而調(diào)控基因功能或修復(fù)致病突變。目前主流的基因編輯工具包括CRISPR-Cas9、堿基編輯、Prime Editing和ZFN/TALEN[90-91]。LNP在遞送基因編輯系統(tǒng)具備多方面的優(yōu)勢(shì)，包括基因組整合風(fēng)險(xiǎn)低，免疫原性低[92]，載荷能力大，具備多器官靶向潛力，能夠快速生產(chǎn)，可重復(fù)給藥等。

2.2.3.1 肝靶向遞送LNP

首個(gè)LNP遞送的CRISPR治療產(chǎn)品NTLA-2001于2018年獲美國(guó)FDA批準(zhǔn)，開(kāi)啟了以LNP為載體的基因編輯治療時(shí)代[93]。目前LNP-基因編輯藥物主要聚焦于肝臟疾病，并逐步拓展至其他領(lǐng)域。2025年5月，Gerald Schwank教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種基于瞬時(shí)Prime編輯的策略，使用LNP遞送Prime編輯器mRNA和向?qū)NA，成功糾正了苯丙酮尿癥小鼠模型中的致病突變，并顯著降低了血液苯丙氨酸水平[94]。VERVE-101(Verve Therapeutics公司)是以LNP遞送腺嘌呤堿基編輯器(adenine base editor，ABE)至肝臟部位，靶向PCSK9基因，旨在通過(guò)一次性治療永久性降低低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)，用于治療雜合子家族性高膽固醇血癥和動(dòng)脈粥樣硬化性心血管疾病[95]，實(shí)現(xiàn)用基因編輯攻克高膽固醇血癥。其升級(jí)產(chǎn)品VERVE-102采用GalNAc-LNP遞送系統(tǒng)，通過(guò)靶向肝細(xì)胞表面的ASGPR受體提高遞送效率，降低對(duì)低密度脂蛋白受體(low-density lipoprotein receptor，LDLR)途徑的依賴，適用于LDLR表達(dá)不足的患者。2025年公布的Ⅰb期臨床研究數(shù)據(jù)顯示，0.6mg·kg-1劑量組的4例患者LDL-C平均降低53%，最大降幅達(dá)69%，且未報(bào)告嚴(yán)重不良事件。Verve公司計(jì)劃在2025年下半年啟動(dòng)VERVE-102的Ⅱ期臨床試驗(yàn)。此外，Verve公司正在開(kāi)發(fā)VERVE-201(靶向ANGPTL3基因)，用于純合子家族性高膽固醇血癥，預(yù)計(jì)2025年進(jìn)入臨床。

在感染性疾病中，LNP-CRISPR體系也展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，如在乙肝病毒(hepatitis B virus，HBV)治愈方面，LNP遞送CRISPR切割HBV cccD-NA[96]; 在HIV潛伏庫(kù)清除方面，靶向整合的HIV前病毒作為治療HIV的新策略。

2.2.3.2 肝外靶向遞送LNP

全身遞送LNP: 肝外靶向的突破將解鎖其他重大疾病治療領(lǐng)域，如腫瘤、神經(jīng)系統(tǒng)疾病、肺部疾病和心血管疾病等有望迎來(lái)全新的突破。在腫瘤免疫治療方面，BioNTech公司研發(fā)的產(chǎn)品BNT211，通過(guò)LNP遞送CRISPR至T細(xì)胞，敲除PD-1從而增強(qiáng)CAR-T抗腫瘤活性[97]。BNT211避免體外CAR-T制備，可簡(jiǎn)化流程，降低成本。在實(shí)現(xiàn)PD-1敲除，解除免疫抑制，增強(qiáng)T細(xì)胞抗腫瘤活性的基礎(chǔ)上，通過(guò)CAR基因插入，賦予T細(xì)胞靶向腫瘤能力(如CLDN6)[98]。臨床前數(shù)據(jù)顯示，BNT211在小鼠黑色素瘤和肺癌模型中顯著增強(qiáng)抗腫瘤效果，在腫瘤消退率上LNP-CRISPR編輯組(PD-1敲除+CAR)的完全緩解率達(dá)60%，對(duì)照組(未編輯CAR-T)僅20%。而且編輯后T細(xì)胞在腫瘤內(nèi)擴(kuò)增5倍，存活時(shí)間延長(zhǎng)3倍; 未觀察到顯著肝毒性或細(xì)胞因子風(fēng)暴。2023年BioNTech公司啟動(dòng)BNT211的Ⅰ/Ⅱ期臨床試驗(yàn)，適應(yīng)證為CLDN6陽(yáng)性實(shí)體瘤(如睪丸癌、卵巢癌)[99]，2024年初步數(shù)據(jù)顯示1例晚期卵巢癌患者腫瘤縮小40%，且無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)[100]。在調(diào)控腫瘤微環(huán)境方面，基因編輯通過(guò)沉默免疫抑制基因增加抗腫瘤療效。例如，TGF-β具有促進(jìn)Treg分化、抑制CD8+T細(xì)胞的功能。通過(guò)CRISPR敲除TGF-β基因[101]或sgRNA靶向其受體(TGFBR2)可沉默其功能[102]。臨床前數(shù)據(jù)顯示在小鼠結(jié)直腸癌模型中，TGF-β沉默使CAR-T細(xì)胞浸潤(rùn)增加3倍，腫瘤縮小60%[103]。另一方面，激活免疫刺激通路，如STING可激活Ⅰ型干擾素響應(yīng)，增強(qiáng)樹(shù)突細(xì)胞(dendritic cell，DC)抗原呈遞[104]。研究顯示，采用LNP遞送STING激活sgRNA，能夠使小鼠黑色素瘤模型完全緩解率從20%提升至80%[105]。為提高LNP的腫瘤靶向遞送效率，有研究通過(guò)配體修飾對(duì)LNP進(jìn)行改造，如EGFR抗體修飾LNP用于靶向膠質(zhì)瘤、CD44靶向肽偶聯(lián)LNP，有利于腫瘤轉(zhuǎn)移灶富集[106]。為提高腫瘤部位藥物定向釋放，研究者設(shè)計(jì)了微環(huán)境響應(yīng)型LNP，作為pH敏感型制劑在酸性腫瘤微環(huán)境中釋放載荷[107]。雙靶點(diǎn)編輯也是目前臨床研究的熱點(diǎn)，如安德森團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的LNP同時(shí)遞送TGF-βsgRNA和IL-2mRNA，實(shí)現(xiàn)免疫抑制解除和免疫細(xì)胞激活[108]。

局部遞送LNP: 對(duì)于一些具有生理屏障的腫瘤部位，例如: 膠質(zhì)瘤，局部注射成為一種有效的給藥方式。在小鼠腦膠質(zhì)瘤模型中，LNP遞送CRISPR糾正IDH1突變可使2-HG水平降低90%，腫瘤生長(zhǎng)抑制70%[109-110]。以色列的科研團(tuán)隊(duì)通過(guò)LNP CRISPR靶向敲除另一個(gè)致癌基因PLK1(細(xì)胞分裂關(guān)鍵基因)，可使膠質(zhì)瘤小鼠生存期延長(zhǎng)3倍。然而腦腫瘤局部注射的核心挑戰(zhàn)在于LNP編輯效率不均，需要在LNP擴(kuò)散性方面進(jìn)行優(yōu)化[111]。吸入式LNP遞送CRISPR用于治療肺部疾病是LNP局部遞送方式的重要應(yīng)用場(chǎng)景。囊性纖維化(cystic fibrosis，CF)是一種由CFTR基因突變引起的致命性遺傳病，導(dǎo)致呼吸道黏液積聚、慢性感染和肺功能衰竭[112]?，F(xiàn)有療法存在顯著的局限性。基因編輯工具CRISPR可永久修復(fù)CFTR基因突變(如F508del)，恢復(fù)氯離子通道功能[113]。吸入式LNP遞送可直接靶向肺上皮細(xì)胞，避免全身毒性。針對(duì)肺靶向性遞送LNP，相比于常見(jiàn)的肝傾向性陽(yáng)離子脂質(zhì)，含環(huán)狀胺頭基(如CL4H6)的陽(yáng)離子脂質(zhì)傾向于肺聚集[114]，例如: 麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology，MIT)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的CL4H6-LNP在小鼠肺部的編輯效率達(dá)25%(傳統(tǒng)LNP<5%); 短鏈PEG有利于增強(qiáng)LNP的黏液穿透性; 修飾靶向配體如SP-B肽(肺表面活性蛋白結(jié)合肽)可提升LNP的肺泡靶向性。振動(dòng)篩孔霧化器將LNP粒徑控制在1~3μm，確保深肺沉積。

 

3 未來(lái)展望

從Doxil到Comirnaty，脂質(zhì)納米載體的藥物逐漸從化療藥物拓展到核酸藥物。其應(yīng)用從傳統(tǒng)的腫瘤、抗菌治療向更廣泛的疾病領(lǐng)域延伸，并在基因治療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。未來(lái)脂質(zhì)納米藥物有望在更多的疾病防治領(lǐng)域，以更安全、高效、精準(zhǔn)、多樣的遞送方式實(shí)現(xiàn)疾病的長(zhǎng)效治療和控制。

3.1 提升靶向遞送效率

針對(duì)脂質(zhì)體藥物的腫瘤靶向遞送，已有不少成功案例和廣泛探索。例如: 石藥集團(tuán)的鹽酸米托蒽醌脂質(zhì)體注射液治療外周T細(xì)胞淋巴瘤顯示了較好的療效和安全性。抗EGFR免疫脂質(zhì)體(載多柔比星)已在晚期實(shí)體瘤中開(kāi)展Ⅰ期臨床試驗(yàn)。HER2/iRGD雙靶向免疫脂質(zhì)體負(fù)載奧沙利鉑，臨床前研究表明其在胃癌靶向治療中具有增效機(jī)制。也有研究通過(guò)多肽或抗體修飾PEG化脂質(zhì)體用于靶向腦腫瘤藥物遞送、雙功能抗體聯(lián)合長(zhǎng)循環(huán)脂質(zhì)體用于乳腺癌和卵巢癌治療[115]等。未來(lái)，隨著靶向修飾技術(shù)和新型載體材料的發(fā)展，脂質(zhì)體化療藥物有望在精準(zhǔn)性和聯(lián)合治療領(lǐng)域進(jìn)一步突破，成為腫瘤治療的重要選擇。

而針對(duì)LNP遞送，目前正從“肝優(yōu)先”向“多器官覆蓋”演進(jìn)。具體策略聚焦于改造LNP配方或添加靶向配體。例如: MIT團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的SORT-LNP(選擇性器官靶向)實(shí)現(xiàn)肺(15%劑量)、脾(10%劑量)遞送，并致力于突破血腦屏障，結(jié)合聚焦超聲或轉(zhuǎn)鐵蛋白受體靶向LNP用于治療腦部疾病。新型平臺(tái)如PILOT(肽基可電離脂質(zhì)材料)通過(guò)理性設(shè)計(jì)，僅通過(guò)調(diào)整脂質(zhì)分子中的氨基酸殘基，就能實(shí)現(xiàn)向肺臟、脾臟、胸腺、骨骼等器官的靶向遞送，為治療肝臟外疾病開(kāi)辟了新途徑。另外通過(guò)配體修飾、細(xì)胞膜包被、粒徑、電荷調(diào)控等方法可改善靶向遞送性能。MIT團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的25nm LNP在胰腺癌模型實(shí)現(xiàn)8%劑量遞送[116]。通過(guò)電荷調(diào)控，中性/微負(fù)電LNP減少血清蛋白吸附，延長(zhǎng)循環(huán)時(shí)間。

3.2 改善免疫安全性

作為脂質(zhì)體和LNP的常用輔料，PEG可增加藥物的血液循環(huán)時(shí)間，減少網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對(duì)藥物的清除速率。然而，LNP中的PEG長(zhǎng)鏈阻礙其內(nèi)涵體逃逸，導(dǎo)致siRNA釋放效率下降; 而在脂質(zhì)體藥物中也會(huì)導(dǎo)致其循環(huán)時(shí)間下降，肝脾蓄積增多。另一方面，現(xiàn)代人血液中PEG預(yù)存抗體檢出率達(dá)到30%~70%[117-118]，影響脂質(zhì)納米藥物注射后的加速血液清除和過(guò)敏反應(yīng)[119]。目前的研究致力于尋找PEG替代材料，如聚肌氨酸與PEG類(lèi)似但無(wú)免疫原性[120]; 或采用多糖涂層，如透明質(zhì)酸以減少免疫識(shí)別[121]; PEG動(dòng)態(tài)脫落設(shè)計(jì)，如pH敏感或酶響應(yīng)PEG，以減少PEG暴露[122]。其他降低ABC效應(yīng)的策略還包括添加膽固醇或磷脂酰絲氨酸抑制補(bǔ)體激活; 細(xì)胞膜包被仿生偽裝[123]，如紅細(xì)胞膜或CD47肽段偽裝納米粒，其中CD47信號(hào)抑制巨噬細(xì)胞吞噬[124]。

3.3 延長(zhǎng)有效時(shí)間

對(duì)于LNP基因藥物來(lái)說(shuō)，超過(guò)90%的LNP在48h內(nèi)被溶酶體清除，核酸如siRNA的2'-OH易被核酸酶降解[125]，導(dǎo)致臨床上LNP-siRNA給藥周期是數(shù)月一次[126]，inclisiran需每6個(gè)月給藥[127]。為了延長(zhǎng)藥效時(shí)間，首先針對(duì)載體進(jìn)行長(zhǎng)效化突破，如Solid lipid nanoparticles可維持28d緩釋。通過(guò)構(gòu)建可生物降解脂質(zhì)庫(kù)，篩選慢降解脂質(zhì)，如C12-C18鏈脂質(zhì)體半衰期可延長(zhǎng)3倍[128]。其次通過(guò)核酸藥物的化學(xué)修飾增加其穩(wěn)定性，第3代修飾技術(shù)2'-F/2'-O-Me+PS骨架+GalNAc偶聯(lián)可使DCR-PHXC(Dicerna)給藥周期延長(zhǎng)至每年1次[129]。通過(guò)自復(fù)制載體搭載RNA復(fù)制子的LNP(如VEEV載體)可延長(zhǎng)表達(dá)至3個(gè)月[130]。皮下緩釋植入劑也對(duì)延長(zhǎng)siRNA藥效有積極作用，如MIT團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的星形聚合物支架可實(shí)現(xiàn)6個(gè)月零級(jí)釋放。

基因編輯整合siRNA理論上可達(dá)到“一次給藥，終身有效”，如sOPTiKD系統(tǒng)(single-Optimized Promoter for Transient integration and Knock Down，Broad研究所)通過(guò)CRISPR-Cas9在基因組安全位點(diǎn)精準(zhǔn)插入siRNA表達(dá)盒，將其整合到基因組中，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、可調(diào)控的基因沉默[131]。未來(lái)有望通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)“即插即用”載體，允許快速更換siRNA靶序列，如基于CRISPR-Cas12a的模塊化系統(tǒng)，并結(jié)合傳感器(如miRNA響應(yīng)元件)實(shí)現(xiàn)疾病微環(huán)境觸發(fā)的智能沉默[132]。

3.4 開(kāi)發(fā)新脂質(zhì)材料

可電離脂質(zhì)的“自我佐劑”特性，使得mRNA-LNP疫苗無(wú)須額外添加傳統(tǒng)的佐劑，通過(guò)化學(xué)修飾改變可電離脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)，可精細(xì)調(diào)控其免疫刺激的強(qiáng)度和類(lèi)型，從而為不同疾病定制合適的免疫反應(yīng)。因此，可電離脂質(zhì)的選擇不僅是出于遞送效率的考慮，更是對(duì)其內(nèi)在佐劑效應(yīng)的戰(zhàn)略性利用。商業(yè)化的新型可電離脂質(zhì)包括Lipid5(Acuitas Therapeutics公司，用于多種mRNA疫苗研發(fā))、CL4H6和OF-02(新型可電離脂質(zhì)，優(yōu)化遞送效率)、YSK12-C4(日本開(kāi)發(fā)，用于肝外靶向遞送)等。

未來(lái)的脂質(zhì)納米藥物將更加智能、精準(zhǔn)、高效和安全，不僅限于肝靶向，還能惠及全身多器官疾病治療。脂質(zhì)納米藥物有望為難治愈的疾病帶來(lái)全新的治療模式和希望。