下篇：【耀文解读】一文读懂|mRNA癌症疫苗的递送系统类型

耀海微生物cdmo

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]二、mRNA癌症疫苗的递送系统类型

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2.1 LNP载体

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[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]脂质纳米颗粒（LNP, lipid nanoparticle）是临床最前沿、最受关注的mRNA递送载体。LNP是一种两性分子，通常包括四个组分：可电离脂质、辅助磷脂、胆固醇和聚乙二醇化脂质。其中可电离脂质与RNA（负电荷）相互结合，辅助磷脂模拟细胞膜脂质双分子层，胆固醇可调节脂质双分子层的流动性，聚乙二醇化脂质可提高纳米颗粒的稳定性。Moderna和辉瑞/BioNTech开发的两种基于LNP的mRNA新冠疫苗已获批上市。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]目前有几款LNP-mRNA癌症疫苗处于临床研究阶段。其中mRNA-4157（又称 V940）已开启3期临床研究。mRNA-4157是由LNP包封、编码34种患者特异性肿瘤新抗原的个体化mRNA癌症疫苗。一项早期的开放性 2 期试验（KEYNOTE-942）纳入了157例参与者，研究数据显示，与PD-1 单抗单药相比，mRNA-4157联合PD-1单抗的患者术后复发或死亡的风险降低了44%。2023 年 7 月 26 日，Moderna 公司和默克公司宣布启动一项 3 期试验，计划纳入1,089例患者，以评估个体化癌症疫苗mRNA-4157与PD-1抗体帕博利珠单抗（Keytruda）联合用于接受过手术的黑色素瘤高危患者。最终结果计划于2029 年公布。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]另一点需值得注意的是，mRNA-4157生产周期已极致缩短。Moderna使用了一种专有算法来识别潜在的肿瘤特异性突变，从样本采集、mRNA生产到递送LNP-mRNA的整个过程大约需要6周。这也是mRNA作为平台工艺的一大优势。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]LNP载体的转染效率明显优于其他非病毒载体，如阳离子脂质。但各脂质组分的比例会影响LNP的递送效率，因此，选择LNP包封mRNA时，需要探索合适的LNP配方以提高转染或递送效率。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]图3:  BNT162b2和mRNA-1273的LNP组分配方

2.2 聚合物载体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]常见的mRNA聚合物载体包括聚乙烯亚胺（PEI, Polyethyleneimine）、聚酯、聚氨基酸和糖类（如壳聚糖）。聚乙烯亚胺（PEI）是一种阳离子高分子材料，PEI的“质子海绵”效应可以促进内溶酶体逃逸，保护mRNA不被降解，并安全地释放到细胞质中。PEI还能发挥免疫刺激效应。据报道，分子量较高的PEI具有细胞毒性，将PEI结合生物相容性分子聚乙二醇或环糊精能够减少表面正电荷，或者引入疏水分子，均可降低PEI的细胞毒性。聚（β-氨基酯）早期是作为DNA递送载体，目前也用于递送mRNA。PBAEs可以与带负电荷的mRNA结合形成复合物，促进细胞摄取和内溶酶体逃逸。聚氨基酸

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]整体而言，LNP在mRNA癌症疫苗中的应用更为广泛，聚合物载体相关研究较为缓慢。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2.3 多肽载体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]鱼精蛋白和细胞穿透肽是mRNA递送的重要阳离子肽，通过静电相互作用凝聚mRNA并保护mRNA。mRNA三巨头之一CureVac建立了鱼精蛋白递送载体平台（RNActive技术平台），已进入临床阶段的管线包括CV9103、CV9104、CV9201、CV9202，处于1期、1/2期或2期预研究阶段，适应症涉及多种实体瘤。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]细胞穿透肽（CPP）是另一种基于多肽的mRNA递送载体，一般包含8~30个氨基酸，可以穿透生物膜，并将mRNA有效递送到靶细胞。

2.4 基于细胞的递送载体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]细胞也是一种有效的生物递送载体，能够将酶、mRNA等分子递送到靶点。树突状细胞（DC）是目前研究最多的mRNA细胞载体，也称为负载mRNA的DC细胞疫苗。编码抗原的mRNA可以通过内吞作用被DCs直接摄取。事实上，首次进入临床试验的mRNA疫苗即采用了DC细胞作为载体。然而，DC细胞疫苗需在体内再输注转染抗原mRNA的自体DC，费用昂贵且工艺严格。因此，尽管DC癌症疫苗在临床试验中证实了其安全性，但患者的临床反应是零星的或有限的。

2.5 细胞外囊泡载体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]细胞外囊泡（EV）是另一种mRNA递送载体，哺乳动物中的EV根据大小和功能可分为三种类型：外泌体（Exosomes）、微囊泡（microvesicles）和凋亡小体（apoptotic bodies）。其中外泌体大小在50–150 nm，是研究和表征最多的EV。外泌体是细胞间信息交换的重要信使，可以将分子传递并释放到受体细胞质中，其内容物包括mRNA、非编码RNA、蛋白质和脂质。外泌体载体的开发难点在于其大规模纯化工艺的复杂性。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]CDK-002（exoSTING）是一款基于外泌体递送载体的mRNA癌症疫苗。在一项开放性1/2期临床试验中（NCT04592484），研究者评估了exoSTING单药治疗晚期难治性实体瘤的疗效。结果显示，在所有剂量队列，重复给药exoSTING具有良好的耐受性，并且一部分患者的注射和未注射病变中观察到肿瘤缩小。

2.6 混合载体

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]mRNA癌症疫苗的递送还可以使用多种组分混合制成的载体，例如脂质、聚合物、肽、外泌体和细胞膜。混合载体可以在保持每个组分性能的同时额外补充开发者期待的特性。混合载体中的脂质-聚合物复合物研究较为广泛，其一般由可电离脂质、疏水聚合物和聚乙二醇脂质组成，可以通过组分和比例优化实现高转染效率。阳离子纳米乳（CNE）是由脂质和聚合物组成的水包油递送载体，其中脂质成分包括DOTAP，纳米乳液包括MF59和AS03，同时也是获批准上市的疫苗佐剂。阳离子纳米乳也是一种有前景的mRNA递送载体。

三、小结

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]本篇文章我们汇总了多种类型的mRNA癌症疫苗递送系统，尽管DC细胞载体驱动第一款mRNA癌症疫苗进入临床，但以脂质纳米颗粒（LNP）为代表的非病毒载体递送系统，可以有效负载 mRNA 并转染细胞，激活机体免疫反应，且在应对 COVID-19 感染中显示出良好的临床效果和安全性。因此，脂质纳米颗粒作为递送系统的发展热度持续升高。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]基于在mRNA制备方面的开创技术和丰富经验，耀海生物可为全球客户提供mRNA（＜10kb）一站式制备服务，涵盖DNA序列设计、IVT mRNA制备、mRNA纯化、mRNA冻干、LNP包封、mRNA质量检测。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]耀海生物还提供各种预制型质粒模板（质粒+菌液）、以及IVT mRNA产品（原液/冻干粉），编码蛋白涵盖报告基因、靶点蛋白、基因编辑蛋白和抗原蛋白，包括eGFP、mCHERRY、luciferase、IL-2、Cas9、OVA、新冠S蛋白等，以满足不同的实验或项目需求。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]eGFP mRNA和mCherry mRNA在293T细胞中实现高表达

参考文献

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][1] Liu X, Huang P, Yang R, Deng H. mRNA Cancer Vaccines: Construction and Boosting Strategies. ACS Nano. 2023 Oct 24;17(20):19550-19580. doi: 10.1021/acsnano.3c05635.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][2] Lorentzen CL, Haanen JB, Met Ö, Svane IM. Clinical advances and ongoing trials on mRNA vaccines for cancer treatment. Lancet Oncol. 2022 Oct;23(10):e450-e458. doi: 10.1016/S1470-2045(22)00372-2.

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)][3] Thiago Carvalho. Personalized anti-cancer vaccine combining mRNA and immunotherapy tested in melanoma trial. Nature Medicine 29, 2379-2380 (2023). doi: 10.1038/d41591-023-00072-0.

xqliu

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老K

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