mRNA疫苗的挑战

最近批准的mRNA疫苗中，增强细胞内传递和内吞体逃逸已被证明是成功的递送策略。然而，仍有一些关键问题，比如需要进一步加强mRNA的易位效率、增加细胞靶向性和患者的依从性等。

易位效率和转染

充分了解mRNA纳米颗粒的细胞内运输和影响因素，将有助于开发更有效和更安全的递送策略。然而，氮：磷酸基(N：P)比值、粒径和表面电荷及其与细胞质传递效率的相互作用等还未研究透彻。对siRNA传递的研究表明，只有不到2%的LNPs-siRNA从内吞体逃逸到细胞质。这表明，通过内吞体逃逸途径提高易位效率仍有很大的空间。

LNP hEPO mRNA内吞体逃逸（Nat Commun. 2019;10(1):4333.）

此外，尚不清楚从内吞体逃逸的是裸mRNA还是LNPmRNA。据设想，在内吞体和溶酶体的酸性腔内(pH5-6)有利于阳离子脂质与带负电荷的mRNA复合物，而不是释放单纯的mRNA。

最近有报道称，内吞的LNP-mRNA被重新包装成细胞外囊泡(EV)，并从受体细胞分泌。这种“胞吐作用”现象为生产纳米载体传递mRNA指明了另一个方向：是否可以通过EV在细胞间通信中的生物学功能来促进细胞间转染？。

细胞靶向

更特异性的APC靶向将通过两种方式提高转染效率，同时减少脱靶副作用。一是选择性地将mRNA传递给树突状细胞，二是通过受体配体介导的内吞作用促进摄取。值得注意的是，mRNA“靶向”是为了最大数量的mRNA纳米颗粒靶向足够数量的树突状细胞，而不是将大量纳米颗粒靶向相同的树突状细胞。

mRNA疫苗设计的一些变量（Current Opinion in Immunology 2020, 65:14–20）

为了增强APC的特定细胞摄取，选择一个适当的传递途径是很重要的，如上所述。对于每种给药途径，优化的配方参数可能会有所不同，包括脂质组成、颗粒大小、表面（净）电荷、聚乙二醇化的程度，以及基于靶组织位置的靶配体选择。

特定配体的表面修饰将通过受体介导的机制，导致更特异性和快速的摄取。例如，甘露糖基化和PEG-脂质已被广泛研究用于小分子药物传递，并可能用于靶向APC，因为树突状细胞和巨噬细胞都携带糖受体。

PEG化和过敏反应

聚乙二醇聚合物可能触发抗聚乙二醇抗体的产生，在随后的给药中导致加速血液清除(accelerated blood clearance，ABC)现象，及产生过敏反应。因此，报道的用于mRNA传递的LNP配方使用PEG2000-脂质很少超过1.5mol%。

聚乙二醇化疫苗可能会引起以前有高水平抗聚乙二醇抗体的人产生危及生命的过敏反应。据报道，使用mRNA疫苗后会有严重的过敏反应。美国疾病控制和预防中心(CDC)敦促对聚乙二醇（和多山梨醇酯）过敏的个体不要接种mRNA COVID-19疫苗，其他患者应在注射后进行15-30分钟观察。

因此，没有抗原性的聚乙二醇替代品，可能是研究的下一步，如HPMA。另一个尚未回答的问题是，PEG困境是否可以通过去PEG化策略来改善，比如PEG在宿主细胞内被裂解去除。

在递送平台方面，细胞分泌的内源性纳米微囊泡（Nano-EV）(30-150nm，也称为外泌体)已成为一种新的传递载体，具有显著优势，包括生物相容性、非免疫原性、组织定位等。体外用DC细胞包装mRNA（电穿孔），以实现对细胞靶点的精确控制。有趣的是，这种加载过程可以产生mRNA微囊泡，可能用于saRNA的递送，然而，对放大生产规模构成了挑战。

患者的依从性

需要进行研究来克服与ID、SC和IM给药相关的注射部位反应（水肿和红斑），这可能是由可电离成分引起的。

此外，根据mRNA的稳定性，配方设计中的持续释放技术，将剂量从两次剂量减少到单次注射是非常理想的。非鼻外给药和肺mRNA疫苗在改善患者依从性方面，与非肠外给药相比，具有明显的优势，可能为对抗呼吸道感染疾病提供一个有吸引力的选择。通过合理的配方设计，通过克服黏膜屏障，以及细胞屏障，在呼吸系统中唤起强大的免疫。

迫切需要了解并最终预测递送系统的局部和系统转运和吸收动力学，这些动力学可以进一步与下游的药理和免疫反应相结合。这种定量系统药理学方法建立了配方设计、患者条件和治疗结果之间的联系，确保了安全性和最大限度地提高疗效。

小编总结

mRNA疫苗虽然展示出其区别于传统疫苗的优势，但是也存在一些挑战。比如如何提高内吞体逃逸，更好靶向APC细胞，甚至PEG化引起的致命过敏反应等，都是进一步发展所需要解决的问题。

参考文献

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