脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticle，LNP）负载的信使核糖核酸（Messenger RNA，mRNA）疫苗是一种获得临床批准的mRNA疫苗，具有保护效率高、可灵活编码抗原蛋白的优势。相较于传统的肌内注射疫苗，通过雾化吸入递送疫苗可以同时激活呼吸道黏膜免疫和系统免疫，从而更有效地抑制空气传播类病毒的感染和传播。然而，目前临床使用的LNP难以在雾化过程中保持稳定，所以暂时无法通过吸入的方式进行mRNA疫苗接种。

在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下，化学所胶体、界面与化学热力学实验室吕雪光课题组围绕LNP-mRNA疫苗在传染病防治和激活黏膜免疫等方面取得了系列进展（Adv. Mater.2024, 36,2310886;Adv. Sci.2024,11,2309770.）。

近期，该课题组提出并发展了一项能够使LNP在雾化过程中保持稳定的新技术——电荷辅助稳定（Charge-Assisted Stabilization，CAS）技术。CAS技术基于经典的胶体界面理论，在临床LNP剂型的基础上，引入一种生物安全性优异的负电多肽-脂质偶联分子，构建出表面带负电荷的CAS-LNP。CAS-LNP能够借助表面负电间的静电排斥力避免其在雾化的高频振荡过程中发生碰撞、团聚、破碎。该课题组分别在小鼠模型、小型猪模型和比格犬模型上，验证了CAS-LNP在雾化吸入后可高效递送mRNA至肺组织并翻译出所编码的蛋白质，其mRNA表达效率比临床LNP剂型高约20倍。该课题组进一步研究发现CAS-LNP在雾化吸入后主要递送至树突状细胞。基于此，他们采用CAS-LNP分别负载了编码新冠病毒刺突蛋白的mRNA和编码肿瘤细胞表面蛋白的mRNA，验证了吸入CAS-LNP负载的mRNA疫苗能够有效激活黏膜免疫应答和系统免疫应答，有望预防和治疗呼吸道传染病以及肺转移癌的发生与发展。

相关研究成果近期发表于Nature Communications (Nat. Commun.2024,15,9471.)。论文第一作者为博士后刘帅，通讯作者为吕雪光研究员。

电荷辅助稳定脂质纳米颗粒技术实现雾化吸入递送mRNA疫苗（相关视频请点击附件查看）

胶体、界面与化学热力学实验室

2024年11月12日