“隐形”脂质纳米颗粒使mRNA疫苗焕然一新

康奈尔大学开发的一种新材料可以通过替代一种可能在某些人中引发不必要免疫反应的常用成分，显著提高mRNA疫苗的递送和有效性。

由于mRNA疫苗能够训练细胞产生杀死病毒的蛋白质，在过去五年中，mRNA疫苗因成功降低新冠肺炎感染的严重程度而广受欢迎。

将mRNA传递给细胞的一种方法是将其包装在称为脂质纳米颗粒的脂肪球内，以保护其免受降解。然而，称为聚乙二醇（PEG）的脂质纳米粒子的一种常见成分可以在某些个体中引发免疫反应，这促使研究人员寻找更具生物相容性的材料。

生物医学工程教授Shaoyi Jioang正在努力用一种适应性更强、更隐蔽的选择取代脂质纳米颗粒的PEG成分。这项研究发表在《自然材料》杂志上。

mRNA疫苗的递送载体需要达到金发姑娘的平衡——足够稳定以保护mRNA，但足够不稳定以将其释放到细胞内，并足够屏蔽以逃避免疫监视，但不要隐藏到阻碍细胞摄取的程度。PEG可以完成这项工作，但在一小部分人中会出现一些意想不到的副作用。

姜说：“人体主要是水，所以如果你将具有暴露疏水部分的东西，如PEG，插入我们的血液中，我们的免疫监视系统会说，‘嘿，那是异物’，并会产生抗体来破坏它。”。这种环境使得对疫苗的不良反应更有可能发生，从而使疫苗更难发挥作用。

大多数人的免疫系统已经准备好对抗PEG。姜说，之前的研究表明，大多数人都有抗PEG抗体，“因为人们在洗发水和牙膏等许多商业产品中接触了PEG”，并补充说，这种广泛的接触可能解释了为什么身体如此迅速地将PEG标记为威胁。

为了解决这个问题，姜开发了使用两性离子聚合物的脂质纳米粒子，这是PEG的关键替代品，可以提高系统的性能和生物相容性。

由于两性离子的超亲水性或亲水性，这种材料能够更容易地融入体内并传递mRNA。这种特殊的天然衍生材料，称为聚（羧基甜菜碱）（PCB），具有隐形和稳定性的完美平衡。

姜在最近的论文中发现，在脂质纳米颗粒中用PCB代替PEG可以产生高效的mRNA疫苗，而不会对人体的免疫系统产生不利影响。

江正在与威尔康奈尔医学院、休斯顿卫理公会癌症中心、多伦多病童医院和国家癌症研究所合作，将这一发现推向临床应用，特别是开发基于mRNA的癌症疫苗。

两性离子纳米粒子有助于使疫苗避开人体的免疫监视，从而诱导抗原特异性免疫反应，同时最大限度地减少不必要的免疫激活。

江说：“对于新冠肺炎这样的病毒，你只需要很小剂量的疫苗，我们的免疫系统就会做出反应。但对于癌症疫苗，肿瘤环境会抑制免疫系统，所以你需要更高剂量才能有效。”。“如果患者因PEG而出现轻微问题，那么更高的剂量会放大问题