脂质纳米粒(LNP)是一种具有均匀脂质核心的脂质囊泡，广泛用于小分子和核酸药物的递送，最近因其作为COVID-19mRNA疫苗递送平台的巨大成功而备受关注。由mRNA诱导的瞬时蛋白表达的应用远不止传染病疫苗，在癌症疫苗、蛋白质替代疗法和罕见遗传病的基因编辑组件等也具有巨大的潜在应用价值。然而，裸露的mRNA本身极不稳定，易被核酸酶和自水解而快速降解。LNP的封装可以保护mRNA不受细胞外RNA酶的影响，并协助mRNA的胞内递送。

mRNA分子面对人体环境核酸酶可被迅速降解，同时mRNA分子量较大且带负电荷，难以跨越同样带负电的细胞膜，导致外源性mRNA很难在体进入细胞发挥作用。因此，mRNA疫苗必须借助递送载体。理想的递送系统必须同时满足以下几个条件：在到达靶点之前要有效地包裹和保护mRNA以维持其稳定；帮助mRNA高效地进入细胞；在mRNA到达溶酶体之前及时地将其释放到细胞质中。为此，科技企业仍在不断探索满足这些条件的递送系统。当下，mRNA疫苗递送常用的载体包括脂质纳米颗粒（Lipidnanoparticles，LNP）、复合物和聚合物纳米粒子、外泌体（Exosomes）、生物微囊泡（Microvesicles）等。

1脂质纳米粒递送系统

LNP是应用最早的递送系统。脂质纳米粒（Lipidnanoparticle，LNP）是使用脂质形成纳米微粒，结构为由磷脂双层组成的囊泡。通过将核酸药物装载到LNP中，可保护被包裹的核酸药物免于降解和清除，并促进其跨细胞膜运输到目标靶位。由于成分的生物相容性和复合物的容易组装，LNP是一种有吸引力的递送方法，只需要混合和孵育成分，因此目前在药物开发中使用较多。构建LNP递送系统需要3种物质：

1）阳离子脂质，通过静电作用包裹着核酸药物，从而形成LNPs/siRNA复合物；

2）辅助脂质即促融合磷脂，破坏细胞膜脂质双层结构，增加LNPs的转染活性；

3）聚乙二醇（PEG），通过增加胶体稳定性和保护LNPs免受巨噬细胞的侵袭而降低免疫反应，而过多的PEG脂质会阻碍LNPs的细胞内化。

目前使用较多的亚型是可离子化LNP。最早被发现和使用的类型是阳离子LNP，然而，早期的阳离子LNP由于容易被巨噬细胞清除和产生有害的ROS等缺点，其体内应用受到很大限制。而可离子化LNP能在体内保持中性，避免被清除并降低副作用，而当进入强酸性环境如内吞体，即可以质子化形成阳离子从而与内源的阴离子脂质结合，提高跨膜效率。在Arbutus和Alnylam等公司的开发下，离子化脂质递送系统目前已经经历三次迭代，主要代表类型为DLin-DMA、DLin-MC3-DMA和L319，中位有效剂量（ED50s）为1、0.005和第一代是1,2-二亚油基-3-二甲基氨基丙烷（DLinDMA），用于开发了TKM-080301、ALN-VSP和ALN-TTR0等药物。

第二代包括DLIN-MC3-DMA，是在第一代的基础上进一步优化，并开发了Patisiran和ALN-PCS等药物。相比第一代，DLin-MC3-DMA具有独特的pH依赖性电荷可变特性：酸性条件下呈正电性，而生理pH条件下呈电中性。其会在内体或溶酶体的酸性环境中质子化，导致H+和Cl-离子以及水进入内体，进使得渗透肿胀破裂内体，于是siRNA可以逃离内体/溶酶体，发挥沉默作用。数据显示，在小鼠模型中，第二代相比第一代介导基因沉默的剂量显著降低。

由于siRNA产品需要对慢性疾病重复给药，而二代MC3中二醇烷基尾的缓慢降解会导致重复给药的累积和潜在毒性。为进一步提高安全性，第三代脂质主要是增强其水解速度。例如L319采用了一种在体内容易被酯酶降解的伯酯取代烷基链中的两个双键之一，其代谢物为β氧化途径中脂肪酸的潜在基质，具有较好的安全性，并且能够迅速通过肝脏被排泄，在肝脏中的半衰期不到一小时，因此相比第二代具有更好的耐受性和安全性，目前在BioNTech和CureVac产品中被使用。此外，通过使用其他可离子化脂类取代MC3也可以提高安全性和效价，例如Moderna开发了一类新的可电离脂质SM-102来替代MC3，提高效率。LNP递送系统的构建拥有较高壁垒，目前全球发展靠前的几家企业其技术溯源也都是依靠专利授权。

但LNP仍存在较为严重的过敏反应：在注射使用LNP递送系统的药物之前，患者需要使用抗组胺和激素药物控制，因此只适用于罕见病和癌症等严重疾病，对于慢性病使用限制较大。

此外，离子化LNPs在低PH值的环境下会和载脂蛋白E（ApoE3）相互作用，通过其介导的内吞作用富集在肝细胞中，因此由其包裹的核酸药物也主要作用于肝脏，而对于其他器官缺乏明确的靶向性，使用范围较为有限。目前可以通过将靶向部分直接缀合到脂质分子上增加其对特定细胞的靶向性，使得小核酸药物在特定组织积累，从而发挥作用。这类靶向部分可以选择抗体或蛋白质（例如转移素）、肽（例如，RGD或八氯丁二酯）、适配体或小分子（如透明质或叶酸），对目标组织具有高度特异性，并且在循环和组织蛋白酶中保持稳定。但这种方式会使得小核酸药物CMC难度加大。

2多聚体纳米粒递送系统

多聚体载体与LNP的递送机制相似。多聚体载体技术在临床上的应用并没有脂质体类载体广泛，但是作为核酸药物的载体也表现了优异特性。鉴于其高度的化学灵活性，聚合物也是用于基于纳米颗粒的递送的常用材料。聚合物纳米粒子是很有前景的基因传递系统，因为它们具有稳定性和控释性，能够封装大量遗传物质，允许共同传递，并且可以很容易地进行表面修饰以增强稳定性、运输特性、靶向性或摄取。目前壳聚糖、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)、树枝状大分子等纳米粒子已广泛用于递送系统。

3细胞外囊泡递送系统

细胞外囊泡是未来最具潜力的递送系统之一。细胞外囊泡（Extracellularvesicles, EVs）作为一种天然药物递送体系在近年来持续受到科研人员的关注。EVs是由细胞释放的各种具有膜结构的囊泡的统称，作为细胞本身重要的通讯手段，EVs通过在邻近细胞间运送核酸及蛋白质来协助完成细胞间的交流活动，因此与现有的载药体系相比，细胞外囊泡天然具有能够逃避吞噬作用、延长药剂体内半衰期以及降低免疫原性的属性。根据起源细胞不同、大小和组成异质性，EVs主要分为外泌体（Exosomes）、微囊泡（Microvesicles）、凋亡小体（Apoptoticbody）和肿瘤小泡（Largeoncosomes），其中，适合作为药物递送载体的主要是外泌体和微囊泡。

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