LNP脂质纳米颗粒——mRNA疫苗量产概述

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引起的新型冠状病毒肺炎疫情席卷全球。由于传播范围广、潜伏周期长和缺乏有效的治疗药物,确诊人数以及死亡人数仍在不断上涨,疫苗或是控制新冠病毒传播的希望。mRNA疫苗作为第三代疫苗,由于其良好的应用前景引发了广泛关注。 2020年,两种mRNA疫苗 BNT162b2和mRNA-1273获得了FDA和EMA的紧急使用授权,作为SARS-CoV-2疫苗来预防COVID-19。2021年8月23日,FDA正式批准了新冠疫苗-BNT162b2。

LNPs结构
mRNA疫苗需要进入细胞质发挥作用,被特异性地递送至细胞是其发挥作用的关键,其中脂质纳米颗粒(lipid nanoparticles, LNP)递送系统最为成熟,本次新冠核酸疫苗也是选择了LNP作为递送载体。相对其他类型的核酸药物递送系统而言,LNP具有很多优势,比如核酸包封率高并且能够有效转染细胞,组织穿透性强,细胞毒性和免疫原性低,更有利于递送药物等优势,这些优势使LNP成为出色的核酸递送系统。LNP 由胆固醇(有助于稳定)、磷脂(支持脂质双层结构)、PEG衍生物(减少聚集和非特异性摄取)和可电离脂质(复合带负电mRNA、增强内体逃逸)组成。几种磷脂分子组成一个直径100纳米左右的球形(如图3所示),将mRNA分子包裹在内部,递送到细胞内。

mRNA/LNP递送原理
首先是递送系统与细胞膜之间的相互作用,由于静电相互作用,具有阳离子性质的递送系统被吸附在细胞膜表面。通过细胞内吞作用,递送系统进入到细胞内形成内体,内体成熟后会和溶酶体相融合,溶酶体内的酸性环境和水解酶可以降解载体和载体内部的mRNA,所以,mRNA降解前的内体逃逸被认为是mRNA疗法成功的关键步骤。酸性条件可以使得脂质头部质子化,使其带正电,使得纳米粒子的形状发生改变,当LNP的双层结构遭到破坏,释放出mRNA,mRNA逃逸进入细胞质,可以和核糖体相结合进行翻译步骤,产生相应的蛋白,病毒蛋白刺激机体产生免疫反应,进而形成对新冠病毒的免疫记忆。
以上是该方向的机制与关键要点;如需把研究思路推进到可交付的样品、数据与报告,下面是我们可提供的技术服务与技术平台能力。
◆ 一、本方向可提供的技术服务
从实验室处方到量产,需要跨过工艺放大与质量一致性两道坎。
| 服务项 | 主要内容 | 交付物 |
|---|---|---|
| ★ 放大工艺开发 | 混合方式(微流控/脉冲式)、总流速与流速比、批间一致性确认 | 放大工艺参数与 SOP |
| ★ 关键质量属性与质控 | 粒径/PDI、包封率、核酸完整性、残留溶剂与无菌 | 质量标准与检验报告 |
| 批记录与可追溯性 | 批间数据留档、偏差处理与工艺变更评估 | 批记录模板 |
| GMP/GMP-Like 衔接 | 放大到合规级别制备与申报资料准备的对接 | 技术文件包 |
| 表征与质控 | 粒径与分布、Zeta 电位、包封率、核酸完整性与浓度 | 表征与质控报告 |
| 体外/体内评价 | 报告基因转染与表达、摄取定量、动物分布与表达 | 数据与图表 |
| 放大与合规衔接 | 小试至中试参数与质量标准梳理,衔接 GMP/GMP-Like | 放大方案与技术文件 |
◆ 二、共享研发服务的优势

◆ 三、服务流程

需求沟通 → 方案与报价 → 处方设计 → 制备与纯化 → 表征质控 → 功能化/评价 → 报告交付 → 放大衔接。项目按阶段里程碑推进,每阶段明确交付物、验收指标与费用节点;合作前可签署保密协议(NDA),知识产权归属在合同中约定。
◆ 四、服务内容与交付周期

| 交付内容 | 参考周期 |
|---|---|
| 处方筛选报告 | 1–2 周 |
| LNP 样品(无菌过滤,可指定缓冲体系) | 约 2 周 |
| 表征与质控报告 | 1–2 周 |
| 功能化/靶向样品与验证 | 按方案评估 |
| 体外/体内评价数据 | 1–3 个月 |
注:周期为常规项目参考值,实际以双方确认的技术方案与排期为准;研究用途产品与服务不用于临床诊断或治疗。

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