脂质并不是影响稳定性和体内性能的唯一重要成分。
在以脂质纳米粒 (LNP) 制剂的信使RNA (mRNA) 治疗药物和疫苗中，最受关注的赋形剂是包裹脂质。虽然这些化合物对mRNA-LNP的稳定性和递送至关重要，但非脂类赋形剂在最终药物产品的功能中也起着至关重要的作用。它们会影响这些递送系统的形态和稳定性，进而影响使用纳米颗粒技术开发的mRNA药物的体内性能和总体用途。
1、非脂类赋形剂
据Evonik 核酸RD&I高级经理David Jung介绍，用于制备mRNA-LNP产品的非脂类辅料包括溶剂、盐和糖/冷冻保护剂。总的来说，这些赋形剂的作用是在初始混合和颗粒形成期间控制pH值，并确保材料储存时的稳定性。
默沙东公司生命科学业务MilliporeSigma部门营销经理Luca Bruno解释说：乙醇相（脂质成分）和水相（mRNA分子，通常在乙酸盐或柠檬酸盐缓冲液中）会在特定条件（pH和流速）下混合，快速混合是脂质纳米颗粒-mRNA制剂的主要技术，可以实现 mRNA-LNP 配方的可扩展性和可重复性。
之后会通过超滤去除有机溶剂和残留成分。Bruno观察到，mRNA-LNP药物物质使用更接近生理的缓冲液配制来调节离子强度，通常是三(羟甲基)氨基甲烷或基于磷酸盐的盐，以及氯化钠或氯化钾等盐。
Bruno表示，在mRNA-LNP临床转化的背景下，还需要仔细考虑存储条件 (如水溶液、冷冻或冻干) ，这些会影响mRNA-LNP制剂的长期稳定性。“糖稳定剂 (特别是蔗糖，海藻糖或甘露醇作为替代选择) 通常起到这一作用。”
2、选择正确的非脂类赋形剂
Jung表示，除了保证mRNA-LNP的长期稳定性和体内性能外，mRNA-LNP的非脂质赋形剂在控制生产过程中也发挥着重要作用。这些赋形剂的选择必须谨慎。
通常来讲，选择最初基于它们的化学和物理性质 (即pKa和冻干特性、冰点/状态)，这些属性将决定与原料药的相容性，也可能影响mRNA-LNP的形态，影响整体的有效性和稳定性，任何改变都需要实验测试来确定。
Bruno强调：mRNA 对降解的敏感性要求配制缓冲液不含任何核糖核酸酶污染，因此测试赋形剂是否缺乏核酸酶活性是首选方法。除此之外，还应确定其它产品质量属性，包括内毒素含量和生物负载，这些在控制这些材料的污染风险方面发挥着重要作用。
除了产品质量属性，还需要考虑mRNA-LNP中使用的赋形剂供应商，“若mRNA-LNP开发者想要通过监管审核，确保生产规模的扩大，并推进从临床开发到商业化的进展，提供有保证的支持文件是必不可少的。
3、着力提高稳定性
自COVID-19 mRNA疫苗获得批准并被验证了具备的有效性以来，人们对mRNA- LNP疗法和疫苗的兴趣大幅上升。Bruno表示，由于COVID-19大流行，导致mRNA 技术的兴起，人们对生产疫苗制造的注意力转移到了 mRNA 制造需求上。
Bruno说:“非脂类赋形剂的开发主要集中在基于技术特异性的质量属性上。”例如，由于需要不含核酸内切酶的材料，因此需要建立更多的产品放行检测方法和服务。
Jung表示，关于非脂质赋形剂是否能够改善mRNA-LNP制剂的长期稳定性，人们投入了大量的精力来评估。除此之外，研究人员也在不断探索，不同的冷冻保护剂如如何提高冷冻储存的稳定性。例如将冻干作为一种消除冷链需求的方法，而对于冻干对传统 mRNA-LNP 稳定性和体内功效的影响，多项临床阶段研究正在进行中。
Jung补充说，目前，行业还在努力创建不依赖LNP的RNA的新型递送机制。
4、脂质的进步
默沙东生命科学业务MilliporeSigma的mRNA工艺和递送主管Aditi Mehta认为，mRNA领域值得关注的重点是脂质赋形剂，“尽管COVID-19疫苗取得了成功，但mRNA疗法的潜力并未被完全释放，尚且存在一些需要攻克的阻力，例如对肝脏以外器官或疫苗的靶向性不足、对LNP施用的急性免疫反应、稳定性问题以及对极低温储存的需求，这些都是开发LNP药物的关键瓶颈。”
Mehta表示，这些问题可以通过改进脂质和LNP的设计来解决 (例如，优化连接体化学，添加可降解键，更优化的合成路线，更好的LNP成分等)。
“组合合成产生的大型库设计新型离子化脂类等策略有助于理解结构-功能性质，并能设计具有改进性质 (靶向性、稳定性、耐受性) 的独特脂类。”
Jung表示同意，新的脂质库的数据不断发表，这些脂质库可以实现向不同的组织/细胞的递送，可以通过被动或主动的方式实现mRNA-LNP靶向输到特定组织或细胞。大多数研究通过改变LNP的大小、表面和组成来获得被动靶向LNP。Mehta表示，替代或添加额外的部分 (聚合物或脂质) 也被证明有利于实现对特定器官的被动靶向。
Mehta表示：“主动靶向方法利用了脂质成分与小分子、抗体、蛋白质或配体的结合，这种方法能够针对任何细胞受体，对任何组织或器官进行定制靶向。”
过去几年，这一领域取得了显著的进驻，但仍有很长的路要走，还有许多挑战需要克服。
5、超越脂质
虽然脂质主导了mRNA的递送，但它们并不是能够有效递送这些敏感且高电荷的药物物质的唯一材料。例如，Mehta说，脂质-聚合物混合递送系统已被开发，这一系统结合了脂质和聚合物纳米颗粒的优势。
Mehta表示:“聚合物具有固有的高度化学多样性，这在脂质中是不可实现的，极大地增加了化学功能的可能性，如促进内体逃逸、RNA的可控释放、靶向和最终稳定。”同时，脂类在提高生物利用度、改善药代动力学、提高生物相容性等方面显示出了巨大的潜力。
用于制备杂化体系的策略包括脂多元复合物、杂化LNP等。例如，在LNP配方中加入生物可降解聚合物 (如聚(β氨基酯)) 可改善特异性肺输送，这突出了脂质-聚合物杂化纳米颗粒的潜力。
Evonik与斯坦福大学签署了一项研究协议，将最初由Waymouth实验室开发的充电改变可释放传输器(charge-altering releasable transporter，CARTs) 技术开发并商业化。Jung表示，这些聚合物材料可以有效地封装mRNA，然后通过可控的自我反应迅速降解，释放mRNA。
Jung指出:“在体外和体内模型中，第一代CARTs在一系列细胞类型中显示出mRNA递送效能。”
在CART骨架结构中加入脂质侧链的后代CART显示出更高的递送效率，未来几代的CART仍在开发中，并且已经在初步测试中显示出了特定的靶向能力。
文章源自
Challener, C. Excipients Impact Stability in mRNA-LNP Formulations. Pharmaceutical Technology 2023 47 (3).
