麻省理工新型纳米颗粒 mRNA 疫苗可能更便宜，威力提高 100 倍

麻省理工学院科赫综合癌症研究所的科学家团队，在mRNA疫苗递送技术上实现了一次具有颠覆性意义的突破。这种被命名为AMG1541的新型脂质纳米颗粒，能够在仅使用传统剂量百分之一的情况下，诱导与FDA批准疫苗相同强度的免疫反应。这一发表在《自然·纳米技术》期刊上的研究成果，不仅有望大幅降低mRNA疫苗的生产成本，更可能从根本上改变全球疫苗可及性的格局，使数以亿计的发展中国家民众受益。

该研究的资深作者、麻省理工学院化学工程系教授丹尼尔·安德森指出，成本一直是mRNA疫苗大规模推广的主要障碍之一。"当你考虑到制造一种可以广泛分发的疫苗的成本时，这笔费用确实会累积得相当可观。我们的目标一直是努力制造出能够以更低剂量提供安全有效疫苗反应的纳米颗粒。"新研究显示，在小鼠实验中，使用AMG1541递送的mRNA流感疫苗，仅需常规剂量的约百分之一，即可产生与FDA批准材料相同的免疫效果。

这项技术突破的意义远不止于流感疫苗。研究人员强调，这些新型纳米颗粒同样可以用于递送COVID-19疫苗、HIV疫苗以及针对其他传染病的疫苗。在全球公共卫生资源分配不均的现实背景下，这种能够显著降低单剂疫苗成本的技术，可能成为缩小疫苗获取鸿沟的关键工具。

分子设计的精准突破

要理解这一突破的科学价值，需要先了解mRNA疫苗的基本工作原理。与传统疫苗不同，mRNA疫苗不包含病原体的实际片段，而是携带指导细胞制造特定病原体蛋白质的遗传指令。一旦进入细胞质，这些mRNA分子便会被细胞的蛋白质合成机制读取，产生能够训练免疫系统识别并对抗真实病原体的抗原蛋白。

然而，裸露的mRNA极其脆弱，在体内会迅速被酶降解。这就是脂质纳米颗粒（LNP）发挥关键作用的地方。这些由脂质构成的微小球形结构，如同一个保护罩，将mRNA安全护送至目标细胞，并帮助其穿越细胞膜进入细胞内部。

据报道，以每单位计算，这种实验性纳米颗粒增强 mRNA 疫苗的作用是 FDA 批准的等效Depositphotos的一百倍

传统LNP通常由五种成分组成：可电离脂质、胆固醇、辅助磷脂、聚乙二醇脂质和mRNA。在这项新研究中，麻省理工团队将焦点集中在可电离脂质上，这一成分对疫苗效力起着决定性作用。

研究团队基于对可能提升递送效率的化学结构的深入理解，设计了一个全新的可电离脂质库。这些脂质包含环状结构（已知能够增强mRNA递送效率）以及酯基团（研究人员认为这能改善生物可降解性）。通过在小鼠体内测试众多颗粒结构组合，研究人员筛选出能够最有效递送荧光素酶基因的候选者，这种生物发光蛋白为评估递送效率提供了可视化标记。

在首轮筛选中表现最佳的颗粒被进一步优化，研究人员创建了一系列新变体并进行第二轮测试。最终脱颖而出的就是AMG1541。

这种新型LNP的一个关键优势在于，它更有效地解决了递送颗粒面临的主要障碍——内体逃逸。当LNP进入细胞后，会被隔离在称为内体的细胞隔室中。要发挥作用，它们必须突破这一屏障将mRNA释放到细胞质中。AMG1541在这方面的表现远超现有LNP。

另一个重要优势是，新型LNP尾部的酯基团使这些颗粒在完成货物递送后能够被降解。这意味着它们可以迅速从体内清除，研究人员相信这能减少疫苗的副作用。

从实验室到临床的潜力

为了验证AMG1541的实际应用潜力，研究团队使用它递送mRNA流感疫苗，并与使用SM-102脂质（FDA批准，被莫德纳用于其COVID-19疫苗）制造的疫苗进行对比。实验结果令人振奋：接种新型纳米颗粒疫苗的小鼠产生了与SM-102疫苗组相同的抗体反应，但所需剂量仅为后者的百分之一。

该论文的第一作者、科赫研究所访问科学家阿尔纳布·鲁德拉表示："剂量几乎降低了一百倍，但产生的抗体量相同，这可以显著降低剂量。如果能转化到人类身上，也应该能显著降低成本。"

进一步的实验揭示了这种卓越性能背后的机制。新型LNP更善于将货物递送到一种关键的免疫细胞——抗原呈递细胞。这些细胞会将外来抗原切碎并在表面展示，从而向B细胞和T细胞等其他免疫细胞发出信号，激活针对该抗原的免疫反应。

此外，新型LNP更容易在淋巴结中积累，而淋巴结正是免疫细胞高度集中的区域。这种靶向特性大大提高了疫苗的效率。

使用这些颗粒递送mRNA流感疫苗还能为疫苗开发带来另一个重要优势：更精准地匹配每年冬季流行的流感毒株。该研究的共同第一作者、麻省理工研究生凯兰·里德解释说："传统流感疫苗必须在流感季节前近一年开始生产。而使用mRNA，你可以在季节稍晚时开始生产，从而更准确地预测流行毒株，这可能有助于提高流感疫苗的效力。"

研究的另一位第一作者、科赫研究所研究科学家阿卡什·古普塔对这项技术的广泛应用前景充满信心："我们发现它们的效果远超迄今为止报道的任何技术。因此，对于任何肌肉注射疫苗，我们认为我们的LNP平台都可以用于开发针对多种疾病的疫苗。"

这项研究得到了赛诺菲、美国国家卫生研究院、大理石癌症纳米医学中心以及美国国家癌症研究所科赫研究所支持基金的资助。随着进一步的临床试验推进，这项技术有望在未来数年内从实验室走向全球疫苗生产线，为人类健康防护网织就更坚固的一环。