近日,阿法纳生物创始人王育才教授团队在国际顶级化学期刊Journal of the American Chemical Society《美国化学会志》发表最新研究成果,提出了一种数据驱动的递送系统设计策略,实现了mRNA对体内不同器官的精准递送。
近年来,mRNA技术在体内CAR-T、肿瘤免疫治疗、预防疫苗和基因编辑领域取得了快速发展。然而,递送系统仍然是mRNA药物临床应用的关键限制因素。目前广泛使用的脂质纳米颗粒(LNP)在静脉给药后通常呈现明显的肝脏富集效应,这在一定程度上限制了mRNA药物在肺部疾病、免疫疾病以及肿瘤治疗等领域的应用。
如何实现mRNA药物在体内的器官和细胞选择性递送,是mRNA治疗技术进入下一阶段发展的关键问题。针对这一挑战,研究团队开发了一种聚合物-脂质一体化纳米颗粒(Polymer–Lipid Integrated Nanoparticles, PLIN)递送平台。该体系通过聚合物与脂质材料的协同结构设,显著拓展了纳米颗粒组成调控空间,使mRNA递送系统能够实现更灵活的器官选择。更重要的是,研究团队将设计实验与回归模型分析引入纳米递送系统开发,只需通过少量代表性配方实验,就可以建立起纳米颗粒组成与体内器官递送之间的定量预测模型。
这一方法一改传统依赖大量试错筛选的开发方式,继而转变为数据驱动的可预测设计模式。
基于该模型,研究团队成功设计出多种具有显著器官靶向特性的纳米递送体系。在体内实验中,所设计的纳米颗粒能够实现:
高达91%的肺部靶向递送效率;
高达96%的脾脏靶向递送效率;
研究还发现,不同纳米颗粒在体内形成的蛋白冠(protein corona)差异,是影响器官靶向性的关键机制之一,这一发现为理解纳米药物的体内递送行为提供了新的重要线索。
为了验证该平台的应用价值,研究团队在多个疾病模型中进行了功能验证。
研究结果表明,该PLIN递送体系不仅能够实现器官特异性的基因编辑,还可以应用于肺部炎症治疗以及肿瘤免疫等多种mRNA应用。
随着mRNA药物不断拓展新的治疗领域,“突破肝脏递送限制、实现器官精准递送”已成为行业发展的重要方向。
此次研究提出的数据驱动设计框架,为mRNA递送系统的开发提供了新的工程化路径,有望推动mRNA药物从肝脏递送时代迈向器官精准递送时代。未来,阿法纳生物将持续推动mRNA技术在体内细胞工程、疫苗、肿瘤治疗和基因编辑等领域的创新与转化,致力于打造具有国际竞争力的RNA药物研发平台。
研究成果以“Engineering Polymer−Lipid Integrated Nanoparticles with Quantitative Design Principles for Organ-Selective mRNA Delivery”为题在线发表在JACS上。(阿法纳生物)

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