經(jīng)過(guò)多年研發(fā)，隨著mRNA遞送系統(tǒng)的突破，mRNA新冠疫苗成功上市并得到廣泛應(yīng)用，并成為了新冠疫苗的領(lǐng)跑者。與滅活疫苗、重組蛋白疫苗等傳統(tǒng)疫苗相比，mRNA疫苗可以簡(jiǎn)單、快速更新，以應(yīng)對(duì)病毒變異，為新疫苗的開發(fā)節(jié)約了大量時(shí)間和成本。

目前的mRNA疫苗或療法很大程度上依賴于脂質(zhì)或類脂質(zhì)遞送系統(tǒng)（例如LNP），來(lái)提高mRNA在體內(nèi)的轉(zhuǎn)染效果。盡管mRNA技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，但在理化穩(wěn)定性方面面臨的挑戰(zhàn)仍阻礙了它們的可及性，例如，目前獲批的兩款mRNA，Moderna公司開發(fā)的mRNA-1273需要在-20°C的低溫下保存和運(yùn)輸，而輝瑞/BioNTech公司開發(fā)的BNT162b2則更是需要?80°C至?60°C的低溫。因此，開發(fā)一款更穩(wěn)定的、可在常規(guī)冷鏈運(yùn)輸?shù)膍RNA-LNP疫苗很有必要。

2023年1月23日，瑞吉生物胡勇博士、武漢大學(xué)藍(lán)柯教授等在 Cell Discovery 期刊發(fā)表了題為：Lyophilized mRNA-lipid nanoparticle vaccines with long-term stability and high antigenicity against SARS-CoV-2 的研究論文【1】。

研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)mRNA-LNP優(yōu)化了凍干技術(shù)，開發(fā)了針對(duì)Omicron突變株的mRNA疫苗——LyomRNA-Omicron，這款凍干mRNA-LNP疫苗具有更強(qiáng)的耐熱性和可及性，能夠解決目前mRNA-LNP疫苗的儲(chǔ)存和運(yùn)輸難題。

這款凍干mRNA-LNP疫苗在小鼠、兔子和老年恒河猴體內(nèi)可誘導(dǎo)產(chǎn)生有效的體液免疫和細(xì)胞免疫。在人體試驗(yàn)中，相比接種兩劑滅活疫苗，該疫苗作為加強(qiáng)針接種后，可誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)Omicron BA.1、BA.2和BA.4的高水平中和抗體，中和抗體滴度至少增加了253倍，且沒有發(fā)生明顯不良反應(yīng)。

總的來(lái)說(shuō)，凍干mRNA-LNP疫苗具有高安全性、高免疫原性和可及性的優(yōu)點(diǎn)，非常適用于新冠等流行病的預(yù)防。

2021年12月，Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊發(fā)表一篇論文【2】，報(bào)道了一種LNP遞送的mRNA疫苗，可在2-8℃條件下穩(wěn)定6個(gè)月時(shí)間，但該論文并未提供LNP配方以及該疫苗運(yùn)輸穩(wěn)定性的細(xì)節(jié)。

在溶液狀態(tài)下，LNP的幾種組分會(huì)相互作用，影響長(zhǎng)期穩(wěn)定性，而在運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)，會(huì)更加影響穩(wěn)定性。

凍干（Lyophilization），是在真空狀態(tài)下通過(guò)低溫升華除去水分的過(guò)程，這是一種相對(duì)溫和的干燥方法，適用于對(duì)脆弱的生物大分子或膠體納米顆粒的干燥。在除去水分和氧氣后，凍干mRNA可在室溫下保存較長(zhǎng)時(shí)間。但是，對(duì)mRNA-LNP的干燥卻要復(fù)雜得多，因?yàn)槔鋬龊兔撍^(guò)程中會(huì)引入機(jī)械力，這會(huì)使得LNP結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致納米顆粒聚集、mRNA鏈斷裂或從LNP中泄漏。

此外，還有研究顯示，在凍干后，即使mRNA-LNP保留了其完整性和封裝效率，它們?cè)隗w內(nèi)的轉(zhuǎn)染效率仍會(huì)大大降低。而賓夕法尼亞大學(xué)Norbert Pardi等人開發(fā)了一種凍干mRNA-LNP，可在4°C和25°C下具有良好的熱穩(wěn)定性，持續(xù)24周，而在40°C時(shí)，mRNA完整性急劇下降【3】。

在這項(xiàng)研究中，瑞吉生物的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種精準(zhǔn)溫控、殘留含水量更低的優(yōu)化的凍干技術(shù)，使用這一技術(shù)的凍干mRNA-LNP，在2-8℃、室溫，甚至40℃的高溫下長(zhǎng)期保存仍能有效保持理化性質(zhì)和生物活性。這種升級(jí)的熱穩(wěn)定性在包含不同mRNA的mRNA-LNP中得到了驗(yàn)證，表明了該凍干技術(shù)的廣泛適用性。

胡勇于2012年在武漢大學(xué)生科院獲得博士學(xué)位后前往哈佛大學(xué)開展博士后研究工作，在美國(guó)國(guó)家工程院院士、著名轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)專家 Martin Yarmush 實(shí)驗(yàn)室，胡勇開始了mRNA治療藥物的開發(fā)以及相關(guān)底層技術(shù)的研究。

2018年，胡勇回國(guó)并加入了中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院。2019年9月，胡勇創(chuàng)立了瑞吉生物，致力于開發(fā)基于mRNA的疫苗及治療藥物。此時(shí)，新冠疫情尚未暴發(fā)，mRNA在全球范圍內(nèi)都屬于新興賽道，瑞吉生物也稱為國(guó)內(nèi)最早的mRNA技術(shù)公司之一。

2022年6月以來(lái)，瑞吉生物主導(dǎo)研發(fā)的全球首款凍干型新冠mRNA疫苗（Omicron）RH109分別在菲律賓、新西蘭和中國(guó)香港獲得臨床批件，并在國(guó)內(nèi)開展了研究者發(fā)起的臨床試驗(yàn)。

研究團(tuán)隊(duì)利用上述技術(shù)，制備了編碼新冠病毒原始毒株、Delta及Omicron突變株的刺突蛋白的NTD-RBD區(qū)域的凍干型耐高溫mRNA-LNP疫苗。接下來(lái)研究團(tuán)隊(duì)在小鼠、兔子上驗(yàn)證這些疫苗的安全性和有效性。

由于老年人最易受到新冠感染的影響，研究團(tuán)隊(duì)還在老年恒河猴（6歲）上進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)果顯示，間隔21天的兩次凍干Omicron mRNA-LNP疫苗（LyomRNA-Omicron）接種，能夠同時(shí)誘導(dǎo)針對(duì)Omicron BA.1、BA.2以及野生型病毒的中和抗體。

老年恒河猴接種兩劑LyomRNA-Omicron疫苗，能夠產(chǎn)生高水平中和抗體

由于Omicron的高逃逸能力，疫苗加強(qiáng)接種很有必要，在我國(guó)，滅活疫苗是最廣泛接種的新冠疫苗。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了在接種滅活疫苗的基礎(chǔ)上進(jìn)行LyomRNA-Omicron疫苗加強(qiáng)接種的實(shí)驗(yàn)。

在小鼠中，在接種兩劑滅活疫苗后，使用滅活疫苗或LyomRNA-Omicron疫苗進(jìn)行第三針加強(qiáng)接種，結(jié)果顯示，LyomRNA-Omicron疫苗加強(qiáng)接種能夠大幅提高中和抗體滴度。

而在老年恒河猴中，兩劑滅活疫苗接種18個(gè)月后，再使用LyomRNA-Omicron疫苗進(jìn)行第三針加強(qiáng)接種，能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)新冠病毒野生型、Omicron BA.1和BA.2的高水平中和抗體。這表明，在滅活疫苗接種很長(zhǎng)一段時(shí)間后，靈長(zhǎng)類動(dòng)物體內(nèi)針對(duì)新冠病毒的中和抗體水平已經(jīng)很低的情況下，LyomRNA-Omicron疫苗加強(qiáng)接種仍然可以誘導(dǎo)高水平中和抗體。

老年恒河猴加強(qiáng)接種LyomRNA-Omicron疫苗，可誘導(dǎo)高水平中和抗體

鑒于上述優(yōu)異的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了研究者發(fā)起的臨床試驗(yàn)（IIT），共26名志愿者參與，其中19人此前接種2劑滅活疫苗，最后一劑接種在6個(gè)月前，其余7人接種了3劑滅活疫苗，最后一劑接種在2個(gè)月前，前者被分配到隊(duì)列1，后者被分配到隊(duì)列2。

在隊(duì)列1中，志愿者體內(nèi)針對(duì)新冠病毒尤其是針對(duì)Omicron的中和抗體滴度幾乎為0，而在加強(qiáng)接種LyomRNA-Omicron疫苗14天后，他們針對(duì)新冠病毒原始毒株、Omicron BA.1、BA.2的中和抗體滴度分別提高到了加強(qiáng)接種前的253倍、725倍和420倍。此外，相比使用滅活疫苗進(jìn)行第三劑加強(qiáng)接種，使用LyomRNA-Omicron疫苗加強(qiáng)接種能夠?qū)⒅泻涂贵w滴度提高數(shù)十倍。

在隊(duì)列2中，使用LyomRNA-Omicron疫苗進(jìn)行第四劑加強(qiáng)接種14天后，他們針對(duì)新冠病毒原始毒株、Omicron BA.1、BA.2的中和抗體滴度分別提高到了加強(qiáng)接種前的131倍、251倍和98倍。

此外，在加強(qiáng)接種LyomRNA-Omicron疫苗后，針對(duì)Omicron BA.4仍能保持很高的中和抗體水平。

使用LyomRNA-Omicron疫苗進(jìn)行加強(qiáng)接種，可在人體內(nèi)誘導(dǎo)產(chǎn)生高滴度中和抗體

在這26名接種LyomRNA-Omicron疫苗的志愿者中，沒有觀察到2級(jí)及以上不良事件，沒有人的體溫超過(guò)37.5°C，有4人出現(xiàn)輕度癥狀（1人肌肉注射部位紅腫，1人頭暈，2人腋窩淋巴結(jié)疼痛）這些癥狀均在5天內(nèi)消失。

這些結(jié)果表明，LyomRNA-Omicron適合作為滅活疫苗的加強(qiáng)疫苗，對(duì)新冠病毒野生型和Omicron突變株具有良好的免疫效果，同時(shí)副作用輕微。