浅析脂质纳米颗粒(LNP)药物传递技术.

前段时间，有几个老师在咨询脂质体载药方面的问题，起初，我也不是很了解，但是通过和老师的沟通过后，逐渐也对其有了兴趣，于是便想对其做一个归纳，希望能让更多的人也了解到脂质体，对于标书设计也提供了一个新的思路。因此也翻阅了一些文章，百科和公众号，如有重复，无需意外。当然我们也不排除脂质体作为药物传递量产化的局限性，这个还是需要我们的科研人员在这个方面做出更大的突破，早日进入临床实验。

什么是脂质体

脂质体是一种人工膜。在水中磷脂分子亲水头部插入水中，脂质体疏水尾部伸向空气，搅动后形成双层脂分子的球形脂质体，直径25~1000nm不等。脂质体是最经常由磷脂，特别是磷脂酰胆碱，但也可以包括其它脂类，如蛋磷脂酰乙醇胺，只要它们是兼容的脂质双层结构。脂质体设计可以使用表面配体来附着于不健康的组织。脂质体的主要类型是多层囊泡（MLV，具有多个层状相脂质双层）、小单层脂质体囊泡（SUV，具有一个脂质双层）、大单层囊泡（LUV）和耳蜗囊泡。一种不太理想的形式是多囊脂质体，其中一个囊泡包含一个或多个较小的囊泡。

脂质体可用于转基因，或制备的药物，利用脂质体可以和细胞膜融合的特点，将药物送入细胞内部.

脂质体的机制

脂质体是由磷脂为膜材包合而成，磷脂是形成脂质体双分子层的基础物质，具有良好的生物相容性。

脂质体与细胞膜（生物膜）结构相似，主要成份磷脂等类脂物是细胞膜的主要成份，所以脂质体与细胞膜之间有很强的亲合力。

脂质体的膜与生物膜融合，脂质体所包含的活性成份被释放而进入细胞内，或者整个脂质体被细胞吞噬，活性成份在细胞内被吸收。

脂质体给药的另一种策略是靶向内吞作用。脂质体可以制成特定的大小范围，使其成为天然巨噬细胞吞噬作用的可行目标。这些脂质体在巨噬细胞的吞噬体中可能被消化，从而释放其药物。脂质体也可以用调理素和配体装饰，以激活其他细胞类型的内吞作用。

使用脂质体将DNA转化或转染到宿主细胞中被称为脂质转染。

除了基因和药物递送应用外，脂质体还可用作将染料递送至纺织品、杀虫剂至植物、酶和营养补充剂至食物以及化妆品至皮肤的载体。

脂质体的制备脂质体制备分两步：第一选膜材，第二挑制备。

脂质体的膜材分为：

（1）中性磷脂：磷脂酰胆碱（PC）是最常见的中性磷脂，是卵磷脂和大豆磷脂的主要组成成分。其中合成磷脂酰胆碱包括：二棕榈酰胆碱（DPPC）、二硬脂酰胆碱（DSPC）、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）等。

（2）荷负电的磷脂：又被称为酸性磷脂，包括：磷脂酸（PA）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌醇（PI）等。

（3）荷正电的磷脂：均为人工合成品，包括硬脂酰胺（SA）胆固醇衍生物等。

（4）胆固醇（Ch）：作为一种两亲性中性脂质，胆固醇能以高浓度方式渗入到磷脂膜中。

脂质体的制备方法可分为主动载药法和被动载药法两种。被动载药法中脂质体的形成和药物的装载同步完成，而主动载药法则是先形成空白脂质体再载入药物。

比较常用的制备方法：

（1）溶剂注入法：溶剂注入法是比较常用的一种制备脂质体的方法，一般可将膜材分散在乙醇或乙醚中，再将溶液注入药物的水溶液中，挥尽溶剂后再匀化或超声就可得到脂质体。此方法相比于其他方法可以避免使用氯仿等有毒溶剂，并且以安全价廉的乙醇作为溶剂也更有利于大规模推广。但是该法目前也还存在溶剂残留难去除的问题。

（2）薄膜分散法：薄膜分散法简单易操作，一般是将药物溶于有机溶剂后，减压除去溶剂，使脂质在容器壁上形成薄膜，再加入含有水溶性药物的缓冲溶液，充分振摇后得到脂质体。但是此法要使用大量的有机溶剂，耗时长。

（3）逆向蒸发法：一般是将膜材的有机溶液与药物水溶液超声形成W/O型乳液，再减压蒸发，就可得到脂质体。此法适用于水溶性药物和大分子活性物质。

（4）冷冻干燥法：一般是将类脂质高度分散在水溶液中，冷冻干燥后分散到药物水溶液中，形成脂质体。

脂质体的应用

目前，除了mRNA疫苗递送，脂质体被广泛运用在各大疾病治疗领域。

1. 肿瘤治疗领域

肿瘤细胞侵袭力强，破坏性大且与正常细胞的相似性高，所以治疗难度很大，一直以来抗肿瘤研究都是医药界重点探讨攻克的难题。脂质体凭借其独特的优势在癌症治疗中显示出了巨大的潜力。多年来，随着研究的深入，脂质体作为抗肿瘤药物载体的治疗途径和方法也越来越广泛，并形成了具有阶段性特征的发展进程。

2. 抗炎、抗感染药物载体

以结核病的治疗为例，利福平——治疗肺结核的首选药物，可以制备成利福平脂质体气雾剂，通过肺部给药的方式，使药物在肺部均匀沉积，增加药物在肺部的滞留量，延长释药过程，防止局部刺激，从而增加疗效，减少肺外副作用。

3. 眼部疾病治疗领域

开发能够将亲水性和疏水性药物传递到眼睛内部结构并恢复眼前泪膜的眼用制剂，是近年来讨论的前沿课题。将眼用药物制备成脂质体，具有增加角膜通透性、缓释和降低毒性反应等优点。

4. 治疗神经退行性疾病

对于类似于阿尔茨海默病和帕金森病的成人慢性神经退行性疾病治疗来讲，跨血脑屏障( BBB )给药是一个很大的挑战，而通过表面修饰BBB靶向配体的脂质体，可以跨越BBB，达到治疗阿尔茨海默病和帕金森病药物的疗效。

5. 抗疟

抗疟药物水溶性差、渗透性低、生物利用度差，以及细胞内寄生虫的非特异性靶向性，导致剂量要求高，毒副作用大。脂质体技术则可以高效地解决这些问题，并达到缓释、控释的作用，并且还可以降低耐药进展和减少不良反应。

除了以上这些疾病治疗领域，脂质体还可以用于中耳炎、哮喘、血栓等很多疾病的治疗.

目前国内上市的脂质体产品主要为卵巢癌化疗药物紫杉醇注射剂、盐酸多柔比星脂质体注射液和注射用两性霉素B脂质体。可见目前上市的脂质体产品并不多，更多的脂质体产品仍然处于临床试验阶段。

接下来就是介绍一下脂质纳米颗粒（LNP）作为载体传递mRNA应用文章.

新冠疫情的爆发与持续让mRNA这一创新性技术加速进入了临床应用，相应的脂质纳米颗粒（LNP）药物递送技术也受到了颇多关注，FDA批准的两款mRNA新冠疫苗都是以LNP作为递送载体。除了开发疫苗，mRNA在蛋白补充或替代疗法、基因编辑及癌症治疗等方面也具有巨大潜力。目前，大多数的LNP递送系统经静脉给药后都只能将mRNA递送至肝脏。所以，如何将mRNA安全、高效、精准的递送到肝外组织或细胞仍然是一个亟待解决的关键挑战。

第一篇文章是关于传统的LNP载药传递至肝脏。大家有兴趣可以去下载看看。

通过活体成像，体内实验来揭示脂质纳米颗粒增强mRNA功能传递相关的关键药物特性.

我们再着重介绍下另一篇关于mRNA新型肺靶向LNP递送系统.

2022年2月16日，中心科研团队核心成员，复旦大学邱敏研究员联合美国塔夫茨大学许巧兵教授共同在 《美国科学院院报》(PNAS)在线发表了题为Lung-selective mRNA delivery of synthetic lipid nanoparticles for the treatment of pulmonary lymphangioleiomyomatosis的研究论文，发现了一种mRNA新型肺靶向递送系统。在这项研究中，通过对合成的脂质纳米颗粒库进行体内筛选，研究团队发现N系列的LNPs（尾部结构含酰胺键）能够特异性的将mRNA递送到小鼠肺部。而且，研究者们还发现，通过简单改变LNPs的头部结构，就可以将mRNA靶向递送至不同的肺部亚细胞类型。

同时，研究团队利用开发的肺靶向LNP，将编码正常Tsc2基因的mRNA特异性地递送到Tsc2功能缺失的TTJ细胞中，用于由Tsc2 基因突变引起的淋巴管肺肌瘤（LAM）的治疗。LAM是一种肺部罕见病，该研究的合作者哈佛医学院的Henske教授团队发现Tsc2基因变异会让患者的肺部平滑肌组织过度生长，进而形成囊肿，引发淋巴管肺肌瘤。在这项研究中，科学家们发现，通过肺靶向LNP把正常的Tsc2基因直接递送到LAM疾病小鼠肺部TTJ细胞中，可以显著缩小小鼠肺部的囊肿。

因此，该研究开发了一种肺靶向的LNP递送系统，为针对肺部疾病的mRNA药物开发提供了更精准、高效的递送平台。同时，我们也期待更多的科学家们能够继续为疾病提供更多的可行性治愈方案。

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