mRNA疫苗在對抗新冠的過程中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。然而，較低的存儲和運輸溫度，在一定程度上限制了其適用可及性。文中，作者提出了一種精準(zhǔn)溫控的凍干技術(shù)，凍干后的mRNA-LNPs理化性質(zhì)維持良好，且在40°C條件下保存2個月，或25℃條件下保存6個月，mRNA無明顯降解、小鼠免疫效果未下降，該凍干技術(shù)極大提高了mRNA-LNP的穩(wěn)定性和可及性。

凍干是一種在真空下低溫升華除去水分的方法。這是一種相對溫和的干燥方法，適用于脆弱的生物大分子或膠體納米顆粒。然而，mRNA-LNPs的干燥是一種更復(fù)雜的技術(shù)，因為冷凍和脫水的過程會引入機械力，使載體結(jié)構(gòu)變形，導(dǎo)致載體聚集、mRNA斷裂或泄漏。使用精準(zhǔn)溫控，殘留含水量較低的優(yōu)化凍干技術(shù)，可以有效地保持mRNA-LNPs長期保存的理化性質(zhì)和生物活性。圖1可以看出，凍干后的LNPs，其大小和多分散性指數(shù)變化不大，說明優(yōu)化后的凍干工藝沒有改變其基本物理性質(zhì)。

圖1.LNPs電鏡圖


圖2.凍干及復(fù)溶后mRNA-LNPs狀態(tài)圖
 

在凍干過程中，升華時除去水分子，填充糖分子以維持mRNA-LNPs的結(jié)構(gòu)完整性；而復(fù)溶后的液體呈均勻半透明狀，與新鮮制備的mRNA-LNPs無差異（見圖2）。并且，經(jīng)毛細管電泳檢測后發(fā)現(xiàn)，mRNA的完整性也得以很好地保持（見圖3），表明凍干過程沒有破壞mRNA的結(jié)構(gòu)。

圖3.毛細管電泳分析圖
 

圖4.凍干LNPs長期穩(wěn)定性分析圖

在4°C和25°C條件下，凍干6個月內(nèi)的LNPs，其大小、PDI、EE或mRNA完整性均無明顯變化（見圖4）。且在25°C條件下，6個月后，LNPs仍能保持良好的納米形態(tài)（見圖1）。

圖5.HPLC-CAD成分分析圖

此外，我們通過高效液相色譜電霧式檢測器法（HPLC-CAD）分析脂質(zhì)。結(jié)果顯示，四種脂質(zhì)成分均定量的存在，沒有脂質(zhì)降解的跡象。由此分析，凍干mRNA-LNPs能保持良好的物理性質(zhì)應(yīng)歸因于超低的含水量（< 2%）和含氧量（未檢測到密封瓶漏氣）。

Omicron mRNA凍干疫苗能同時誘導(dǎo)高水平的體液免疫和細胞免疫

圖6. LyomRNA-Omicron激活免疫數(shù)據(jù)圖

分析圖6中的數(shù)據(jù)可以得到：Omicron RBD的結(jié)合抗體滴度與疫苗使用劑量有相同的變化趨勢（圖6a、b）；且凍干疫苗能更強的激發(fā)CD4⁺、CD8⁺T細胞的產(chǎn)生（圖6c、d）；對于OmicronBA.1 / BA.2 / BA.3，LyomRNA-Omicron也有較好的中和效果，但對BA.4的中和活性與BA.1相比，GMT降低了20倍。總的來說，LyomRNA-Omicron可誘導(dǎo)有效的體液免疫和Th1顯性細胞免疫。

Omicron mRNA凍干疫苗可增強人體免疫

圖7.LyomRNA-Omicron人體內(nèi)免疫數(shù)據(jù)圖

為多名志愿者接種LyomRNA-Omicron作為加強疫苗，接種后無嚴(yán)重不良反應(yīng)，安全性良好，且針對不同的變異株，抗體滴度均有大幅提升（見圖7）。因此，LyomRNA-Omicron適合作為滅活疫苗的加強疫苗，對SARS-CoV-2野生型和Omicron變體均具有良好的免疫效果。

結(jié)論
mRNA-LNPs疫苗的不穩(wěn)定性，決定了其低溫冷鏈儲運的苛刻條件，這極大地限制了疫苗的可獲得性。文中，作者通過優(yōu)化的凍干技術(shù)，成功的實現(xiàn)了mRNA-LNP疫苗在更高溫度下的長期保存。此技術(shù)的應(yīng)用對mRNA疫苗的存儲和運輸提供了更大的可能性，對于SARS-CoV-2等流行疾病的廣泛預(yù)防提供了更強的助力。

參考文獻
[1] Ai, L., Li, Y., Zhou, L. et al. Lyophilized mRNA-lipid nanoparticle vaccines with long-term stability and high antigenicity against SARS-CoV-2. Cell Discov 9, 9 (2023). https://doi.org/10.1038/s41421-022-00517-9