今日，Moderna公司举办了第五届科学和技术日（Science and Technology Day）活动。mRNA技术在新冠疫苗开发方面的成功也让mRNA技术平台成为行业关注的热点。作为一家已经在mRNA领域耕耘十年的生物技术公司，Moderna一直在致力于扩展mRNA技术平台的临床应用，在今天的科学和技术日报告中，该公司介绍了在改良mRNA疗法递送和稳定性方面的最新进展。

吸入式mRNA递送技术的最新进展

Moderna公司高管在报告中指出，截至2022年第一季度，Moderna的研发管线中包含46个研发项目，覆盖多种不同的治疗模式。不同的治疗模式需要递送mRNA的不同方式，包括皮下注射，肌肉注射，心脏内注射，肿瘤内注射，静脉输注，以及吸入式递送。

大多数mRNA递送的方式需要将mRNA包裹在脂质纳米颗粒（LNP）中，这些LNP由多种脂质组成，针对不同的递送方式，它们的配方需要进行优化，以获得最好的递送效果。此前，Moderna公司已经针对肌肉注射，静脉输注和肿瘤内注射开发了不同的LNP配方。在今天的报告中，该公司着重介绍了吸入式LNP配方的开发过程。

▲LNP是递送mRNA疗法的主要方式（图片来源：Moderna官网）

针对肺部疾病，吸入式mRNA疗法与其它递送方式相比，能够最大限度地提高药物在肺部的浓度，可用于治疗多种疾病，比如囊性纤维化（CF），肺结核，新冠肺炎，慢阻肺等等。然而，成功开发吸入式mRNA疗法需要解决多种挑战，包括能否将mRNA递送到靶标细胞中，并且在细胞中表达蛋白，将LNP雾化之后能否维持其功能等等。

Moderna的研究人员最初发现，使用以前的LNP配方递送的mRNA并不能有效在肺上皮细胞中驱动报告蛋白的表达。于是他们使用了多种技术对LNP和mRNA进行追踪，他们用荧光颜料标记了LNP，给mRNA表达的蛋白加上标记，还使用新技术来追踪核糖体上新多肽链的产生。这些技术可以让研究人员确定，吸入式mRNA疗法在进入肺部后，是在哪个步骤受到阻碍，导致肺上皮细胞无法表达蛋白。

▲追踪吸入式mRNA递送和蛋白表达的技术（图片来源：Moderna官网）

使用体外肺组织模型进行的研究发现，虽然携带mRNA的LNP能够被60%的肺上皮细胞吸收，但是只有1%的细胞能够表达mRNA编码的蛋白。这意味着，mRNA虽然成功进入细胞的内体（endosome），但是只有很少的mRNA分子能够脱离内体，在细胞质中驱动蛋白合成。

基于这一对mRNA递送过程细节的理解，研究人员专注于在维持细胞吸收LNP效率的同时改进LNP配方，优化蛋白表达，最终显著提高了吸入式LNP配方递送的mRNA在肺上皮细胞中的表达水平。

▲针对肺部递送的LNP配方优化LNP的吸收和蛋白表达（图片来源：Moderna官网）

在非人灵长类动物模型中，雾化递送的吸入式mRNA药物能够在气道上皮中驱动广泛的蛋白表达。

图片来源：Morderna官网

Moderna已经和Vertex公司达成合作，开发表达CFTR的吸入式mRNA疗法，用于治疗囊性纤维化。这一合作开发的候选疗法预计将在今年下半年递交IND申请，然后启动临床试验。

改善mRNA药物稳定性的最新进展

mRNA本身具有不稳定性，因此想要将它们开发成疗法，提高mRNA的稳定性在延长药物存储时间和保质期方面具有非常现实的意义。

Moderna公司的研究人员在研究中发现，LNP配方中的可电离叔胺可以与mRNA产生化学反应，生成加合物（adducts）。这种加合物会导致mRNA无法被翻译，从而降低mRNA编码的蛋白的表达。由于这种成份在多种包含可电离脂质的LNP配方中存在，这一降低mRNA表达能力的机制可能在业界广泛使用的LNP产品中存在。

图片来源：Moderna官网

该公司的研究指出，在携带mRNA的LNP生产过程中，需要使用不同手段降低加合物的生成，这可能带来多种益处，包括改善产品保质期，让产品能够在更高的温度下储存，并且维持产品的活性和制造批次之间的一致性。比如，Moderna指出使用Tris缓冲液可以减少加合物的生成，允许mRNA产品在2-8℃环境下的长期储存。

在Moderna的科学和技术日报告中，该公司还介绍了肌肉注射mRNA疫苗的体内生物分布数据，以及该公司指导疫苗剂量选择的模型。限于篇幅本文不再详述。

参考资料：

[1] MODERNA ANNOUNCES ADVANCEMENTS IN MRNA PLATFORM SCIENCE FOR APPLICATION ACROSS MULTIPLE DISEASES AT SCIENCE AND TECHNOLOGY DAY. Retrieved May 17, 2022, from https://investors.modernatx.com/news/news-details/2022/Moderna-Announces-Advancements-in-mRNA-Platform-Science-for-Application-Across-Multiple-Diseases-at-Science-and-Technology-Day/default.aspx

[2] Moderna Science & Technology Day 2022. Retrieved May 17, 2022, from

ppt原文：https://s29.q4cdn.com/435878511/files/doc_presentations/2022/05/Science-Day-2022-Master-Slides-FINAL-(05.17_7am).pdf