来源:Nature Biomedical Engineering记者:University of Chicago
图片来源: Courtesy of Hossainy et al.
芝加哥大学分子工程学院团队报道了一种“加热到室温就自动成型”的聚合物纳米颗粒平台,可在水溶液、室温、零有机溶剂条件下高效封装蛋白与RNA,并完成免疫激活、免疫抑制及肿瘤基因沉默等多种体内验证,为低成本、去中心化生产下一代生物药与疫苗打开了想象空间。该纳米颗粒主要有以下三个特点:
制备像“回温”一样简单:从冰箱温度升至室温,聚合物在水中自组装成均一的“聚合体囊泡”,无需微流控与醇类溶剂。
装载范围广:可稳定装载脆弱的蛋白质及RNA;蛋白装载率高,siRNA装载率接近定量,并可冻干储存、用时复溶。
多场景有效:同一配方既能做疫苗式递送诱导持久抗体,也能用于免疫耐受(过敏哮喘模型)或肿瘤内基因沉默。
它解决了什么痛点
当前常用的脂质纳米颗粒推动了mRNA疫苗发展,但制备依赖有机溶剂和精细工艺,对蛋白这类更易失活的分子并不友好,也增加了放大生产与全球分发的难度。新平台基于热可逆自组装聚合物,在温和水体系中成形,更适配蛋白与核酸的联合递送与规模化。
关键原理与工艺亮点
研究团队自下而上设计聚合物化学结构,使其在低温完全溶解、升至室温后自发形成尺寸可控的囊泡,将药物“打包”进入囊泡腔体或膜层。颗粒的尺寸与形貌主要由聚合物化学本征决定,避免了传统体系常见的粒径分散问题。制剂可冻干为粉,运输储存更稳定;使用时冷水溶解、回温自组装即可。
动物实验结果概述
在疫苗场景,携带蛋白抗原的囊泡在小鼠中可诱导持久抗体反应;在免疫耐受方面,递送特定蛋白可抑制过敏性哮喘模型的免疫反应;对于肿瘤基因沉默,肿瘤内注射携带siRNA的囊泡可阻断癌相关基因表达并抑制肿瘤生长。
上述效果均在同一基础配方下实现,无需为不同适应症反复更换材料体系。
为何值得关注
首先是蛋白递送友好。水相、常温自组装工艺,降低蛋白在有机溶剂和强剪切下的失活风险。
其次,去中心化制造。冻干粉末可长途运输、低门槛现场配制,为资源受限地区的疫苗接种与生物药给药提供新范式。
此外,一配方多用途。同一体系覆盖免疫激活—免疫抑制—肿瘤基因治疗三类场景,减少研发与生产切换成本。
目前该纳米颗粒已在蛋白与siRNA上实现高装载和体内功效验证,但体量更大的mRNA仍需进一步优化与系统评估。团队计划拓展更多类型货物,并推进临床前合作,系统考察安全性、免疫原性、组织分布与长期稳定性等关键指标。
把复杂纳米药“做简”的路线,往往更接近真实世界的可及性。这项工作最大的价值,不仅在于“能做”,更在于“到处都能做”。当然,从概念走向临床仍有距离,但它已为低成本、低门槛、广覆盖的生物药与疫苗递送提供了一个清爽的工程模板。
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更新时间:2025-08-12
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