看过相声的各位一定都曾被负责逗哏的相声演员逗得捧腹大笑，而捧哏更多的是充当一个绿叶和“推波助澜”的作用。
郭德纲和于谦在表演（来源：网络）
如果把一种疗法比作相声演员中的逗哏，那么递送工具就是完成“相声”的优秀捧哏。在mRNA疗法领域更是有一个“铁杆”捧哏——脂质纳米颗粒（LNP）。为什么说它是铁杆，是因为基因疗法可以搭乘各类病毒进行疗法的开发，例如AAV病毒、AdV病毒、LVV病毒等，不同的适用领域有着不同的优势载体，有的还可以直接通过物理手段递送。但是如今风头正盛的mRNA，常伴在侧的最佳拍档基本都是LNP。上世纪80年代，英属哥伦比亚大学的Pieter Cullis教授在研究中发现抗癌药物可以扩散并停留在脂质体（liposome）中，而且这些脂质体在注射到患癌症动物体内后会穿过肿瘤脉管系统进入细胞并将药物释放出来。脂质体是由磷脂双层制成的中空球形囊泡，细胞膜的基本结构也是磷脂双分子层，因此脂质体具有很好的生物相容性。Cullis团队最初希望利用脂质体把一些有毒的抗癌药物安全地递送到肿瘤中，后来在90年代中期，他们开始尝试利用脂质体递送更大的分子，如核酸药物（DNA或RNA）。
Pieter Cullis（来源：英属哥伦比亚大学）
彼时遗传学的研究如火如荼，利用核酸药物从基因水平开发疾病的治疗方法成为一个新兴的研究方向，但是用传统的脂质体向细胞内递核酸显然不太行，因为核酸是带负电的，天然脂质也都带负电，这意味着二者不会很好地结合。想要解决这个问题需要向脂质体中添加带正电荷的脂质来平衡带负电荷的核酸，然而自然界中并没有阳离子脂质，而且带正电的脂质毒性很大，会将细胞膜撕裂。Cullis团队开发出了一种在特定条件下才带电的新型脂质，这种脂质在酸性（低）pH值的环境下带正电，此时能与带负电的核酸很好地结合，但在血液（生理pH环境）中呈中性，能减少阳离子脂质的毒性作用。而且当使用微流体将溶解在乙醇中的脂质与溶解在酸性缓冲液中的核酸混合时，脂质与核酸能自发形成LNP。LNP能通过内吞作用被细胞吸收，并且脂质在低pH值下具有可电离性，再通过内体逃逸将其所递送的药物释放到细胞质中。此后，经过不断地优化，LNP逐渐应用在多种核酸药物的递送中。2018年，FDA批准了第一款使用LNP递送的核酸药物patisiran，这是一款RNA干扰疗法，用于治疗转甲状腺素蛋白家族性淀粉样多发性神经病（TTR-FAP），这也是FDA批准的第一款siRNA药物。mRNA疫苗或药物在体内发挥作用的关键在于避免被机体免疫系统当作外来侵略者而清除掉，除了Katalin Karikó和Drew Weissman对mRNA结构做出的关键修饰，LNP对于mRNA胞内功能的发挥也起着非常重要的作用，不仅可以保护mRNA免于降解，还可以让核酸进入细胞。
来源：参考资料[2]
辉瑞/BioNTech、Moderna的新冠mRNA疫苗使用的LNP是4种脂质分子的混合物，其中3种有助于提高粒子的结构和稳定性，第4种是可电离脂质，这些脂质分子大都带有正电，与带负电的mRNA结合，并能在血液的碱性环境中失去电荷，从而大大降低毒性作用。Pieter Cullis教授作为LNP的先驱人物，由他或他实验室成员创立的LNP技术开发公司非常多，包括Acuitas Therapeutics、Arbutus Biopharma、Precision NanoSystems、AbCellera等。其中，辉瑞/BioNTech和CureVac开发的mRNA疫苗所用的LNP均来源与Acuitas，AbCellera正与礼来合作开发新冠抗体疗法。
大节点代表相关实体，边代表两个实体之间的协议或专利。实体周围较小的节点代表被确定为与基础疫苗技术相关的专利。UPenn，宾夕法尼亚大学；UBC，英属哥伦比亚大学（来源：参考资料[5]）
截止2021年10月9日，全球有超60个mRNA疫苗/药物进入临床，这些疫苗/药物大都使用了LNP及其变体进行递送，而且LNP还可被用于其它核酸药物以及CRISPR基因编辑器的递送中。
mRNA疫苗/药物开发公司现状，数据截止2021年10月9日
如今，全球mRNA研发逐渐兴起，随着众多海外人才归国创业，国内LNP技术开发公司也呈星星之火之势。作为mRNA递送的黄金拍档，LNP技术在得到了更多的注目和研发力量的投注后，也更有潜力获得更大的突破。高田生物创始人兼CSO
徐宇虹博士
徐宇虹博士：高田生物创始人兼CSO，北京大学学士，纽约州立大学博士。从事脂质纳米载体研究近 30 年，研究生期间首次提出并发表了阳离子脂质内含体逃逸理论，作为LNP基因转染机理沿用至今。曾任美国Chiron Corp制剂研究员，默沙东高级研发科学家、GSK（上海）研发中心转化医学总监、上海交通大学特聘教授。发表学术论文百余篇，作为主要发明人获得授权专利近五十项。
对比病毒载体，LNP的优势包括基本没有预存（pre-existing）免疫原性、被天然免疫机制干扰的机制较少、不会被野生或重组的活病毒的污染以及随机整合到基因组的风险小等。对比其他纳米载体，LNP的优势是研究人员对使用脂质载体递送药物的研究已很深入，对原料的控制、工艺开发、载体的质量标准、安全性评价等都有很多经验，并且LNP具有清晰的开发路径。
亟需克服的挑战无论是脂质体还是脂质纳米粒，都已经有近三十年的发展和应用历史。其中Cullis教授团队有很多贡献，但也有很多其他开拓者，积累了很多成功的经验和失败的教训，所以LNP今天被“只取一瓢饮”，应该感谢所有这些先驱打下的基础。
LNP发展到现在，进一步突破的瓶颈是需要针对不同的应用优化其体内的分布与药效/毒性间的关系（PK-PD/TX）。病毒载体有tropism（向性），LNP也有其固执的习惯，比如对肝、脾以及网状内皮系统（RES）的向性和组织间质中的扩散局限，如何针对这些问题设计更好的载体，扩大药物和基因递送的应用范围，优化载体针对靶细胞的有效递送，减少针对非靶细胞的无效递送，都是我们未来努力的方向。
高田生物有一套完整的LNP研发、生产和质控体系，主要进行自有管线的开发，也开展一些战略合作项目和对外授权。目前高田生物自有管线中两个小分子化合物的脂质体（liposome）已进入临床研究，还有一个抗体脂质体产品正在IND。后面的管线中将有包括mRNA药物在内的更多LNP复杂制剂产品。
未来发展的期待核酸药物的另外一个名称叫基因治疗，包括RNAi在内的特异性基因调控和编辑分子都可以被归为基因治疗。这个领域有过酷暑也有过寒冬，其突破的前提还应该是科学家们对疾病发病机理和基因调控技术研究的进步，希望这个酷夏之后是收获的金秋。将疗法和递送工具分别比作“逗哏”和“捧哏”很有意思，实际上，首先笑话要好笑，“捧哏”才有意思，但是“捧哏”的人如果不懂笑话，瞎捧也不行。两个角色必须配合得天衣无缝，才能有一个好作品。期待未来能有更多针对人类健康的痛点的药物被研发出来，也希望能看到更多的LNP被应用到这些药物中。参考资料：[1] Tenchov R., Bird R., Curtze A.E., et al. Lipid Nanoparticles—From Liposomes to mRNA Vaccine Delivery, a Landscape of Research Diversity and Advancement. ACS Nano (2021)[2] Buschmann M.D., Carrasco M.J., Alishetty S., et al. Nanomaterial Delivery Systems for mRNA Vaccines. Vaccines (2021)[3] Without these lipid shells, there would be no mRNA vaccines for COVID-19（来源：c&en）[4] Horejs, C. From lipids to lipid nanoparticles to mRNA vaccines. Nature Reviews Materials (2021)[5] Gaviria, M., Kilic, B. A network analysis of COVID-19 mRNA vaccine patents. Nature Biotechnology (2021)
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