近年来，新冠、流感、生殖器疱疹、呼吸道合胞病毒等病毒性疾病的mRNA疫苗迅速发展。由于mRNA技术的多功能属性，这一生物药新领域正迅速利用其具有的广泛应用潜力，从自身免疫性疾病到蛋白质替代疗法等方面也引起生物药业界瞩目。

在COVID-19新冠疫苗开发之前，以肿瘤学为目标开发mRNA疫苗一直是该领域热点，因而新技术的下一个重大临床突破出现在癌症领域具有极大的可能性。像美国的Moderna、德国的BioNTech和CureVac等生物技术公司，均在进行晚期黑色素瘤等疾病以及卵巢、结直肠和胰腺癌等其他恶性肿瘤的临床试验。

市场机遇和挑战并存

未来十年，一种mRNA癌症疫苗新药很有可能会上市。然而，癌症疫苗研究必须克服一系列棘手的挑战。例如，针对实体肿瘤疫苗的开发必须个性化，寻找到针对患者特异性的新抗原，以便在手术切除肿瘤组织后防止或延迟其复发。

另外，制药企业也在开发mRNA制造的创新方式，例如CureVac已与特斯拉建立合作伙伴关系，积极探索生物打印机是否可以实现自动化生产。不过，现阶段的成本可能会很高。

mRNA新技术还有助于克服CAR-T细胞疗法新药所遇到的生产挑战，如CD19嵌合抗原受体T细胞免疫疗法生物新药Kymriah（替沙来塞）及CD19导向自体CAR-T细胞免疫疗法生物新药Yescarta（阿基仑赛）。这些生物技术新疗法在血液肿瘤和淋巴瘤治疗方面表现出了很大潜力，但它们不得不依赖于耗时多、难扩产和较昂贵的制造过程。

令人鼓舞的是，新技术研究表明，mRNA的类疫苗注射剂可以在原位诱导CAR-T细胞。《科学》杂志报道，去年，美国宾夕法尼亚大学的团队与加拿大RNA生物制药公司Acuitas Therapeutics合作，利用mRNA技术将普通T细胞改造为机体内功能性的CAR-T细胞，此类细胞减少了纤维化，并在小鼠心衰模型中恢复了心脏功能。

mRNA技术也有望在基因编辑方面实现突破。例如，对于腺相关病毒（adeno-associated viruses）疗法，CRISPR-Cas9 mRNA和合成的单导RNA核糖核蛋白可以使基因编辑组分的非病毒传递成为一个有吸引力的替代方案。

虽然多个临床试验表明，腺相关病毒疗法具有长期疗效，但仍存在安全隐患。其中，包括潜在的插入突变，甚至致癌作用。非病毒方法的较低免疫原性允许重新给药，还可以提供更好的控制效果，降低脱靶效应和潜在毒性。

优化有效载荷和释药

未来的mRNA疫苗和治疗领域面临着许多机会。当前，生物药研发在mRNA的生成、纯化和细胞传递方面取得了许多进展，但仍然存在不少挑战，包括优化有效载荷、减少毒性和提高靶向效率。

许多公司希望探索在定制脂质纳米粒（cLNP）中使用mRNA有效载荷的可能性，这一可能性在COVID-19疫苗中已经实现。如eTheRNA公司一直致力于改进LNP（Lipid Nanoparticle）技术，以及优化mRNA有效载荷的研究。特别是在涉及mRNA构建设计时，需要考虑超出目标编码序列的许多因素。

mRNA的加帽（封盖）技术对于最小化降解和减少固有免疫反应至关重要，而设计良好且精心匹配的未翻译区域（UTRs），可以显著增加mRNA的表达量。优化构建的最终组成部分——多聚A尾（the poly A tail），对于确保产品的稳定性和完整性非常重要。

另一个关键问题涉及如何提高mRNA cLNP的靶向效率，因为cLNP的生物分布通常很广，并且主要指向肝脏。治疗需要针对敏感的器官，甚至细胞类型进行靶向；同时，将足够的有效载荷输送到组织深处，以引发所需的反应。

总的来说，现有两种不同的方法正试图解决这个问题。第一种为“主动靶向”。在这个过程中，一个分子伴侣在化学上与cLNP结合，以帮助并引导其朝着所需位置前进。第二种为“被动靶向”。其中，cLNP可以通过修改脂质组成和粒子大小来设计或制造，从而在某些组织中具有倾向性。

改善冷链要求促应用

疫苗的冷链要求限制了疫苗的分发，特别是在基础设施有限的贫穷国家。

因此，在过去的3年中，制药企业进行了大量关于冻干或冷冻干燥的研究。通过这一常用的制药工业技术，可以从药物工艺中去除水分，以增加产品的稳定性和保质期。如果可以开发出mRNA-cLNP疫苗冻干技术，就可以在不需要冷却或冷冻的情况下将疫苗运送到全球。

事实上，这个过程并不简单，需要精细选择冻干缓冲液、循环过程参数和温度。当产品恢复时，必须证明mRNA和cLNP组分的性质和特征未发生改变，不至于不安全或效率低下。一些关键的理化参数，如粒径、适当的载荷封装和脂质组分的稳定性，在冻干和随后的储存过程中对生物性能同样至关重要，必须确保不变。

一些研究团队已成功证明了冻干cLNPs中含有小干扰RNA（siRNA）或mRNA的能力。不过，用水重建的情况下，在几周或几个月的储存过程中保持有效性方面仍存在挑战。如卡内基·梅隆（Carnegie Mellon）大学的研究人员成功地冻干了siRNA-LNPs，但在恢复后的体外效力上要低很多。韩国生物制药公司EyeGene的科学家也进行了另一项相关的冻干研究，他们成功地冻干了mRNA-cLNP COVID-19疫苗，并且表明重组制剂在小鼠中仍然能够诱导强烈的免疫反应，但他们没有检查产品在存储一段时间后是否保持稳定。

所有RNA生物制药公司都在努力开发新技术来克服上述障碍，已经呈现出柳暗花明又一村的新迹象。加拿大生物制药公司Tekmira为治疗扎伊尔埃博拉病毒感染，初步突破了siRNA-cLNP冻干技术，并在Ⅰ期临床试验中显示出了复原制剂具有等同疗效。

疫苗研发的创新目标是生产出具有热稳定性，且保质期能够超过6个月的冻干疫苗，这种疫苗将会具有重大需求。更为重要的是，冻干疫苗将解决传统上令人烦恼的冷链运输问题，更适用于世界各国的运输。尽管这一目标尚未实现，但依然吸引着大量资源聚焦开发。

专利格局复杂而多变

mRNA新技术有望开辟以前临床上无法治疗的疾病疗法途径。因此，mRNA疗法代表了一种颠覆性技术，预计将会改变许多疾病的标准治疗方法。当然，RNA治疗的创新也可能面临非技术性的许多挑战。其中就涉及第三方知识产权（IP），从mRNA和cLNP的角度来看，这是一个重要的影响因素。

当前，知识产权布局扑朔迷离。例如，有一些公司持有与mRNA技术的核心组分相关的潜在限制性专利。最常见的有加帽专利技术，而大部分IP都锁定了RNA基本组成单元即改性核苷三磷酸盐的使用。另外，部分公司也掌握了与cLNPs中使用的脂质配方和特定脂质有关的IP。

复杂的知识产权竞争格局可能会对该领域产生限制作用，因为RNA初创公司必须确定是否负担得起这些不同技术的商业许可。当那些公司选择改性核苷三磷酸盐时，发现除了要考虑生物学最优匹配原则外，还必须考虑许可问题。

诸如此类的现象，都是mRNA这一新兴领域需要正视并克服的障碍。然而，考虑到mRNA平台在解决众多未满足的临床需求方面问题所具备的重要潜力，以及已投向mRNA的巨额投资，业内普遍确信其未来光明无限。

（编译自《GEN Edge》）

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