图1. 可电离脂质四代迭代与 LNP 四组分体系构成示意
2025 年 ASCO 年会公布了 Moderna mRNA-4157(V940)联合 Keytruda 用于 III/IV 期黑色素瘤辅助治疗的 KEYNOTE-942 IIb 期更新数据:中位随访 34.9 个月,联合治疗组的 2.5 年无复发生存率达 74.8%,复发或死亡风险降低 49%(HR=0.510,80% CI: 0.351-0.743;80%置信区间较常规95%区间更窄,反映该IIb期试验采用探索性统计设计)[1]。mRNA-4157 已获 FDA 突破性疗法认定,III 期试验已完成入组,预计将向 FDA 提交 BLA。mRNA-4157 采用的 LNP 配方基于 Moderna 的 SM-102 平台,四组分体系为 SM-102 可电离脂质、磷脂辅料、胆固醇和 DMG-PEG2000——这套配方的安全性已经在 COVID-19 疫苗中积累了大规模接种的数据,是肿瘤疫苗快速启动临床的先决条件。
2026 年 H1 最受关注的另一条管线是 BioNTech 的 BNT122(autogene cevumeran)。2023 年发表在 Nature 上的 I 期临床试验结果显示,16 名胰腺癌术后患者接受 BNT122 联合化疗(mFOLFIRINOX)维持治疗后,8 名患者产生了针对新抗原的 T 细胞应答。在中位随访 3.2 年时,这 8 名应答者的复发风险较未应答者降低了 86%(HR=0.14),应答者未达到中位无复发生存期,而未应答者的中位 RFS 为 13.4 个月[2]。胰腺癌是公认的「冷肿瘤」,PD-1 单药几乎无效。BNT122 的策略是用编码多达 20 个新抗原的 mRNA 触发足够强的 T 细胞反应,进而把免疫微环境从「冷」转向「热」。
需要特别说明的是,BNT122 使用的递送系统是 BioNTech 专有的 RNA-LPX(RNA-脂质体)平台,而非标准 LNP 四组分体系。RNA-LPX 是一种阳离子脂质体平台,与辉瑞/BioNTech COVID-19 疫苗中使用的 ALC-0315 LNP 体系在设计哲学上有本质区别——前者侧重淋巴结靶向递送,后者侧重肌肉注射后的全身性抗原表达。但两者在 mRNA 递送效率上都达到了临床可用的水平。
同期,中国本土 mRNA 疫苗企业也在加速布局肿瘤疫苗管线。斯微生物(StemiRNA)的 LPP 个性化肿瘤疫苗已在澳大利亚开展 I 期临床;艾博生物(Abogen)和丽凡达(Liverna)等企业也在推进各自的 mRNA 肿瘤疫苗候选药物。这些中国管线的共同特征是从「复制 SM-102/ALC-0315 结构」转向「自研脂质结构 + 差异化降解路径」,部分项目已使用中国本土供应商提供的 DSPC、DOPE 和 DSPE-PEG2000 等辅料[3]。
mRNA-LNP 的递送效率,高度依赖可电离脂质的分子设计。按化学结构和临床成熟度,可电离脂质的发展清晰地分化为四代。
2010 年代,Alnylam 的 Patisiran siRNA-LNP 使用的 DLin-MC3-DMA(4-(N,N-二甲基氨基)丁酸 (6Z,9Z,28Z,31Z)-三十七碳四烯-19-基酯,MW 642.1)是第一代真正可临床化的可电离脂质。Lin(亚油基)尾部提供膜融合所必需的流体状态,MC3 的含氮头部在生理 pH 7.4 下接近中性(pKa ~6.4),在内涵体酸性 pH 5.0-6.0 中质子化后表现出强阳离子活性,驱动内涵体逃逸[4]。
MC3 的局限也很明确:它的酯键位置使其在大鼠和 NHP 中代谢较慢,累积半衰期以天计,长期重复给药的安全窗口不够宽。Patisiran 每 3 周给药一次,肿瘤疫苗的重复接种方案(一般每 2-3 周一次 × 6-9 次)对脂质累积的容忍度更低——这直接催生了 SM-102 和 ALC-0315 的登场。
Moderna 的 SM-102(CAS: 2089251-47-6,分子式 C44H87NO5,MW 710.18)的核心设计改进在于:在可电离胺基核与脂肪酸尾部之间插入了一个酯键,使得脂质分子被 APOE 摄取后能在肝细胞和免疫细胞中通过酯酶降解为更安全的两性代谢物。SM-102 的 pKa 约 6.4-6.6,与 MC3 类似,但在体内的降解半衰期较 MC3 显著缩短(文献报道的典型值约 6-10 小时,因动物模型和检测方法不同存在差异)[5]。
BioNTech/Pfizer 的 ALC-0315 采用了不同的设计哲学:它的可电离头部是含羟基的叔胺,两侧通过己基间隔臂连接两条 C10 分支的脂肪酸链。这种对称分支链设计在形成 LNP 时提供了更规整的脂质双分子层 packing,最终实现的 mRNA 包封率和体内转导效率与 SM-102 体系处于同一量级(包封率 >90%)[5]。
2024-2026 年,学术界和产业界的注意力开始从「递送效率」向「生物降解性 + 组织靶向性」转移。Acuitas Therapeutics 开发的 L319 类脂质在可电离胺基核中引入了二酯结构,可在体内被脂肪酸合酶和酯酶逐级切割为水溶性小分子并从肾脏快速排出。临床前研究显示,L319 类脂质在体内的降解速度和肝脏脂质累积量方面较 SM-102 有改善趋势[6]。
9A1P9 是近期报道的一类候选脂质,其特征在于含有一个含氮五元环骨架,连接两条可酯化降解的烷基链。2025 年的 preprint 数据显示 9A1P9-LNP 在小鼠模型中实现了与 SM-102 可比的 mRNA 递送效率,且局部注射位点的炎性细胞因子水平有降低趋势[7]。这一结果暗示,可降解脂质降低的不仅是脂质累积,还有免疫原性相关的不良反应。需注意,参考文献[7]为 bioRxiv 预印本,未经同行评审,数据可靠性有待后续验证。
一个 mRNA-LNP 颗粒内通常包含 4 种脂质组分。理解每个组分的角色,比只看可电离脂质的迭代更重要。
可电离脂质(ionizable lipid)——决定 LNP 的 pKa、细胞摄取、内涵体逃逸效率和整体载药量。SM-102 和 ALC-0315 是目前肿瘤疫苗管线中使用最多的两个候选,MC3 在 siRNA-LNP(Patisiran)中已获批,mRNA 领域正逐步被新一代脂质取代。DLin-MC3-DMA 可电离脂质仍然是脂质体递送领域最常引用的基准对照物。
辅助磷脂(helper phospholipid)——通常是 DSPC(1,2-二硬脂酰基-sn-甘油-3-磷酸胆碱,MW 790.15,Tm ~55℃)或 DOPE(1,2-二油酰基-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺,MW 744.03)。DSPC 的刚性饱和尾部(C18:0)在 LNP 中充当结构支架,提供颗粒的机械稳定性,并降低非特异性膜融合。DOPE 的二不饱和尾部(C18:1 cis)则赋予膜弯曲能力(锥形构型),在内涵体酸性环境中促进倒六角相形成,直接驱动内涵体逃逸[4]。肿瘤疫苗的配方设计中,DSPC 常用于需要长循环稳定性的场景,DOPE 常用于需要快速内涵体逃逸的场景。DSPC 辅助磷脂和DOPE 内涵体逃逸磷脂均可在冰合试剂获得。
PEG 化脂质(PEGylated lipid)——提供 LNP 的「隐形」衣壳。mRNA-LNP 中最常用的是 DMG-PEG2000(二肉豆蔻酰甘油-聚乙二醇 2000)或 DSPE-PEG2000(二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇 2000)。PEG 化的核心作用是在颗粒形成过程中控制粒径分布,并在血液循环中抵抗血清蛋白的调理作用和巨噬细胞清除。DMG-PEG 的短 C14 尾部使其在 LNP 中的保留时间较短(数小时内脱落),有利于 PEG 的解吸和 APOE 的结合——这对肝细胞靶向有益。DSPE-PEG 的长 C18 尾部提供了更长的 PEG 保留时间,适合需要更长循环半衰期的场景。DSPE-PEG2000 锚定脂质在 LNP 配方的优化探索中有广泛应用。
胆固醇——填充脂质双分子层间隙,调节膜流动性和颗粒表面电荷。Chol 约占总脂质的 30.5-38.5 mol%,是所有 LNP 配方中比例最稳定的组分。标准的 SM-102 和 ALC-0315 配方中,摩尔比为:可电离脂质:胆固醇:辅助磷脂:PEG 脂质 ≈ 50:38.5:10:1.5。
从临床角度,SM-102 可电离脂质(Moderna 配方核心)和ALC-0315 可电离脂质(BioNTech/Pfizer 配方核心)是目前肿瘤疫苗管线中证据最充分的两款。而 MC3(DLin-MC3-DMA)作为第一代 siRNA/LNP 的 gold standard,在肿瘤 mRNA 疫苗领域仍是不可绕过的基准对比物。
2026 H1 中国 mRNA 疫苗和药物递送领域出现一个明显的趋势:从「复制 SM-102/ALC-0315 结构」转向「自研结构 + 引入差异化降解路径」。多家中国 mRNA 企业在推进各自的肿瘤疫苗管线时,开始在 LNP 配方中引入自研的可电离脂质结构,并在辅料端采用中国本土供应商提供的 DSPC、DOPE 和 DSPE-PEG2000 等关键组分[3]。
一个值得关注的配方趋势是:部分中国企业在肿瘤疫苗 LNP 配方中在 DSPC 基础上引入 DOPE(调整 DSPC/DOPE 比例),以增强内涵体逃逸能力。DOPE 和 DSPC 在 LNP 中的功能角色不同——DSPC 是结构支架型,DOPE 是膜融合促进型,通常搭配使用而非完全替换。在肿瘤疫苗场景下,肿瘤微环境中的免疫细胞对快速内涵体逃逸的需求更高。这一策略并非中国企业独创——早先多项临床前研究已经验证了DOPE 内涵体逃逸磷脂在抗原递送中的效率增益[6],但将 DOPE 用于肿瘤 mRNA 疫苗的四组分体系,在进入临床阶段的产品中仍属少数。
另一个方向是采用 L319 类可生物降解脂质作为可电离脂质,探索第四代脂质在肿瘤疫苗中的应用场景。临床前研究显示,L319 类结构的双酯酶切割路径在加速降解和降低肝脏脂质累积方面具有潜力,但目前尚无相关产品进入临床阶段[3]。
标准化 LNP 四组分体系的局限是:它们主要靶向肝脏和脾脏中的 APOE 受体,对于需要特异性靶向的肿瘤疫苗应用(如树突状细胞靶向、淋巴结靶向),后修饰化学是更具吸引力的路径。
2025-2026 年,多篇论文报道了利用无铜点击化学(SPAAC)在 LNP 表面后修饰靶向配体的方法。核心思路是在 LNP 配方中加入少量(0.5-2 mol%)含 DBCO 基团的脂质——比如 DBCO-PEG-DSPE——在 LNP 形成后再与叠氮修饰的靶向分子(如抗体、适配体、甘露糖)发生快速无催化的 SPAAC 反应[8]。
这一策略的关键参数是 DBCO 脂质的锚定摩尔比。摩尔比太低(<0.5 mol%)导致偶联效率不够,太高(>3 mol%)会影响 LNP 的粒径和 zeta 电位,甚至触发巨噬细胞的快速清除。多数研究中使用的区间为 1-2 mol%(行业经验值,具体因配方体系而异)[8]。LNP 表面每个 DBCO 基团与叠氮配体的偶联效率在无催化条件下通常在 50-80% 范围(取决于配体大小和反应时间,通常 2-6 小时,行业经验值)。
冰合试剂提供的DBCO 点击化学产品列表可应用于 LNP 后修饰场景。点击化学路径特别适合于肿瘤疫苗领域的树突状细胞(DC)靶向修饰——在已制备的 mRNA-LNP 表面通过 DBCO-叠氮偶联连接 C 型凝集素受体的配体,从而将疫苗颗粒直接导向淋巴组织中的 DC 细胞,提升抗原呈递效率。
从 LNP 四组分体系的完整性角度看,功能化脂质(如 DBCO-PEG-DSPE)的角色正在扩展。虽然当前肿瘤疫苗管线中仍以标准四组分为主,但多个临床前项目已在探索 DBCO 后修饰策略靶向 DC 细胞亚群,若数据顺利,有望在 2027-2028 年进入 IND 申报阶段。
可电离脂质迭代得再好,如果 LNP 的配方和制备工艺管不住,临床数据照样不好看。以下是肿瘤 mRNA-LNP 从实验室小试到 GMP 放大中最容易出问题的三个变量。
微流控混合的流速比与 N/P 控制的耦合。标准方法是用微流控芯片在乙醇相与水相之间快速湍流混合。乙醇相中含四组分脂质的摩尔比精确溶解后与水相中的 mRNA 在混合器中相遇——可电离脂质的叔胺头部在酸性缓冲液(通常 pH 4.0-5.0 的柠檬酸或乙酸钠)中被质子化,通过静电作用结合带负电的 mRNA。总流速比(水相:乙醇相)从 3:1 到 1:1 不等,流速越高(>10 mL/min)则 LNP 粒径更小、PDI 更低。临床上 mRNA-LNP 的 GMP 批次的粒径行业经验值通常在 80-110 nm 之间,PDI <0.2[5]。
低温储存的脂质氧化与水解。DOPE 中的二不饱和尾部(C18:1 cis)在含氧环境下容易被自由基攻击生成双键过氧化物,进而导致 LNP 的膜流动性下降和磷脂酰乙醇胺头部分子间交联。DSPC 的饱和尾部虽然没有双键,但其作为辅助磷脂的储存条件同样关键。传统的 -20℃ + 氮气/氩气保护 + 0.1% BHT(丁基羟基甲苯)抗氧化剂的组合在临床前阶段足够,但在 GMP 规模下需要验证每个批次的游离脂肪酸含量、酯水解率(以月为单位监测)和粒径稳定性。
胆固醇的纯度控制。胆固醇在 LNP 中填充双分子层的间隙,其纯度直接影响颗粒的膜曲率和表面电荷分布。Chol 中常见的杂质(如 7-酮基胆固醇、胆固醇氧化物)在低剂量下可能激活巨噬细胞的 NLRP3 炎性小体,在重复接种的肿瘤疫苗方案中是一个被忽视的风险点。GMP 级别胆固醇含量推荐 >99%,氧化物含量应严格控制(行业经验值建议 <0.05%)。
2026 H1 的一个行业观察是:多家进入临床的 mRNA 肿瘤疫苗开发方开始将 DSPE-PEG2000 作为 PEG 组分的替代方案纳入配方,因为其 C18 硬脂酰尾部比 DMG 的 C14 尾部提供了更强的双层锚定力,可降低配方过程中 PEG-脂质的解吸速率和不必要的批次间变异。DSPE-PEG2000 锚定脂质在 LNP 配方中的推荐摩尔比为 1.0-2.0 mol%,标准 DMG-PEG2000 的典型用量为 1.5 mol%。
综合来看,mRNA-LNP 肿瘤新抗原疫苗的 2026 H1 可以提炼出三条主线:
临床验证从「能不能工作」到了「在哪些患者中更好」。mRNA-4157 的 KEYNOTE-942 IIb 期数据显示,高肿瘤突变负荷(TMB)亚组的获益更为明显。这意味着精准患者分层将成为临床设计的常态——不是对所有人开同一个疫苗方,而是对特定分子亚型的肿瘤做针对性编码。具体亚组 HR 值需以最终发表数据为准。
递送平台从「一个 LNP 打天下」到「根据给药途径和靶组织选 LNP」。目前所有临床管线均采用 IM 注射的 LNP 配方(与 COVID-19 疫苗相同的四组分体系),但 2026 H1 出现了多个 IV 注射和皮下注射的研究项目。不同给药途径对 LNP 的粒径、表面电荷和 PEG 密度有不同的推荐区间(行业经验值:IM 约 80-100 nm,IV 约 70-90 nm 以减少肝富集,皮下约 <70 nm 以促进淋巴引流)。这些参数差异将推动 LNP 配方从「统一标准」走向「用法定制」。
供应链的本土化和脂质的质量前移。中国管线的一大特征是在脂质原料端实现国产替代。多家中国 mRNA 企业使用中国本土供应商的 DSPC、胆固醇和 PEG 脂质,部分项目已在中美双报的 CMC 资料中提交了原研脂质与替代脂质的可比性研究数据。这一趋势对上游脂质供应商的质量控制能力提出了更高要求——可电离脂质的批次间 pKa 差异、杂质谱控制和 HPLC-MS 图谱的完整性,正在从「研究级」标准向「GMP 级」标准前移。
展望 2026 H2,三个值得关注的节点分别是:(1) Moderna mRNA-4157 III 期试验数据的公布时间表;(2) BNT122 胰腺癌后续临床推进的更新;(3) 以 L319 和 9A1P9 为代表的可降解脂质是否有候选进入监管审评轨道。无论哪条线推进,LNP 脂质组分的全链条拆解——从可电离脂质的头部 pKa 到尾部降解路径,从辅助磷脂的刚性/柔性选择到 PEG 锚定脂质的链长调控——都会是 mRNA 肿瘤疫苗从「现象级进展」走向「标准疗法」的技术底座。
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