IVScope 小动物活体成像｜Acta Pharmaceutica Sinica B期刊：新型mRNA-LNP微针疫苗递送系统

近日，《Acta Pharmaceutica Sinica B》杂志发表了由北京药理毒理研究所郑爱萍和首都医科大学崔纯莹共同通讯作者撰写的论文“An innovative and stable mRNA-LNP microneedle vaccine elicits humoral and multifunctional cellular immune responses”。研究开发了一种稳定、易于部署的mRNA-LNP微针疫苗递送系统，以提高疫苗接种的有效性和覆盖率。

该研究首先制备了编码SARS-CoV-2刺突蛋RBD区域的mRNA，并利用微流体混合策略将DMG-PEG2000-man与其他脂质成分混合制备mLNP-man。然后，利用3D打印和聚二甲基硅氧烷微模具方法制备载有mLNP-man的微针疫苗(mLNP-man-MN)，并进行物理形态、机械强度、针尖分布和插入能力等表征研究。最后，将BALB/c小鼠随机分为3组，分别通过MNs和IM路径接种mLNP或mLNP-man疫苗，并评估免疫反应，包括体液免疫、细胞免疫和免疫记忆。此外，还进行了SARS-CoV-2(D614G)-GFP-Luc假病毒攻击实验，评估疫苗的保护效果。

研究结果表明，mLNP-man具有良好的物理化学性质和较高的转染效率。mLNP-man-MN能够有效地穿透皮肤，并在短时间内溶解，释放LNPs。mRNA-LNPs在MNs中表现出良好的稳定性。mLNP-man-MN疫苗能够有效地招募和激活抗原呈递细胞，并促进淋巴结中T细胞的激活。此外，该疫苗能够诱导强烈的体液免疫反应，包括高滴度的RBD特异性IgG抗体和Th1偏向的IgG2a抗体。mLNP-man-MN疫苗还能够有效地诱导记忆T细胞反应，包括脾脏和淋巴结中的TCM细胞，以及肺部中的CD44 阳性记忆T细胞。最后，该疫苗能够诱导脾脏和肺部细胞产生Th1型细胞因子，如IFN-γ、TNF-α和IL-2，并在一定程度上清除肺部假病毒，并诱导血清产生中和抗体。

为了评估mLNP-man-MN疫苗对肺部SARS-CoV-2假病毒攻击的保护效果，验证疫苗诱导的免疫反应是否能够有效清除肺部病毒，并提供免疫保护。作者将H11-K18-hACE2小鼠随机分为2组，分别通过MNs和IM路径接种mLNP-man疫苗。在初次免疫42天后，通过气管滴注的方式将SARS-CoV-2(D614G)-GFP-Luc假病毒攻击小鼠。攻击后2天，处死小鼠并收集肺组织。利用勤翔IVScope 8200小动物活体成像系统对肺组织进行体外荧光成像，观察假病毒感染的面积和GFP荧光强度。

结果表明，与未免疫组和IM免疫组相比，MN免疫组的肺组织感染面积较小，GFP荧光强度较低，GFP阳性细胞频率较低，表明该疫苗能够在一定程度上清除肺部假病毒。

该研究开发了一种新型的mRNA-LNP微针疫苗递送系统，具有良好的稳定性和有效性，能够诱导强烈的体液免疫和细胞免疫反应，并具有一定的肺部保护效果。该系统为开发针对 SARS-CoV-2等传染性病原体的mRNA疫苗提供了一种新的策略，并有助于提高疫苗在全球范围内的可及性和有效性。