經(jīng)過多年研發(fā)，隨著mRNA遞送系統(tǒng)的突破，mRNA新冠疫苗成功上市并得到廣泛應用，并成為了新冠疫苗的領跑者。與滅活疫苗、重組蛋白疫苗等傳統(tǒng)疫苗相比，mRNA疫苗可以簡單、快速更新，以應對病毒變異，為新疫苗的開發(fā)節(jié)約了大量時間和成本。

目前的mRNA疫苗或療法很大程度上依賴于脂質(zhì)或類脂質(zhì)遞送系統(tǒng)（例如LNP），來提高mRNA在體內(nèi)的轉染效果。盡管mRNA技術優(yōu)勢明顯，但在理化穩(wěn)定性方面面臨的挑戰(zhàn)仍阻礙了它們的可及性，例如，目前獲批的兩款mRNA，Moderna公司開發(fā)的mRNA-1273需要在-20°C的低溫下保存和運輸，而輝瑞/BioNTech公司開發(fā)的BNT162b2則更是需要?80°C至?60°C的低溫。因此，開發(fā)一款更穩(wěn)定的、可在常規(guī)冷鏈運輸?shù)膍RNA-LNP疫苗很有必要。

2023年1月23日，瑞吉生物胡勇博士、武漢大學藍柯教授等在 Cell Discovery 期刊發(fā)表了題為：Lyophilized mRNA-lipid nanoparticle vaccines with long-term stability and high antigenicity against SARS-CoV-2 的研究論文【1】。

研究團隊針對mRNA-LNP優(yōu)化了凍干技術，開發(fā)了針對Omicron突變株的mRNA疫苗——LyomRNA-Omicron，這款凍干mRNA-LNP疫苗具有更強的耐熱性和可及性，能夠解決目前mRNA-LNP疫苗的儲存和運輸難題。

這款凍干mRNA-LNP疫苗在小鼠、兔子和老年恒河猴體內(nèi)可誘導產(chǎn)生有效的體液免疫和細胞免疫。在人體試驗中，相比接種兩劑滅活疫苗，該疫苗作為加強針接種后，可誘導產(chǎn)生針對Omicron BA.1、BA.2和BA.4的高水平中和抗體，中和抗體滴度至少增加了253倍，且沒有發(fā)生明顯不良反應。

總的來說，凍干mRNA-LNP疫苗具有高安全性、高免疫原性和可及性的優(yōu)點，非常適用于新冠等流行病的預防。

2021年12月，Signal Transduction and Targeted Therapy 期刊發(fā)表一篇論文【2】，報道了一種LNP遞送的mRNA疫苗，可在2-8℃條件下穩(wěn)定6個月時間，但該論文并未提供LNP配方以及該疫苗運輸穩(wěn)定性的細節(jié)。

在溶液狀態(tài)下，LNP的幾種組分會相互作用，影響長期穩(wěn)定性，而在運輸過程中的振動，會更加影響穩(wěn)定性。

凍干（Lyophilization），是在真空狀態(tài)下通過低溫升華除去水分的過程，這是一種相對溫和的干燥方法，適用于對脆弱的生物大分子或膠體納米顆粒的干燥。在除去水分和氧氣后，凍干mRNA可在室溫下保存較長時間。但是，對mRNA-LNP的干燥卻要復雜得多，因為冷凍和脫水過程中會引入機械力，這會使得LNP結構變化，導致納米顆粒聚集、mRNA鏈斷裂或從LNP中泄漏。

此外，還有研究顯示，在凍干后，即使mRNA-LNP保留了其完整性和封裝效率，它們在體內(nèi)的轉染效率仍會大大降低。而賓夕法尼亞大學Norbert Pardi等人開發(fā)了一種凍干mRNA-LNP，可在4°C和25°C下具有良好的熱穩(wěn)定性，持續(xù)24周，而在40°C時，mRNA完整性急劇下降【3】。

在這項研究中，瑞吉生物的研究團隊開發(fā)了一種精準溫控、殘留含水量更低的優(yōu)化的凍干技術，使用這一技術的凍干mRNA-LNP，在2-8℃、室溫，甚至40℃的高溫下長期保存仍能有效保持理化性質(zhì)和生物活性。這種升級的熱穩(wěn)定性在包含不同mRNA的mRNA-LNP中得到了驗證，表明了該凍干技術的廣泛適用性。

胡勇于2012年在武漢大學生科院獲得博士學位后前往哈佛大學開展博士后研究工作，在美國國家工程院院士、著名轉化醫(yī)學專家 Martin Yarmush 實驗室，胡勇開始了mRNA治療藥物的開發(fā)以及相關底層技術的研究。

2018年，胡勇回國并加入了中科院深圳先進技術研究院。2019年9月，胡勇創(chuàng)立了瑞吉生物，致力于開發(fā)基于mRNA的疫苗及治療藥物。此時，新冠疫情尚未暴發(fā)，mRNA在全球范圍內(nèi)都屬于新興賽道，瑞吉生物也稱為國內(nèi)最早的mRNA技術公司之一。

2022年6月以來，瑞吉生物主導研發(fā)的全球首款凍干型新冠mRNA疫苗（Omicron）RH109分別在菲律賓、新西蘭和中國香港獲得臨床批件，并在國內(nèi)開展了研究者發(fā)起的臨床試驗。

研究團隊利用上述技術，制備了編碼新冠病毒原始毒株、Delta及Omicron突變株的刺突蛋白的NTD-RBD區(qū)域的凍干型耐高溫mRNA-LNP疫苗。接下來研究團隊在小鼠、兔子上驗證這些疫苗的安全性和有效性。

由于老年人最易受到新冠感染的影響，研究團隊還在老年恒河猴（6歲）上進行了驗證，結果顯示，間隔21天的兩次凍干Omicron mRNA-LNP疫苗（LyomRNA-Omicron）接種，能夠同時誘導針對Omicron BA.1、BA.2以及野生型病毒的中和抗體。

老年恒河猴接種兩劑LyomRNA-Omicron疫苗，能夠產(chǎn)生高水平中和抗體

由于Omicron的高逃逸能力，疫苗加強接種很有必要，在我國，滅活疫苗是最廣泛接種的新冠疫苗。研究團隊設計了在接種滅活疫苗的基礎上進行LyomRNA-Omicron疫苗加強接種的實驗。

在小鼠中，在接種兩劑滅活疫苗后，使用滅活疫苗或LyomRNA-Omicron疫苗進行第三針加強接種，結果顯示，LyomRNA-Omicron疫苗加強接種能夠大幅提高中和抗體滴度。

而在老年恒河猴中，兩劑滅活疫苗接種18個月后，再使用LyomRNA-Omicron疫苗進行第三針加強接種，能夠誘導產(chǎn)生針對新冠病毒野生型、Omicron BA.1和BA.2的高水平中和抗體。這表明，在滅活疫苗接種很長一段時間后，靈長類動物體內(nèi)針對新冠病毒的中和抗體水平已經(jīng)很低的情況下，LyomRNA-Omicron疫苗加強接種仍然可以誘導高水平中和抗體。

老年恒河猴加強接種LyomRNA-Omicron疫苗，可誘導高水平中和抗體

鑒于上述優(yōu)異的實驗結果，研究團隊進行了研究者發(fā)起的臨床試驗（IIT），共26名志愿者參與，其中19人此前接種2劑滅活疫苗，最后一劑接種在6個月前，其余7人接種了3劑滅活疫苗，最后一劑接種在2個月前，前者被分配到隊列1，后者被分配到隊列2。

在隊列1中，志愿者體內(nèi)針對新冠病毒尤其是針對Omicron的中和抗體滴度幾乎為0，而在加強接種LyomRNA-Omicron疫苗14天后，他們針對新冠病毒原始毒株、Omicron BA.1、BA.2的中和抗體滴度分別提高到了加強接種前的253倍、725倍和420倍。此外，相比使用滅活疫苗進行第三劑加強接種，使用LyomRNA-Omicron疫苗加強接種能夠將中和抗體滴度提高數(shù)十倍。

在隊列2中，使用LyomRNA-Omicron疫苗進行第四劑加強接種14天后，他們針對新冠病毒原始毒株、Omicron BA.1、BA.2的中和抗體滴度分別提高到了加強接種前的131倍、251倍和98倍。

此外，在加強接種LyomRNA-Omicron疫苗后，針對Omicron BA.4仍能保持很高的中和抗體水平。

使用LyomRNA-Omicron疫苗進行加強接種，可在人體內(nèi)誘導產(chǎn)生高滴度中和抗體

在這26名接種LyomRNA-Omicron疫苗的志愿者中，沒有觀察到2級及以上不良事件，沒有人的體溫超過37.5°C，有4人出現(xiàn)輕度癥狀（1人肌肉注射部位紅腫，1人頭暈，2人腋窩淋巴結疼痛）這些癥狀均在5天內(nèi)消失。

這些結果表明，LyomRNA-Omicron適合作為滅活疫苗的加強疫苗，對新冠病毒野生型和Omicron突變株具有良好的免疫效果，同時副作用輕微。