质量角度看先进疗法药物递送系统

一直以来递送技术被认为是药物开发的最后一公里，同样也是目前先进疗法药物的重要组成部分。并且业界流传“得递送者得天下！”，更是突出了药物递送系统的重要性。

自从新冠疫苗BNT162b2的成功获批，脂质纳米颗粒（Lipid Nanoparticle，LNP）获得广泛关注。而且伴随着先进疗法的发展，病毒载体、LNP和外泌体逐渐成为目前主要的递送载体。

不同递送载体具有不同的特性。病毒载体的载量大，但存在一定的整合风险，需重视其安全性；LNP可以实现精准的肝靶向递送，但针对其它脏器的靶向性仍需更多的研究和验证；外泌体作为一种新型的递送工具，拥有更好的生物相容性，免疫原性更低，但其开发仍处于早期阶段，需要更多时间和临床数据证明其有效性。

图1. 先进疗法的递送系统

然而，不管是哪种递送系统的应用，理解其监管、工艺、质量属性都极为重要，尤其针对如LNP、外泌体等新型分子，需要更多的持续研究以推进该领域的发展。

在QbD理念下，病毒滴度的控制应贯穿于病毒生产工艺的始末。通过设定明确的质量目标，如预定的病毒滴度范围，并在工艺开发和优化过程中不断监控和调整关键工艺参数（CPP），以确保最终产品的病毒滴度符合质量要求。另外，杂质控制也是病毒生产工艺设计的重要部分。首先，应明确杂质的来源和去向，分析其对病毒质量和安全性的影响。其次，通过优化工艺参数、选择适宜的原料和试剂，有效降低杂质的含量和种类。

包封率、粒径、电位和多分散系数（Polydispersity index，PDI）是评估LNP质量和性能的关键参数。在制备LNP时，需要优化配方和工艺条件以提高包封率。例如，选择合适的脂质类型和组成、调整药物与脂质的比例、控制制备过程中的温度和时间等。在最佳粒径范围内的LNP可以更好地在血液中稳定循环并顺利到达靶部位。其中，PDI值越小表明LNP的粒径分布越均匀，有助于提高LNP的稳定性和生物利用度。空壳率过高，说明有大量的LNP未能有效封装药物，这不仅会降低药物的疗效，还可能增加副作用的风险。

1. 高浓度mRNA-LNP包封技术

当基因治疗或蛋白替代治疗需要较高的 mRNA 浓度时，健新原力平台能够在2500ug/mL的mRNA浓度时仍保证97.7%的包封率。

图5. 当mRNA浓度不断增加时，始终保持较高的包封率

2. 在放大体系中同时保证高回收率和低PDI

关于LNP包封工艺的放大一直是业内的难题和监管所关注的，健新原力与合作方实现了微流控工艺从小试到中试的直接放大。除了通过微流控芯片进行放大，健新原力也探索了具体工艺的控制。在50L的一个工艺放大体系中，也能在高收率的情况下保持粒径的稳定。

图6. 50L的放大体系仍保证高回收率和粒径的稳定

3. 优化工艺降低空壳率

LNP空壳可能对人体有一定的潜在毒副作用，健新原力通过工艺的优化成功将空壳率从16.9%降至5%，并通过动物实验验证了其在安全性方面的意义。

图7. LNP空壳率降至5%

4. 终产品在-20℃/2-8℃下的稳定性

LNP在mRNA成药性中一个非常重要的作用就是提高了其稳定性。目前大多数获批的LNP-mRNA药物大多是以-80℃作为长期储存的条件，健新原力对2-8℃和-20℃的储存条件进行了探索。在两个温度条件下，粒径和PDI在四个月时间内均没有发现明显改变趋势。

图8. 不同LNP-mRNA储存温度下粒径和PDI保持稳定

在产品设计初期，应设定外泌体产品的粒径与浓度范围，以此作为核心质量指标。接下来，通过精细调整和优化生产工艺，力求确保产品的高度一致性。此外，必须考虑利用透射电子显微镜（TEM）等技术来检验外泌体的形态，确保其严格符合预设标准，并验证外泌体脂质双层膜结构的完整性与稳定性，从而保障产品的纯度及其生物功能的正常发挥。同时，还应制定严格的蛋白质标志物检测准则和可接受范围，以实现对每一批外泌体产品质量的精准把控和一致性保障。值得一提的是，纳米流式技术对外泌体的质量表征起到了至关重要的作用，是分析外泌体强有力的工具。

1. 保证外泌体高产量

健新原力2L BRX细胞培养外泌体生产，使用VPC2.0 (derived from HEK293F)细胞和AC601501基础培养基。可到达最终产量：4.64E10 颗粒/毫升，比生产率（qP）：0.75-1.78 E3 颗粒/活细胞/天。

图9. 外泌体产量高

2. 通过透射电镜精准把控外泌体质量

电镜结果显示，外泌体呈现独特的囊泡结构，通常为圆形或椭圆形，由双层磷脂分子构成的细胞膜包裹着内部物质。

图10. 透射电镜鉴定外泌体

3. 通过纳米流式在蛋白表达水平鉴定外泌体

纳米流式不仅可以检测外泌体的粒径和浓度，还可以通过荧光标记的方法对外泌体的表面蛋白标记物进行定量分析。

图11. 利用纳米流式通过表面蛋白表征外泌体

LVV、LNP以及外泌体等不同的递送系统，在先进疗法领域中各自展现出独特的载效、安全性、稳定性和靶向性。这些特性使得质量研究的关注点也相应有所区别。展望未来，掌握高效递送系统的企业将在先进疗法领域占据重要地位。健新原力是一家专注于递送系统及先进疗法的CDMO公司，凭借丰富的平台数据和应用实例，能够为客户提供安全、高效且高载量的药物递送解决方案，从而满足客户的多样化需求。

主要参考内容：

健新原力朱敏博士：用于先进疗法的新型递送系统的成药之路，CMC策略和质量控制考量。

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