2023年12月09日，张醉团队在期刊《International Journal of Pharmaceutics》上发表题为" Effects of PEG antibodies on in vivo performance of LNP-mRNA vaccines"的研究论文。
研究团队通过艾特森微流控制备仪制备纳米粒，研究PEG抗体对动物模型中针对LNP-mRNA疫苗安全性和有效性的影响。
研究背景
LNP-mRNA疫苗是新冠防控的有效手段，PEG作为LNP核心成分可提升其稳定性、延长循环时间，却被认为是接种过敏不良反应的可疑诱因。人群中因化妆品、工业原料等环境暴露普遍存在PEG抗体，且新冠LNP-mRNA疫苗接种还会进一步诱导其产生。此前研究发现PEG抗体可引发PEG化纳米药物的加速血液清除、补体活化相关假过敏等反应，但PEG抗体对LNP-mRNA疫苗体内作用的具体影响、机制，以及其在国人中的分布特征均不明确。
1. LNP-mRNA机制图&制备过程
图例1：LNP-mRNA机制图&制备过程
2. 人血清中PEG IgM与IgG的分布特征检测
首先该研究团队通过ELISA检测847名不同健康状况、年龄和性别的中国人血清中的PEG IgM/IgG，分析其分布特征，证明了PEG抗体在人群中普遍存在，IgM、IgG占比分别为31.1%、3.4%，且与年龄无关，女性IgM更高，慢病患者抗体水平低于健康人群。
图例2：人血清中PEG IgM与IgG的分布特征检测
3. PEG抗体对LNP体内药代动力学的影响
接着该研究团队给小鼠、大鼠注射PEG化脂质体诱导产生PEG抗体，再肌内注射DiD 标记LNP并检测其血药浓度，证明了PEG抗体会显著缩短LNP体内血液循环时间，降低 AUC值，加速其体内清除。
图例3：PEG 抗体对LNP体内药代动力学的影响
4. LNP在PEG抗体阳性小鼠和大鼠体内的组织分布与表达
随后，研究团队通过活体成像和荧光定量，观察DiD标记LNP及LNP-Luc在PEG抗体阳性小鼠、大鼠体内的组织分布与表达，证明了PEG抗体会促使LNP在肝、脾大量蓄积，且提升其在肝、脾的mRNA表达，淋巴结则无明显变化。
图例4：LNP在PEG抗体阳性小鼠和大鼠体内的组织分布与表达
5.PEG抗体对LNP在大鼠肝细胞中分布的调控作用
然后，该研究团队通过分离PEG抗体阳性大鼠肝脏各类细胞，经流式细胞术检测LNP摄取情况，证明了PEG抗体主要促进肝脏实质细胞、内皮细胞、巨噬细胞对LNP的摄取，是LNP肝脏异常代谢的关键因素。
图例5：PEG抗体对LNP在大鼠肝细胞中分布的调控作用
6. PEG抗体对LNP-mRNA疫苗抗体产生的影响
进一步地，该研究团队给PEG抗体阳性小鼠接种LNP-mRNA疫苗，检测抗刺突蛋白IgG，同时监测大鼠接种后PEG抗体变化，证明了PEG抗体对疫苗诱导的体液免疫无显著影响，且LNP疫苗会诱导机体长期产生PEG抗体。
图例6：PEG抗体对LNP-mRNA疫苗抗体产生的影响
7. PEG抗体对树突状细胞摄取LNP及相关功能的影响
之后，该研究团队体外培养小鼠树突状细胞，研究PEG抗体对其摄取LNP、mRNA表达及成熟的影响，结合体内检测，证明了PEG抗体增强DCs对LNP的摄取、抑制其体外mRNA表达，而体内脾组织LNP蓄积抵消该作用，最终维持疫苗免疫效果稳定。
图例7：PEG抗体对树突状细胞摄取LNP及相关功能的影响
8. PEG抗体介导LNP引发的补体活化及毒性效应
研究团队通过溶血实验、检测补体活化产物及给小鼠静脉注射不同剂量LNP，发现PEG抗体会增强LNP诱导的补体活化，低剂量肌内注射无明显毒性，高剂量静脉注射会引发补体剧烈活化，甚至导致小鼠死亡。
图例8：PEG抗体介导LNP引发的补体活化及毒性效应
9.不同PEG抗体水平人血清中LNP的补体活化作用检测
最后，研究团队将LNP与不同PEG抗体水平的人血清共孵育，通过溶血实验检测补体消耗，证明了人体中PEG IgM单阳性 IgM/IgG双阳性血清会显著增加LNP诱导的补体活化，提升人体发生加速血液清除和超敏反应的风险。
图例9：不同PEG抗体水平人血清中LNP的补体活化作用检测
知识分享：研究亮点
1 该研究基于84例中国人群大样本，明确了健康及高血压、高血脂、高血糖人群中PEG抗体的分布特征。
2 研究系统阐明了PEG抗体对LNP-mRNA疫苗的体内作用机制，证实其仅影响疫苗的体内分布、循环及补体活化，不改变疫苗诱导的体液免疫效果，厘清了PEG抗体对LNP-mRNA疫苗效能与安全性的差异化影响。
3 该研究在动物模型和人血清中证实PEG抗体可通过介导补体活化，使高剂量静脉注射LNP产生致死性副作用，为LNP-mRNA疫苗的临床风险防控提供了全新的实验依据和评估维度。
参考文献：
International Journal of Pharmaceutics (IF 5.2) Pub Date : 2023-12-09 , DOI:10.1016/j.ijpharm.2023.123695
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