近年来，信使RNA（mRNA）技术迅速发展，对疫苗、蛋白质替代和基因编辑等多种治疗应用产生了重大影响。脂质纳米颗粒（LNPs）作为mRNA递送的关键非病毒载体，在其中发挥重要作用。然而，大多数LNP配方主要靶向肝脏，严重限制了其在非肝疾病的应用，需要对LNP进一步优化，以适应越来越多的肝外靶向研究。目前靶向LNP的研究已有诸多进展，其策略总结起来主要包括靶向配体修饰、引入附加成分、新脂质结构筛选以及原有配方的优化等，这些策略提高了LNP在更为广泛运用中的精确性和有效性。

图1 靶向LNPs的常用开发策略

1. 靶向配体修饰

靶向配体的修饰是实现器官特异性mRNA递送的重要策略。通过在LNP表面修饰小分子、肽、抗体等靶向配体，可以精确地将mRNA递送至目标器官或细胞。许多具有器官靶向的小分子已被用在LNP实现器官特异性递送。例如，N-乙酰半乳糖胺（GalNAc）修饰的LNP可以实现非低密度脂蛋白受体（LDLR）依赖的肝脏共递送，显著提高了mRNA在肝脏中的表达效率。此外，LNP通过修饰甘露糖（mannose ）配体，可以实现对肺部和肝脏的靶向递送，为治疗肺纤维化和肝脏疾病提供了新的思路。

图2 验证不同比率的甘露糖修饰下的LNPs对于肺部靶向递送mRNA的效率

肽作为靶向配体具有低分子量、易于生产和低免疫原性等优点。肽靶向递送最直接的方法是将筛选的特定靶向的肽通过温和的化学反应偶联到LNPs上，实现特定组织器官的靶向或增强该组织器官的LNP摄取。

图3 通过无铜点击反应将PD-L1肽与PEG脂质结合，然后将肽偶联脂质直接作为组分合成LNPs，制备靶向肿瘤细胞的LNPs

通过将细胞或器官特异性抗体附着到纳米颗粒表面也可以实现器官特异性传递。抗体与小分子和多肽相比，对目标蛋白的特异性和亲和力更高，可显著提高纳米颗粒的靶向性和亲和力。当然，抗体体积较大，制备抗体修饰的LNPs技术更为复杂，也更具有挑战性。

图4 使用DSPE-PEG2000-马来酰亚胺合成LNP，血管细胞黏附分子（VCAM）抗体通过SATA-马来酰亚胺偶联反应连接到LNP颗粒上。在脑缺血小鼠模型中，经VCAM抗体修饰的LNPs比非靶向的纳米颗粒表现出更高的脑传递效率

靶向修饰需要注意的是，修饰前的LNP脂质配方仍旧是决定LNP特异性靶向的关键，在此基础上添加的靶向修饰通常仅会使靶细胞或器官中mRNA的表达增加，但在肝脏、脾脏等其他器官仍可能会有大量非特异性的mRNA表达。对整体LNP配方的优化，包括脂质配比优化或筛选新型脂质仍然是提高LNP器官特异性靶向的主要策略。

2. 引入第五成分

在传统四组分LNP中引入第五组分，如带电脂质或组织趋向性分子，可以显著改变LNP的器官靶向性。例如，通过引入永久阳离子或阴离子脂质，可以实现肺和脾脏的选择性mRNA递送。这种选择性器官靶向技术（SORT）不仅提高了mRNA在目标器官中的表达效率，还减少了在非目标器官中的分布，并因此降低可能的副作用。

图5 在传统LNPs中添加补充成分（称为SORT分子）系统地改变体内传递谱，并作为SORT分子的百分比和生物物理特性介导组织特异性传递。这种方法成功地重定向了多类纳米颗粒。

3. 筛选新脂质结构

如前所述，开发新脂质结构是提高LNP器官靶向性的关键策略之一。通过大规模合成和筛选，研究人员发现，含有特定头基的脂质可以显著影响mRNA的递送效率。例如，咪唑头基的脂质在递送mRNA至脾细胞方面表现出色。此外，通过组合化学反应，如Michael加成反应和环氧环开环反应，可以构建多样化的脂质库，从而筛选出具有特定器官靶向性的脂质。

图6 使用Michael加成反应新合成的名为306-N16B的脂质用于LNP肺靶向mRNA递送

4. LNP配方的优化

最后，上述提及的靶向策略均有实践成果，但也存在挑战。修饰配体和添加第五成分可能使LNP更为复杂，而开发新脂质通常需要耗费大量时间和成本。因此，根据目前已成熟的脂质和配方，适当调整各组分的摩尔比或替换传统辅助组分，建立新的靶向LNP系统不失为简单快捷的途径。例如，通过正交实验设计优化LNP配方，可以提高mRNA在胎盘细胞中的递送效率。此外，通过替换传统辅助脂质，如将DSPC替换为阴离子脂质DSPG，可以实现对肝脏网状内皮系统的靶向递送等。

图7通过正交实验设计优化LNP配方，提高mRNA在胎盘细胞中的递送效率

小结

脂质纳米颗粒是迄今为止最先进的非病毒载体，系统给药LNP能有效靶向肝脏，但肝外递送仍然具有挑战性，限制了其临床应用。目前越来越多的研究探索靶向策略的可行性，比如通过与抗体或肽偶联对LNP进行表面修饰，或通过添加/取代脂质来调整LNP的组成等，在临床前阶段，这些策略产生了令人鼓舞的结果，但在临床的相关性和可重复性仍有待观察。总之，脂质纳米颗粒在器官靶向mRNA递送中的应用前景广阔，通过不断优化和创新，有望实现更精确、更高效的mRNA治疗，为多种疾病的治疗带来新的希望。

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