生物世界 • 原创

撰文 | 王聪

编辑 | 王多鱼

排版 | 水成文

2022年5月13日，苏州科锐迈德生物在预印本平台 bioRxiv 发表了一篇环状 mRNA 疫苗论文，使用新型可生物降解的 AX4-LNP 递送的环状 mRNA 疫苗，能够诱发强大的免疫反应，且更具温度稳定性。

《生物世界》第一时间专访了论文的第一作者黄珂和通讯作者左炽健博士，通过此次专访，我们一起来了解这一具有自主知识产权递送平台的环状 mRNA 疫苗。

2020年初，新冠病毒（SARS-CoV-2）导致的肺炎疫情（COVID-19）开始在全球大流行，并一直延续至今。遗憾的是，直到今天，新冠疫情的形势仍然非常严峻。据世界卫生组织（WHO）报告，截至目前全世界范围内超过5亿人被感染，累计死亡人数超过600万。而 WHO 近日发布的的全球新冠相关超额死亡人数评估数据显示，2020年和2021年全球新冠直接和间接死亡人数约为1500万。

mRNA 疫苗已成为对抗包括 COVID-19 大流行在内的多种疾病的最有希望和最有效的平台。然而，mRNA 本身的不稳定性，递送系统相关的各种副作用，以及不断出现病毒突变株，凸显了开发稳定、安全和有效的 mRNA 疫苗的迫切需要。
2022年5月13日，苏州科锐迈德生物医药科技有限公司（以下简称科锐迈德）在预印本 bioRxiv 上发表了题为：Delivery of Circular mRNA via Degradable Lipid Nanoparticles against SARS-CoV-2 Delta Variant 的研究论文【1】。

该研究报道了一种新型环状 mRNA 疫苗——cmRNA-1130，由新型可降解脂质纳米颗粒（LNP）递送编码新冠病毒刺突蛋白受体结合域（RBD）的环状 mRNA（cmRNA），该环状 mRNA 疫苗可诱导强大的免疫激活，包括有效且持续的中和抗体，以及 CD4+T 和 CD8+ T细胞。
与商业化的 MC3-LNP 相比，该研究使用的 AX4-LNP 显示出更快的肝脏和脾脏消除速度。此外，cmRNA-1130 疫苗在4°C和反复冻融下保持6个月仍保持优秀的稳定性。
总的来说，这项研究表明，基于环状RNA 和可生物降解的 AX4-LNP 的 mRNA 疫苗，可作为预防和治疗各种疾病的极具潜力的平台。

在自然界中，环状 RNA（circRNA）普遍存在于真菌、植物、昆虫、鱼类和哺乳动物，甚至于某些病毒的基因组本身就是环状 RNA。与线性 mRNA 不同，环状RNA 是高度稳定的，因为它的共价闭合环结构可以保护它免受外切酶介导的降解。

因此，基于环状 mRNA 的疫苗成为一个疫苗新选择。自2021年以来，国内外已有多家环状 RNA 领域公司获得融资，例如 Orna Therapeutics 和 Laronde，尤其是后者获得了曾孵化 Moderna 公司的 Flagship 的4.4亿美元 B 轮融资，点燃了环状 RNA 赛道。此外，国内的环码生物、圆因生物也先后获得亿元人民币级别的融资。

2021年11月，科锐迈德就曾在预印本平台 bioRxiv 发表论文【2】，在小鼠模型上首次证实了直接肿瘤内注射环状 mRNA 编码的细胞因子混合物，能够调节了瘤内系统性抗肿瘤免疫反应，并增强抗 PD-1 单抗的肿瘤抑制效果。
左炽健博士告诉《生物世界》，科锐迈德计划近期推进研究者发起的临床研究（IIT），实现环状 mRNA 的 First in Human。

2022年4月，科锐迈德在预印本平台 bioRxiv 发表论文【3】，开发了基于环状 mRNA 的新型靶蛋白降解平台，利用环状 mRNA 编码 bioPROTAC 分子来降解靶蛋白，并将其命名为 RiboPROTAC。通过这一技术，模式蛋白 GFP 和细胞内源性蛋白 PCNA 被成功降解。环状 mRNA 编码的 PCNA 降解剂在体内也展现出显著的抗肿瘤效果。

左炽健博士表示，这是第一个 RiboPROTAC 作为 mRNA 治疗药物的概念验证。RiboPROTAC 将成为靶向不可成药靶点的一种新的强有力的技术。与小分子 PROTAC相比，RiboPROTAC具有研发速度快、与靶蛋白结合特异性高、自主表达 E3 泛素连接酶可以不受宿主细胞 E3 泛素连接酶丰度及突变的影响。与基于蛋白的 bioPROTAC 相比，RiboPROTAC 具有可实现全身或局部递送、胞内存留时间更长、制备工艺更简单等优势。基于 RiboPROTAC 平台，更多不可成药靶点将变得 druggable。

在5月上线的这篇最新论文里，科锐迈德将环状 mRNA 技术扩展到了新冠疫苗领域。
近年来，脂质纳米颗粒（LNP）等脂质纳米载体在 RNA 递送方面显示出巨大潜力，在临床试验中展示了较高的安全性和有效性。

随着 mRNA 疫苗的广泛应用，许多研究发现，用于递送 mRNA 的 LNP 载体可能会引起炎症，从而导致副作用和潜在毒性。因此，有必要开发具有更好生物降解性和生物相容性的新型 LNP 递送平台。
经典的脂质纳米颗粒（LNP）的脂质成分通常包括四种：阳离子脂质、辅助脂质，胆固醇，PEG化脂质。
研究团队设计了一系列可电离阳离子脂质，通过小鼠体内实验获得了高效表达和快速代谢的阳离子脂质 AX4（已获得专利授权），通过微流控技术，将 AX4 与 DSPC、胆固醇和 DMG-PEG 及 mRNA 混合制成 LNP，制成的 LNP 粒径分布均一，平均粒径为85nm，PDI 0.10。与 MC3-LNP 相比，AX4-LNP 在给静脉注射给药后显示出更快的肝脏和脾脏消除速度，这有助于消除潜在的毒副作用，并促进重复给药的可行性。

黄珂表示，与商业化阳离子脂质 MC3 相比，AX4 具有更高的表达效果、更快的代谢速度、高度的肝靶向性、良好的热稳定性；而且合成路线简单，已实现公斤级 GMP 级别 AX4 的生产，AX4 GLP 动物安评实验也将于今年7月份完成，届时将会申报美国 FDA DMF 号。
研究团队接下来开发了针对新冠病毒 Delta 突变株的环状 mRNA 疫苗——cmRNA-1130。使用 AX4-LNP 递送表达 Delta 突变株刺突蛋白受体结合域（RBD）的环状 mRNA（cmRNA）。

该环状 mRNA 疫苗成功在小鼠体内诱导了强大的中和抗体（NAb）反应和 T 细胞反应。且诱导的中和抗体对 Delta 假病毒表现出显著的中和活性，这些中和抗体在小鼠体内可以至少持续132天，这表明该疫苗的保护作用不仅高效而且持久。

此外，由于环状 mRNA 本身的稳定性，在无需 RNA 修饰的情况下，这款疫苗可在4℃温度下稳定保存6个月以上，而且，该疫苗还可以经受多达6次反复冻融而保持稳定。相较于线性 mRNA 疫苗来说，环状 mRNA 更方便保存、运输和分发，具有作为与方向疫苗阻断 COVID-19 大流行的巨大临床潜力。

左炽健博士告诉《生物世界》，在环状 RNA 研究中，环化效率是个难点，科锐迈德为环状 RNA 的体外制备开发了一种结构新颖的 Clean PIE 成环系统，能够避免在成环过程中引入额外的外显子序列，提高了环状 RNA 分子的序列精确度，进而降低环状 RNA 的免疫原性，并可以实现大于90%的环化效率，这一成环系统已申请专利。在核酸疫苗、蛋白替代、基因治疗等领域具有良好的应用前景。

最后，左炽健博士表示，环状 mRNA 是 mRNA 的2.0时代，其具有的高度稳定结构，将为生物技术领域带来深远的变革，使药物前期开发更高效更经济，同时技术可行性更大，提高药物开发成功率。

科锐迈德打造的环状 mRNA 生态系统：包括环状 mRNA Clean PIE 成环框架、IRES 元件、调控元件、密码子优化、CMC 工艺开发、适应症和靶点应用等，通过这些基本元件的理性设计，使药物开发进入模块化可编程药物时代。

与此同时，科锐迈德建立了庞大的 LNP 阳离子脂质化合物库，论文中报道的仅是其中的一小部分，其中 AX4-LNP 具有高度肝脏靶向性，适用于 mRNA 疫苗及部分肝脏疾病的研究。针对不同适应症应用场景，科锐迈德正在开发多种具有器官或组织特异性的阳离子脂质，以实现对脾脏、肺脏、造血干细胞、中枢神经系统等特异性靶向。

基于上述研究，科锐迈德的研发管线涉及肿瘤免疫、蛋白替代、细胞治疗和传染病疫苗，重点布局的肿瘤免疫领域正在逐步推进 IIT 和 IND 项目研究。团队有着丰富的 CAR-T 细胞研究经验，目前正在开展基于环状 mRNA 的 CAR-NK 细胞研究。考虑新冠病毒的不断突变，科锐迈德正在探索基于环状 mRNA 的通用型新冠疫苗，以应对各种突变株。

论文链接：

1.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.12.491597v2

2.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.11.01.466725v1

3.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.04.22.489232v1

题图为左炽建博士