近年來,siRNA 脂質納米顆粒(siRNA-LNP)憑借優(yōu)異的靶向遞送能力,已成為基因治療、核酸藥物研發(fā)的核心載體。
但在實際制劑開發(fā)與儲存過程中,LNP 結構易破壞、RNA 易降解、室溫穩(wěn)定性差,一直是困擾研發(fā)人員的痛點。傳統(tǒng)工藝常用 PBS 磷酸鹽緩沖液,卻容易誘發(fā)脂質氧化、生成 RNA - 脂質加合物,最終導致制劑藥效衰減、質量失控。而組氨酸緩沖液的應用,有望破解了這一行業(yè)難題。
穩(wěn)定性對比:組氨酸緩沖液更顯優(yōu)勢
研究顯示,組氨酸緩沖液在室溫下(25°C)儲存的siRNA-LNP穩(wěn)定性顯著高于傳統(tǒng)PBS緩沖液:
? 在初始時間點,組氨酸緩沖液(10 mM,pH 6.0,含 140 mM NaCl,滲透壓與 1×PBS 匹配)中的siRNA-LNP在外觀上與PBS緩沖液中的siRNA-LNP相似,但是六個月后,與PBS緩沖液中siRNA-LNP可見的聚集現(xiàn)象相比,組氨酸緩沖液中的siRNA-LNP即使在室溫下放置仍保持半透明狀態(tài);(圖1)
? 在2-8℃和25°C條件下,PBS緩沖液中siRNA在24周內發(fā)生明顯降解,而在組氨酸緩沖液,極大程度減少了siRNA的降解。(圖2)
? 在相同條件下儲存6個月后,在組氨酸緩沖體系中,其粒徑、多分散指數(shù)(PDI)和封裝效率均未發(fā)生顯著變化,均優(yōu)于PBS緩沖體系。(圖2)
這一結果表明,組氨酸緩沖液顯著延長了藥物的室溫穩(wěn)定性。

圖1:將LNP樣品從2–8 °C或25 °C的儲存條件下取出,并拍攝長達六個月的照片。紅色箭頭指示相分離發(fā)生的位置

圖2:在不同緩沖體系中,平均粒徑、PDI、包封率、完整的siHPRT 反義鏈、完整型 siHPRT 正義鏈 在不同溫度下隨時間變化情況
組氨酸抑制RNA-lipid加合物的形成
脂質氧化是siRNA-LNP降解的核心問題。研究表明,不飽和脂質(如MC3)在PBS中易生成親電性降解產物(E,Z-dienone),引發(fā)RNA-lipid加合物形成(圖3)。
? 在PBS中和tris緩沖液中,E,Z-dienone28天的生成率可達8%,而在組氨酸緩沖液中降至<1%以下(圖4C)。
? 在Tris緩沖液中封裝于LNP后,約68%的反義鏈發(fā)生脂化,相比之下,在組氨酸緩沖液中,僅檢測到約0.1%的脂化反義鏈(圖 4E)。
? 此外,還觀察到不必要的PS-PO轉化,每條鏈發(fā)生一次、兩次甚至三次,當LNP分別儲存在含磷酸鹽或Tris的緩沖液中時,完整反義鏈的含量分別下降至12%或1%,而組氨酸緩沖液中的完整反義鏈含量依舊保持在84%以上(圖 4F)。
組氨酸緩沖液的弱酸性環(huán)境抑制了脂質氧化反應,減少了RNA-lipid加合物的形成,從而維持siRNA完整性。

圖3:MC31氧化生成 E,Z-二烯酮副產物2、RNA-脂質加合物的可能機制

圖4:在不同緩沖液中 E,Z-二烯酮副產物2副產物、RNA-脂質加合物比例、完整 siHPRT 反義鏈 ( F)的百分比
在 siRNA-LNP 制劑開發(fā)的全流程中,緩沖體系的選擇直接影響制劑的儲存周期、質量可控性與臨床轉化潛力。
組氨酸緩沖液憑借抑制脂質氧化、減少 RNA - 脂質加合物生成、維持膠體穩(wěn)定性三大核心優(yōu)勢,解決了傳統(tǒng) PBS 體系的痛點,為核酸藥物的處方優(yōu)化與工藝開發(fā)提供了一定的數(shù)據支撐。
未來,隨著核酸藥物研發(fā)的持續(xù)推進,組氨酸緩沖液有望成為更多 siRNA-LNP 制劑的“標配”,助力更多治療藥物從實驗室走向臨床,為患者帶來新的治療希望。
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