含有稳定剂的mRNA脂质纳米颗粒冻干制剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂及其制备方法。本发明专利技术mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂包括：mRNA脂质纳米颗粒、由单糖和二糖组成的复合赋形剂、以磷酸盐为基础的缓冲物质以及有效量的还原剂和稳定剂。所述的mRNA脂质纳米颗粒由阳离子脂质、辅助脂质、胆固醇、PEG修饰脂质以及mRNA组装而成。冻干制剂中的糖类物质和稳定剂可以稳定脂质纳米颗粒中脂类，还原剂可以中和脂质纳米颗粒在冻干和储存过程中出现的氧化性物质或衍生物，保护纳米颗粒所包载的核酸药物的整体完整性和长效性。实验数据显示，本发明专利技术冻干制剂的储存或运输的环境温度提高到4℃左右，仍然可以维持核酸脂质纳米颗粒结构的完整以及复溶后的高效表达，由此有效降低了储存和运输成本，具有广阔的应用前景。前景。前景。

【技术实现步骤摘要】
含有稳定剂的mRNA脂质纳米颗粒冻干制剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于生物医药制剂
，涉及mRNA脂质纳米颗粒的制剂，具体涉及到的是mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]相比于传统的疫苗或治疗药物，核酸疗法的出现为包括传染病以及肿瘤在内的多种疾病提供了更为广阔的治疗前景。由Moderna和Pfizer/BioNTech开发的脂质纳米颗粒(Lipid Nanoparticle，LNP)包载的信使RNA(Messenger RNA，mRNA)疫苗凭借良好的生物安全性和极高的疗效(>90％)，在抗击SARS
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CoV
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2方面做出了重要贡献。LNP不仅实现了mRNA疫苗和治疗药物的有效递送，还可以保护核酸不被RNA内切或外切酶降解，并促进细胞摄取及表达。Pfizer和Moderna的mRNA新冠疫苗利用了LNP的多种独特的理化性质，通过可电离的氨基来增强疫苗的mRNA负载率，并促进疫苗的溶酶体逃逸；通过调控其阳离子脂质比例，实现了基于表面电荷及尺寸大小的组织以及器官的靶向递送，而且这些特性还协同提高了疫苗的免疫原性，可以更为有效的激活免疫反应。
[0003]现有技术中，mRNA脂质纳米颗粒都是由阳离子脂质、辅助脂质、胆固醇以及PEG修饰脂质按照摩尔比组装而成。其中：阳离子脂质摩尔占比通常在50％左右，与带负电的mRNA结合，包载核酸药物，同时在粒子进入细胞后实现内涵体逃逸。阳离子脂质具体的实例很多，比如Buschmann等人发表的论文Nanomaterial Delivery Systems for mRNA Vaccines(Vaccines 2021,9,65.https://doi.org/10.3390/vaccines9010065)中表2所公开的MC3、Lipid 319、Moderna Lipid 5、Moderna Lipid H(SM
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102)、ALC
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0315等。胆固醇摩尔占比少于阳离子脂质，通常在38％左右，用于稳定LNP结构，调节膜流动性；辅助型脂质、PEG
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修饰脂质摩尔占比较小，通常分别在10％、2％左右，用于稳定粒子，破坏内涵体稳定性，提高核酸递送效率。常用辅助脂质的代表为DOPE、DSPC及DOPC等磷脂类脂质。常用的PEG修饰脂质有例如DMG
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PEG2000、DSPE
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MPEG2000、ALC
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0159等。
[0004]作为新一代的核酸递送平台，LNP技术已经在新冠疫苗和基因编辑等领域发挥巨大效用。但在包载核酸的脂质纳米颗粒(以下简称核酸脂质纳米颗粒或LNP
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核酸)的储存过程中，由于形成脂质纳米颗粒成分的某些化学基团的相互作用，如氧化、水解或酯交换均可导致纳米颗粒结构的解体，从而导致mRNA等核酸的脱落以及降解，因此给核酸脂质纳米颗粒类药物的长期储存以及运输带来了巨大的挑战。目前，LNP
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mRNA疫苗平台发展的最关键的限速步骤之一是其需要一个特殊的冷链系统进行长期储存。大多数常规疫苗能够储存在2～8℃环境中至少6个月，而LNP
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mRNA疫苗则需要冷冻储存(
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80℃)，这对LNP
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mRNA疫苗的分发和普及构成了巨大障碍。
[0005]冷冻干燥(冻干)技术是通用于制药工业的一种成熟的技术，其通过去除药物制剂中的水分来提高各种产品的稳定性和保质期。许多药品以冻干制剂的形式，可以方便地运输到世界各地，无需冷藏或冷冻。然而，要想将冻干制剂应用到LNP
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mRNA疫苗上却比较复杂，原因在于LNP通常都是由可电离脂质分子、辅助脂质、胆固醇以及PEG修饰脂质按照一定
摩尔比组装而成，其物理化学参数，如粒度、包封率、多分散性和适当的有效载荷等对mRNA的生物性能比如长期活性、完整性以及表达效率方面的影响至关重要而且比较复杂(参见专利文献US2022047519A1第[0007]段)。因此，合理选择冻干制剂的赋形剂和辅料，对确保其正常功能至关重要。即使在冷藏条件下，LNP
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mRNA疫苗生产或者储存运输过程中产生的杂质或者其他衍生成分也会影响疫苗的稳定性以及表达效率。研究表明，在组装LNP时引入微量衍生物的疫苗在冷藏3个月后，其完整性降低了50％。其主要原因可归结为阳离子脂质组分中叔胺基团的氧化以及随后的水解，使得阳离子脂质对mRNA的结合降低，LNP递送系统遭到破坏，mRNA脱落或者泄露，进而影响了LNP
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mRNA的表达。因此严格选择和控制LNP递送系统的各种辅料成分对于核酸脂质纳米颗粒冻干技术以及长期储存就显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]针对上述核酸脂质纳米颗粒在储存过程中不稳定的问题，本专利提供了一种mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂及其制备方法，保证了核酸脂质纳米颗粒在冷冻干燥过程中及后续储存过程中的完整生物性能。
[0007]本专利技术mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂包括：mRNA脂质纳米颗粒、由单糖和二糖组成的复合赋形剂、以磷酸盐为基础的缓冲物质、稳定剂以及有效量的还原剂。所述mRNA的碱基对数量通常在200～10000范围，优选是在300～7000之间。所述的mRNA脂质纳米颗粒由阳离子脂质、辅助脂质、胆固醇以及PEG修饰脂质和mRNA组装而成，通常可以将阳离子脂质、辅助脂质、胆固醇以及PEG修饰脂质按照摩尔比例、例如50:10:38:2溶于乙醇中，然后和mRNA进行组装。其中阳离子脂质的化学结构如下所示：
[0008][0009]其中，R1表示
‑
(CH2)
m
‑
OH，m表示1～3的整数，例如m表示1、2或3；R2、R3可以相同，也可以不同，分别表示
‑
(CH2)n
‑
O
‑
CO
‑
CH(R4)R5或
‑
(CH2)n
‑
CO
‑
O
‑
CH(R4)R5，其中n表示3～7的整数，例如n表示3、4、5或6、7，R4、R5可以相同、也可以不同，分别表示H、C3‑
10
的直链烷基，但是R4、R5不能同时表示H。优选的阳离子脂质化合物中，R2、R3表示相同的取代基，R4、R5表示不同的直链烷基，例如R4表示C6直链烷基，R5表示C8直链烷基；或者R2、R3表示不相同的取代基，R4、R5也表示不同的直链烷基，例如R2中R4表示H、R5表示C9直链烷基，R3中R4、R5表示C8直链烷基；或者R2、R3表示相同的取代基，R4、R5也表示相同的直链烷基，例如R4、R5都表示C8直链烷基。优选的阳离子脂质化合物的实例包括Moderna Lipid 5、Moderna Lipid H(SM
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102)、A本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂，包括：mRNA脂质纳米颗粒、由单糖和二糖组成的复合赋形剂、以磷酸盐为基础的缓冲物质、稳定剂以及有效量的还原剂；其中，所述的mRNA脂质纳米颗粒由阳离子脂质、辅助脂质、胆固醇以及PEG修饰脂质和mRNA组装而成，所述阳离子脂质的化学结构如下所示：其中，R1表示
‑
(CH2)
m
‑
OH，m表示1～3的整数；R2、R3可以相同，也可以不同，分别表示
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(CH2)n
‑
O
‑
CO
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CH(R4)R5或
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(CH2)n
‑
CO
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O
‑
CH(R4)R5，其中n表示3～7的整数，R2、R3中的R4、R5可以相同、也可以不同，R4、R5表示H或C3‑
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的直链烷基，但是R4、R5不能同时表示H；所述单糖为葡萄糖、半乳糖、甘露糖、果糖中的任意一种或多种，所述二糖为麦芽糖、乳糖、蔗糖中的任意一种或多种；所述还原性剂为枸橼酸钾、枸橼酸钠、抗坏血酸钾或抗坏血酸钠中的任意一种；所述稳定剂为分子量200～20,000的聚乙二醇(PEG)或其衍生物。2.根据权利要求1所述的mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂，其特征在于，所述阳离子脂质化合物结构中，R2、R3表示相同的取代基，R4、R5表示不同的直链烷基。3.根据权利要求1所述的mRNA脂质纳米颗粒的冻干制剂，其特征在于，所述阳离子脂质化合物结构中，R2、R3表示不相同的取代基，R4、R5也表示不同的...

【专利技术属性】
技术研发人员：太万博，黄鹤，
申请(专利权)人：北京荷牧生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：