PEG抗體對LNP-mRNA疫苗體內性能的影響

2023年12月09日，張醉團隊在期刊《International Journal of Pharmaceutics》上發表題為" Effects of PEG antibodies on in vivo performance of LNP-mRNA vaccines"的研究論文。

研究團隊通過艾特森微流控制備儀制備納米粒，研究PEG抗體對動物模型中針對CO-VID-19的LNP-mRNA疫苗安全性和有效性的影響。

LNP-mRNA疫苗是新冠防控的有效手段，PEG作為LNP核心成分可提升其穩定性、延長循環時間，卻被認為是接種過敏不良反應的可疑誘因。人群中因化妝品、工業原料等環境暴露普遍存在PEG抗體，且新冠LNP-mRNA疫苗接種還會進一步誘導其產生。此前研究發現PEG抗體可引發PEG化納米藥物的加速血液清除、補體活化相關假過敏等反應，但PEG抗體對LNP-mRNA疫苗體內作用的具體影響、機制，以及其在國人中的分布特征均不明確。

圖例1：LNP-mRNA機制圖&制備過程

2. 人血清中PEG IgM與IgG的分布特征檢測

首先該研究團隊通過ELISA檢測847名不同健康狀況、年齡和性別的中國人血清中的PEG IgM/IgG，分析其分布特征，證明了PEG抗體在人群中普遍存在，IgM、IgG占比分別為31.1%、3.4%，且與年齡無關，女性IgM更高，慢病患者抗體水平低于健康人群。

圖例2：人血清中PEG IgM與IgG的分布特征檢測

接著該研究團隊給小鼠、大鼠注射PEG化脂質體誘導產生PEG抗體，再肌內注射DiD 標記LNP并檢測其血藥濃度，證明了PEG抗體會顯著縮短LNP體內血液循環時間，降低 AUC值，加速其體內清除。

圖例3：PEG 抗體對LNP體內藥代動力學的影響

隨后，研究團隊通過活體成像和熒光定量，觀察DiD標記LNP及LNP-Luc在PEG抗體陽性小鼠、大鼠體內的組織分布與表達，證明了PEG抗體會促使LNP在肝、脾大量蓄積，且提升其在肝、脾的mRNA表達，淋巴結則無明顯變化。

圖例4：LNP在PEG抗體陽性小鼠和大鼠體內的組織分布與表達

然后，該研究團隊通過分離PEG抗體陽性大鼠肝臟各類細胞，經流式細胞術檢測LNP攝取情況，證明了PEG抗體主要促進肝臟實質細胞、內皮細胞、巨噬細胞對LNP的攝取，是LNP肝臟異常代謝的關鍵因素。

進一步地，該研究團隊給PEG抗體陽性小鼠接種CO-VID-19 LNP-mRNA疫苗，檢測抗刺突蛋白IgG，同時監測大鼠接種后PEG抗體變化，證明了PEG抗體對疫苗誘導的體液免疫無顯著影響，且LNP疫苗會誘導機體長期產生PEG抗體。

圖例6：PEG抗體對CO-VID-19 LNP-mRNA疫苗抗體產生的影響

7. PEG抗體對樹突狀細胞攝取LNP及相關功能的影響

之后，該研究團隊體外培養小鼠樹突狀細胞，研究PEG抗體對其攝取LNP、mRNA表達及成熟的影響，結合體內檢測，證明了PEG抗體增強DCs對LNP的攝取、抑制其體外mRNA表達，而體內脾組織LNP蓄積抵消該作用，最終維持疫苗免疫效果穩定。

圖例7：PEG抗體對樹突狀細胞攝取LNP及相關功能的影響

8. PEG抗體介導LNP引發的補體活化及毒性效應

研究團隊通過溶血實驗、檢測補體活化產物及給小鼠靜脈注射不同劑量LNP，發現PEG抗體會增強LNP誘導的補體活化，低劑量肌內注射無明顯毒性，高劑量靜脈注射會引發補體劇烈活化，甚至導致小鼠死亡。

圖例8：PEG抗體介導LNP引發的補體活化及毒性效應

9.

不同PEG抗體水平人血清中LNP的補體活化作用檢測

最后，研究團隊將LNP與不同PEG抗體水平的人血清共孵育，通過溶血實驗檢測補體消耗，證明了人體中PEG IgM單陽性 IgM/IgG雙陽性血清會顯著增加LNP誘導的補體活化，提升人體發生加速血液清除和超敏反應的風險。

圖例9：不同PEG抗體水平人血清中LNP的補體活化作用檢測