《JCR》：复旦团队把羟氯喹装进可电离脂质——mRNA-LNP的炎症副作用，被一双手同时按了下去【详读】

◆ 一、设计巧思：老药新用，一分子两用

HCQ本是抗疟药，如今是类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等自身免疫病的抗炎一线用药。它的药理恰好"对症下药"：高浓度时靠可电离基团阻断内体酸化，抑制内体上的TLR3/TLR7/TLR9（这三种受体专职识别核酸）；低浓度时能直接结合核酸、阻止其与TLR接触，还抑制cGAS-STING通路与自噬，多路并用地压低TNF-α、IFN-γ、IL-6。而HCQ分子上自带一个可电离叔胺侧链（计算pKa 9.219）和一个羟基——简直是天然的"可电离头部"。团队顺着羟基把含羧基的疏水尾部酯化上去，一步做出HL脂质；按尾部结构分了三代：一代用简单长链脂肪酸或琥珀酸酯尾（HL-1、HL-2、HL-4），以HCQ氮作可电离头；二代把HCQ接上已上市脂质TL-4与SM-102（得HL-3、HL-5，双可电离氮）；三代换成无叔胺的多分支尾（HL-6）。为剥离HCQ的独立贡献，还专门合成了不含氨基喹啉的"尾对照"脂质TL-4、SM-102、CL-17——对照设计干净利落。

图1 HCQ衍生可电离脂质的设计合成、LNP制备与体内递送效率总览

◆ 二、制备与筛选：包封率从不足5%拉到95%以上

LNP制备走标准微流控路线：HL脂质与DSPC（中性磷脂）、胆固醇、DMG-PEG按摩尔比50:10:38.5:1.5溶于乙醇，与pH 5.0的mRNA水相以3:1混合（总流速12 mL/min），N:P比6:1，透析除醇得成品。粒径表征给出一组漂亮数据：各HL LNP均一地在54–76 nm之间，PDI（多分散系数，越接近0粒径越整齐）低于0.2，包封率普遍超过90%。最能说明问题的是HL-3与尾对照TL-4的对比：TL-4因计算pKa只有6.4、质子化不足，几乎包不住mRNA（效率<5%）；接上HCQ后HL-3包封率跃升至95%以上——HCQ侧链上那个碱性氮直接参与了"抓"核酸的过程。体内层面（BALB/c小鼠，5 μg FLuc mRNA，尾静脉/肌肉两条给药路径、注射后4/24/48 h生物发光成像）：一代分子静脉效果平平，二代HL-3静脉和肌肉均超越"药王"MC3（DLin-MC3-DMA），三代HL-6静脉效率与SM-102持平、显著优于MC3，而无氨基喹啉的CL-17表现糟糕——喹啉环对递送的贡献不可忽视。团队据此锁定HL-3与HL-6进入深挖。

◆ 三、结构解密：HCQ把脂质"拽"进颗粒内核

冻融稳定性先给了一记惊喜：−80 ℃与−20 ℃各五个冻融循环（冻≥20 h、4 ℃解冻约2 h），SM-102 LNP粒径逐渐增大，冷冻电镜下颗粒边缘冒出"起泡"（bleb）样缺陷；约60 nm起步的HL LNP两个温度段都纹丝不动，电镜形态无异常。更反常的是理化指标：常规高活性LNP表观pKa多在6.5左右，而TNS荧光探针法测得HL-3/HL-6在全pH区间荧光均为基线，算不出表观pKa；pH 5.2–8.3范围内zeta电位持续显著负值；空颗粒重复实验同样如此。答案藏在表面脂质分布里——团队用氘水锁定、800 MHz高分辨核磁定量LNP表面基团：含mRNA颗粒表面可电离脂质占比，SM-102为74.6%、HL-5为71%，而HL-3只有45.6%、HL-6仅29%；折算到"表面/内核"分布，SM-102 LNP约43.8%的可电离脂质露在表面，HL-6只有5.3%。分子动力学模拟补上机理拼图：HCQ的氨基喹啉与RNA碱基间存在大量π-π堆积与氢键，把HL脂质牢牢"焊"在颗粒内核并与mRNA相分离。表面露出的可电离脂质越少，先天免疫系统"看见"的就越少——这既解释了反常的pKa与电位曲线，也埋下了低炎症的结构伏笔。

图3 HL LNP结构解析：表面核磁分布与HL-mRNA相互作用机制

◆ 四、重复给药：第二针开始，SM-102被反超2–3倍

安全性与耐受性要靠"多针"考。BALB/c小鼠尾静脉注射FLuc mRNA-LNP共4次、间隔3天，每次5 μg：各组表达随针次递减，但HL-3、HL-6降得明显更慢——从第二针起表达反超SM-102，达到其2–3倍；整个13天疗程（AUC₀₋₁₃d）HL-6与SM-102总量持平。细胞因子读出（首、二针后4 h采血测IL-6、TNF-α、IFN-γ、MCP-1、IL-1β、IL-2）：SM-102与HL-5组显著高炎，HL-3/HL-6组被压得很低。一个耐人寻味的阴性结果藏在HL-5里——它是HCQ与SM-102的直接偶联物，炎症水平却与SM-102不相上下：往SM-102上"挂"一片HCQ并不能中和其致炎本性，脂质的整体架构（尤其表面暴露度）才决定炎症命运。翻译成白话：抗炎不是贴标签，得把分子重新搭对。

图4 重复给药下HL LNP维持mRNA表达并压低促炎细胞因子

◆ 五、机制闭环：从细胞通路到"核酸毒性救命"实验

离体机制用THP-1 Dual报告细胞系（专职读出NF-κB与IRF两条先天免疫通路）：把强TLR激动剂poly(I:C)（一种人工双链RNA，专戳内体TLR3）与FLuc mRNA按1:5共包LNP转染，SM-102组两条通路双双拉满，HL LNP显著抑制，且细胞活力与翻译得以保住。为排除"摄入差异"这一混淆变量，团队做了SM-102/HL-6配比梯度混合颗粒：Cy5标记EGFP mRNA阳性率各组相当（吃进去的量一样），但随HL-6占比升高，IRF与NF-κB活性梯度下降——抑制作用确系HL脂质本体所为。体内验证更震撼：poly(I:C)与FLuc mRNA按1:1共包，单次尾静脉5 μg或10 μg/只的致死性攻击实验——SM-102组即使5 μg低剂量也在48小时内全部死亡（IL-6飙升约800倍、IFN-γ约100倍，典型细胞因子风暴），HL-6组10 μg高剂量仍100%存活；5 μg档HL-6组的IL-6、IFN-γ、IL-2显著低于SM-102组。一支"抗炎脂质"，把致死性核酸毒性拦在了门外。

图5 HL脂质阻断IRF/NF-κB通路并保护小鼠免于poly(I:C)毒性

◆ 六、两头验证：预防性疫苗与PCSK9基因编辑

抗炎会不会"矫枉过正"、把疫苗该有免疫也压没了？水痘-带状疱疹病毒（VZV）疫苗模型给出回答：以已上市重组疫苗Shingrix验证过的糖蛋白E（gE）为抗原，HL-3/HL-6/SM-102包gE mRNA，C57BL/6小鼠肌肉免疫2 μg、间隔三周一针加强。结果体液免疫不打折：gE特异性IgG滴度与SM-102组相当；细胞免疫甚至更优——HL-3组的gE特异性CD4+ T细胞（分泌IFN-γ/IL-2/TNF-α的Th1型）比例显著高于SM-102组，IL-4/IL-5（Th2型）几乎不出，ELISpot复核同向。而接种后6 h的促炎细胞因子（IL-6、TNF-α、IFN-γ、MCP-1），HL组与辅料对照组无异——只留适应性免疫，不带先天炎症。第二关是基因编辑：高脂饮食喂养两个月复制高胆固醇血症模型，静脉注射Cas9 mRNA+sgPCSK9（3 mg/kg），第14天肝基因组NGS测得PCSK9位点插入/缺失效率约30%；HL-6组血清PCSK9蛋白下降78%（SM-102组降83%），LDL-C与总胆固醇同步走低——编辑效力与商用级脂质基本持平，且未见安全性异常（ALT/AST/肌酐正常）。

本研究把HCQ的药理与可电离脂质的功能压进同一个分子，开发出HL-3/HL-6这类"自己就不致炎"的新一代递送脂质：mRNA包封率超95%、递送效率追平SM-102、冻融稳定性反超，重复给药表达不掉链子，还能在致死性核酸毒性攻击下保住全部动物——同时不牺牲疫苗应有的抗体与Th1应答，并完成了PCSK9基因编辑的效力验证。它的启示远超单一分子：LNP的功能不止"递送"，把小分子药物的药理写进结构本身，就能把"载体"升格为"药剂"。沿这条思路，换一个药理头——抑癌的、抗纤维化的、靶向肝外器官的——同一套设计语言有望改写出下一批低炎症核酸药，尤其为自扩增RNA（saRNA）、DNA这类高免疫原性载荷铺路。

图7 HL-6 LNP递送CRISPR-Cas9 mRNA编辑PCSK9降低血脂

◆ 关于纳米医学网（舜纳纳米）

本文的核心是"可电离脂质设计+mRNA/LNP处方筛选+体内免疫评价"，恰是纳米医学网（Sunlipo Biotech，www.med-nanotech.com）的常规能力：脂质体与LNP递送系统构建、核酸药物递送设计（可电离脂质定制筛选、粒径电位/包封率表征）、活体荧光成像与细胞因子/安全性评价，再到mRNA/小核酸药物原料支持——一站式覆盖"设计→制备→表征→动物验证"全链条。

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参考资料：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2025.114267
全文链接：https://doi.org/10.1101/2025.03.02.641033
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本文涉及的核心材料与成品粒：

· 可电离阳离子脂质 SM-102

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· LNP 递送系统技术服务

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