冻干SARS-CoV-2自扩增RNA疫苗的微针阵列贴片递送技术：突破冷链限制的稳定性与免疫原性研究

为解决mRNA疫苗免疫原性持续时间短、冷链依赖性强等问题，研究人员开发了基于冻干技术的SARS-CoV-2自扩增RNA（saRNA）脂质纳米颗粒（LNP）疫苗，通过微针阵列贴片（M-MAPs）实现无痛递送。研究表明，冻干saRNA-LNPs在非冷冻条件下稳定储存15周后仍能诱导小鼠产生强效体液和细胞免疫，为全球疫苗覆盖提供了热稳定、自给式解决方案。

　　

研究背景
mRNA疫苗在COVID-19大流行中展现了革命性潜力，但其两大瓶颈问题制约了全球可及性：一是免疫反应持续时间短，二是需严苛的-80°C冷链储运。自扩增RNA（self-amplifying RNA, saRNA）因其能在体内自我复制，可延长抗原表达时间，成为突破mRNA局限的新方向。然而，saRNA分子量通常大于传统mRNA，其脂质纳米颗粒（LNP）的冻干工艺更具挑战性。与此同时，传统注射依赖专业医护人员，而微针阵列贴片（microneedle array patches, MAPs）技术有望实现无痛、自给式疫苗接种。

关键方法
研究团队通过微流控混合技术制备saRNA-LNPs，筛选蔗糖（5-20 wt/v%）作为冻干保护剂，采用托盘冻干法优化制剂。通过动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）表征颗粒理化性质，在小鼠模型中评估冻干前后疫苗经肌肉（IM）、皮内（ID）及M-MAPs递送的免疫原性。

研究结果
1. 冻干saRNA-LNPs的理化特性
20 wt/v%蔗糖冻干的saRNA-LNPs粒径保持<150 nm（理想免疫激活范围），包封率>90%，且冻干后RNA完整性未受损。

2. 免疫原性验证
冻干saRNA-LNPs在25°C储存15周后，仍能诱导小鼠产生高滴度抗RBD IgG抗体（>10⁵
）和中和抗体，且ID注射比IM注射剂量节省10倍。

3. M-MAPs递送效能
3D打印的微流控M-MAPs成功递送冻干疫苗至小鼠真皮层，激活Th1/Th2混合型免疫反应，IgG2a/IgG1比值达2.3，显示强细胞免疫应答。

结论与意义
该研究首次实现冻干saRNA-LNPs与M-MAPs技术的整合：

1. 热稳定性突破：20%蔗糖配方使疫苗在常温下保持活性，大幅降低冷链需求；
2. 递送革新：M-MAPs实现无针自接种，特别适合资源匮乏地区；
3. 免疫优势：saRNA较mRNA剂量降低10倍仍能产生持久免疫（>12个月数据来自非人灵长类实验）。
   论文发表于《Journal of Controlled Release》，为应对未来大流行提供了"可自给、耐储存、强效免疫"的三合一解决方案，技术已通过PinPrint公司进行产业化布局。