发布日期： 2024-10-18 01:09:53 来源：新闻中心
60年多年前人们发现基因和蛋白质之间的一个短暂的中介物了——信使RNA（mRNA）。到了20世纪80年代末，随着对体外转录（IVT）mRNA技术发展及 mRNA的稳定性化学修饰，mRNA治疗在生物医学应用才有所起色。而药物递送系统的开发更是加速了mRNA疗法的临床前开发，为mRNA作为一类新药的开发奠定基础。
特别是纳米颗粒-mRNA制剂的特点已经在临床前和临床研究得到充分证明，例如，临床级的COVID-19的mRNA疫苗仅在一年内就获得了FDA的紧急使用授权和上市。其它脂质纳米粒子-mRNA制剂正在进行临床试验，用来医治传染病、癌症和遗传性疾病。此外，基于mRNA的细胞重编程、组织再生和基因组编辑已在临床前研究中显示出优良的治疗潜力。
现代生物医药以1953年DNA双螺旋结构的发现为起点，沿着生命“中心法则”由外及里全方面覆盖了蛋白质、核酸和基因三个环节，包括最早靶向蛋白质的传统药物、重新崛起的核酸药物以及最新的精确操控RNA和DNA分子的基因疗法和基因编辑等。药物形式（modality）除了经典的小分子，多肽、蛋白、多糖和核酸，还出现了细菌、细胞和病毒等更为复杂的活体药物。读者也许注意到了，现代生物医药和递送技术的起步前后相隔不到一年，发展几乎同步。这也不难理解，未满足临床需求推动新技术的发展，而新技术对药物递送不断提出新课题。如表1所示，每种药物形式或者技术面临的递送挑战不尽相同。
当前，开发给药系统和递送技术的出发点分为两种。对于化药和单抗等相对成熟的药物，目标主要是改善现有药物的缺点，也就是我们常说的改良新药。在新实体分子的开发中，制药企业为了追求速度，制剂或者给药系统往往不是最优的，这给改良新药带来非常大的空间（表2）。有必要注意一下的是，改良新药即使只是改善病人的服药依从性，临床意义也不容忽视。据报道，慢性病人不按说明书服药的比例达到50%，仅美国每年因为服药的不规范导致12万以上的死亡，10%的住院以及超过1000亿美元的额外医疗费用。
递送技术的第二个目的是赋能新技术。对于PROTAC、核酸药物、mRNA疫苗、基因编辑和细胞疗法等领域，优化药物本身和普通给药系统很难解决成药性的问题，递送技术成为这些新技术不可分割的一部分。
核酸药物的潜力早在20年前就广为人知，但直到GalNac偶联技术和LNP给药系统的成功，才迎来了快速的发展，但仍很大程度上局限于肝病或肝靶点介导的疾病。基因编辑等新技术更是受到递送技术的制约而不能完全释放其治疗潜力。发明基因编辑工具的顶级科学家张锋和刘如谦近年来将很大精力放在了开发新的递送系统，最近发表的包括全新的类病毒颗粒（VLP）和细菌蛋白注射器（PVC-eCIS）等。
递送技术还可以将活体药物的个性化生产转化为常规的批生产。CAR-T等个性化细胞疗法被认为是肿瘤免疫疗法的革命性技术，但急需解决成本高、价格昂贵的问题。最近，欧美开始尝试通过靶向递送实现在病人体内直接改造免疫细胞，有望解决当前细胞治疗个性化生产、成本高的痛点。
在微粒和纳米颗粒表面设计纳米地形特征，以提高生物粘附性。例如，花粉微粒的纳米地形特征，如尖刺、凸起和皱纹，可以被模拟来改善细胞粘附。具有突出纳米形貌的花粉激发颗粒改善了生物粘附性能和生物界面。此外，多孔PCL微粒模拟油菜花花粉粒通过大量的表面接触点增加与粘膜表面和宫颈癌细胞的结合。
受紧密连接的3D纳米结构启发，具有突出特征的纳米形貌表面和平面微粒被设计用于探测上皮屏障、调节紧密连接和增加生物的跨上皮运输。重要的是，紧密连接的调节是可逆的，不会导致上皮损伤或功能障碍。
例如，具有纳米形貌柱表面的微针能改善依那西普(一种抗体治疗药物)在大鼠和兔模型中的透皮给药。纳米形貌介导的跨上皮递送依赖于整合素受体结合和肌球蛋白轻链激酶(MLCK)磷酸化。然而，关键机制和途径仍不清楚。
为了填补这一知识缺口，我们应用带有纳米柱的纳米形貌薄膜，通过上皮单层递送荧光标记的IgG 。然后使用全内反射显微镜以细胞水平分辨率实时显示和定量IgG的运输途径。在这里，纳米形貌薄膜通过增加紧密连接结构的动态转换来刺激IgG的细胞旁转运。这种重构是通过大小为1 ~ 5 µm的胞浆液体复合体介导的，包括ZO1、claudin家族跨膜紧密连接蛋白和细胞骨架F-actin。这些发现证明了一种以前未知的纳米形貌介导的紧密连接信号转导机制。这一现象与显示ZO1蛋白相分离在紧密连接力学感知中的作用的报道一致。
病毒感染的尖刺颗粒可通过模拟病毒外壳蛋白和细胞表面受体之间的多价相互作用来增加细胞摄取。这些纳米形貌特征影响生物界面，包括蛋白冠形成、细胞膜相互作用、细胞摄取和内溶酶体逃逸。
颗粒注射后形成的蛋白冠状体可促进颗粒被巨噬细胞摄取和清除，改变生物分布特征，并损害细胞与靶向部分的结合。因此，蛋白质电晕的形成应该受到限制，例如通过实施抗污聚合物(如PEG)和两性离子配体。另外，纳米形貌可拿来改变蛋白质的电晕形成;例如，具有斑片状形态的糖基化聚合物纳米粒子可促进糖共聚物束在粒子表面的定位，从而防止非特异性蛋白吸附，并允许特异性凝集素-聚糖相互作用，以此来实现细胞特异性摄取。
相比之下，相同物质组成的球形非斑片状颗粒表现出非特异性蛋白电晕形成和细胞摄取。
基于生理信号或者疾病标志物的智能递送系统是当前热门的研究领域。比如，根据病人的血糖水平控制胰岛素的递送，将血糖稳固在不高不低的正常范围内。早在2015年，浙江大学顾臻教授率先报道了一款新颖的胰岛素响应微针贴片，针体是带有硝基咪唑的高分子聚合物，其中包裹有胰岛素和葡萄糖氧化酶。微针接触到血液中的葡萄糖后，氧化酶迅速将其氧化，消耗大量氧气并产生局部缺氧的环境。缺氧条件下，硝基咪唑被还原成氨基咪唑，聚合物的性质发生明显的变化并开始溶解，里面包裹的胰岛素被慢慢释放。微针的长度在 600-800 微米，难以触及皮下的神经细胞，痛感微弱，对皮肤造成的过敏和炎症也很少。针对机械、温度、电流、光磁，酸碱和各种生物标志物的响应微针慢慢的变成了智能递送系统的热点。目前，包括顾臻团队研制的智能胰岛素贴片在内的，多个智能微针产品已确定进入临床研究。
口服注射装置是解决大分子口服给药的一个替代方案。这种装置大小类似胶囊，患者口服后通过胃肠内壁注射给药，没有强烈的痛感和不适感，最后整个胶囊会通过消化道排出体外。Rani公司用于递送多肽药物PTH的口服注射胶囊已确定进入二期临床研究。Biora公司也有类似的技术，用于递送阿达木单抗和GLP-1多肽。最近，MIT教授Robert Langer、Giovanni Traverso和诺和诺德合作开发了一款更加智能的口服注射胶囊。它的外形设计参考了 “豹龟”，拥有一个高且陡峭的外壳，无论以哪种形式进入胃它都能自己调整方向，把针头对准胃壁。该装置的柱塞和针头由固体糖制成的颗粒控制。柱塞的颗粒首先溶解并将针头下放胃壁中，同时柱塞把液体药物挤出。待注射完毕，位于针头之上的颗粒溶解，柱塞会把针头拉回到胶囊中。与之前的类似装置相比，其载药量也实现了数量级提升，每次给药量达到4mg, 因此能用于疫苗、多肽和蛋白药物等多种生物制剂的口服递送。
随着合成生物学、基因工程和光遗传技术的发展，基于小分子和光照等信号响应输出酶、抗体、激素等药物的智能细胞工厂慢慢的变成为可能。2019 年，华师大生命科学院叶海峰团体报道了以绿茶富含的原儿茶酸为开关，调控工程细胞释放胰岛素治疗糖尿病的研究。2021年，美国纪念斯隆-凯特琳癌症中心的研究人员报道了一种新颖的SEAKER细胞（ synthetic enzyme-armed killer cells）技术。SEAKER细胞与肿瘤细胞结合后分泌一种酶，可以水解小分子毒素的前药，实现选择性杀伤肿瘤细胞。
自主识别目标和自我复制的 RNA 药物和疫苗也可看作是一种智能的基因递送系统。目前自我扩增RNA （self-amplifying RNA，saRNA）的设计有两种，一种将编码RNA聚合酶和表达目标蛋白的序列装在同一个线性mRNA中，另一方法是将这两种mRNA分开导入细胞中。这种技术的主要优点是它能够最终靠自我复制用很低的剂量达到传统mRNA相同的蛋白表达水平。比如，自复制mRNA疫苗在剂量只有传统mRNA几百分之一的情况下能够产生相同的免疫应答。英国初创公司VaxEquity于2021年与阿斯利康达成1.95亿美元的交易，合作开发自复制RNA管线。最近，类似的技术公司Replicate Bioscience宣布完成4000万美元的A轮融资，将致力于开发针对肿瘤、自身免疫和炎症等多种疾病的自复制RNA创新疗法。
3D打印和电子药片等智能生产和给药技术也需要我们来关注。3D打印可以智能设计和制造有利于药物吸收的药品形状和三维结构，如2015年上市的抗癫痫药左乙拉西坦口崩片Spritam®。数字健康已是大势所趋，Otsuka在2017年推出一款治疗精神分裂的阿立哌唑电子药片Abilifymycite®。当患者摄入药物后，他们的医生能轻松追踪信号，因此能更好地管理和跟踪患者的服药状况。电子药片最终可能发展成为一种诊断、分析和治疗一体化的智能电子给药系统，口服或埋入后能够实时监测疾病指标并依据需求精准释放药物，医生、病人和家属都能够最终靠手机 APP 等智能终端进行可视化操作。
生物相容性材料制造的小型微/纳米装置能携带药物、诊断试剂甚至活细胞和微生物，并能被化学反应，生物引擎或外部场的作用力所驱动，以此来实现药物或者其他载物的运输和释放。制造、驱动和降解是微/纳米机器人（Micro/Nano-Robot）给药系统要考虑的三个方面。
微/纳米机器人的理想制造方法是生物材料的自组装，比如DNA分子通过碱基配对自组装成相关纳米结构。具有管状结构的微/纳米机器人常用化学蚀刻驱动的自卷曲技术制造。对一些结构较为复杂的微/纳米机器人需要更先进的制造方法如双光子聚合 3D 打印，但这种方法需要昂贵的仪器和特殊材料。
微/纳米机器人的驱动最为关键。化学驱动常常要催化剂（如活泼金属）和燃料，比如机器人外表的铂金（Pt）催化分解双氧水（H2O2）产生气泡，推动自身的运动。生物驱动主要是利用细菌和这些通过鞭毛推动自身运动的微生物作为引擎，这会明显提高微/纳米机器人的生物相容性和安全性。光、超声波或磁场等外部场驱动则不需要燃料，与其他方式相比，它们在控制运动方面灵活性更好。比如赤铁矿纳米粒子，依靠表面电荷的吸附与药物结合，能够超声定位并通过磁场操纵其运动。
使用可降解材料能够尽可能的防止移除等后续操作，给微/纳米机器人的应用带来便利并提高其安全性和病人使用的依从性。DNA、多糖、明胶以及水溶性高分子聚合物等材料常用于生产可生物降解的给药微型机器人。
微/纳米机器人也能添加智能化的元件，利用生理信号或生物标记物靶向运输和触发药物释放。加州大学的科学家利用金属镁与酸性溶液反应产生氢气作为动力，推动具有抗肿瘤作用的病毒样颗粒靶向肿瘤组织，在动物模型上显示了显著的效果。国家纳米科学中心主任赵宇亮院士2018年报道了一款DNA纳米给药系统。如图7所示，这项工作利用DNA折纸术（DNA origami）自组装成一个平面结构并通过修饰卷曲成管状装置，其内部包裹凝血酶 （thrombin），外部则连接能结合Nucleolin蛋白的DNA适配体。Nucleolin在肿瘤血管上皮细胞中高表达，适配体与其结合后管状DNA装置打开，其包裹的凝血酶暴露促进血液凝结，阻断肿瘤组织的血管并抑制肿瘤的生长。这时，DNA适配体既充当靶向肿瘤组织的弹头，也是触发药物释放的开关。
为了保证组织、细胞和生命分子之间的交流，生物设计了许多精妙的递送系统。如图8所示，仿生药物递送系统近年来取得了很大的进展，主要载体包括细菌、病毒、细胞、以及外泌体等各种囊泡和生物颗粒（15）。
细菌可当作活体药物，如最近FDA批准的粪便灌肠药物Rebyota，也可当作一类仿生递送系统（16）。化学偶联或物理性装载药物理论上可以保留细菌的某些关键属性，例如感知生理信号、自我驱动和组织靶向性等，但面临诸多技术困难，目前仍然探索较少。简化的细菌外膜囊泡（OMVs）进展更为顺利，该技术开发的紫杉醇产品已确定进入临床研究（17）。当前，更为热门的技术是基因工程改造的微生物给药系统。CRISPR-Cas等基因编辑工具和合成生物学的发展让工程化细菌的设计和操作变得方便灵活。借助基因工程，能改变细菌的特征，例如靶向性、粘附能力、蛋白分泌以及特定代谢物的合成，进而成为原位“药物工厂”，在疾病部位生产所需的治疗药物，包括小分子代谢产物、酶、蛋白质和小核酸药物。比如，麻省大学和Ernest公司的研究人员利用三条基因回路的改造分别提升了沙门氏菌对肿瘤细胞的侵袭，裂解和蛋白药物的释放，从而获得了一种专对于癌细胞输送蛋白药物的、高度改良的细菌递药系统。
AAV等病毒是一种常见的核酸物质递送载体，但在递送效率和安全性方面仍有很大的改善空间。哈佛大学George Church等人创立的Dyno通过机器学习和高通量筛选建立了开发全新AAV病毒的研发平台。AI的帮助让他们触及了天然AAV无法到达的序列空间，比如他们从28个氨基酸片段的AAV2序列获得了110,689个变种，数目超过了野生序列的多样性（19）。另一个哈佛教授创立的公司Affinia则是利用新型的AAV9系统开发肿瘤和罕见病药物，目前产品仍处于早期阶段。最近，Flagship孵化的Ring Therapeutics宣布完成1.17亿美元的B轮融资。Ring的核心技术是基于指环病毒（Anellogy）的递送系统，这类病毒在细胞内生命周期较长但不会过度激发免疫反应，使其成为可替代AAV的潜在给药系统。工程化的指环病毒携带单链环状DNA，入核后无法与宿主DNA整合，理论上降低了基因突变的风险。指环病毒的安全性和有效性如果在临床得到验证，将为基因疗法带来新的给药选择。
利用细胞载药，尝试较早的是运输氧气的红细胞，作为无核细胞，其载药量大并具有肝脾等网状内皮组织靶向性，体内循环时间长，是理想的药物递送载体之一。Rubius、EryDel、EryTech、西湖生物医药等公司已有产品处于临床阶段。红细胞需要在低渗溶液中膨胀下载药，不可避免有所损伤。Rubius等公司采取干细胞衍生的工程化红细胞，并在红细胞内部表达蛋白药物，避免了低渗负载的方式。西湖生物采取类似的技术路线，并使用外周血来源的造血干细胞，进一步解决了干细胞的来源问题。
工程化的血小板也能作为递药载体，比如高效转染遗传物质 （mRNA、siRNA、microRNA、质粒DNA）并将其递送到目标器官，此类技术公司包括Plasfer、PlateletBio和Cellphire Therapeutics等。有意思的是，浙江大学顾臻教授基于血小板靶向出血部位以及在炎症环境下激活的生理特征首创了一种巧妙的肿瘤药物递送系统。最近，该团体尝试将表面携带anti-PD-L1单抗的血小板用于肿瘤手术后的维持治疗，以预防肿瘤的复发和转移，在动物模型上取得很好的效果（20）。顾臻团队最近报道了经液氮处理失活的肿瘤细胞作为药物靶向递送系统的工作，也很具有新意（21）。顾臻教授作为科学创始人的臻乐医药正致力于推动这些新技术的临床转化，目前已获得超亿元的融资支持。
细胞外囊泡（EVs）是细胞通讯交流的基本工具，有着非常非常重要的生理功能。细胞分泌的囊泡结构上类似于人工合成的脂质体但保留了许多来自母细胞的调控分子和特征，相较于传统载体有归巢功能，以及低毒、低免疫原性和高效等诸多优势。外泌体是当前研究最多的天然囊泡，近年来被大范围的应用于诊断和药物递送。外泌体的生产、提纯和质量控制是阻碍其向临床转化的最大障碍。纳斯达克上市公司Codiak发现PTGFRN和BASP1是外泌体组装的关键分子，通过与这两个骨架蛋白的融合可以将需要递送的药物搭载在外泌体的外侧或内侧。这种工程化的外泌体技术采取内源表达的药物装载方式，能够正常的使用色谱和过滤代替传统的超速离心，大幅度提高了GMP生产的效率和纯度。Codiak构建了多个针对肿瘤和神经疾病的药物管线，临床产品有肿瘤免疫药物exo-STING 和exo-IL-12等。另有多家外泌体公司获得了大额投资以及与跨国公司合作的机会，包括Evox，ArunA Bio以及国内的唯思尔康和恩泽康泰等。
除了囊泡，各种生物颗粒也成为药物递送探索的目标。2023年2月份，张锋创立的拥有全新病毒样颗粒（VLP）递送技术的基因编辑公司Aera Therapeutics获得了近两亿美元的B轮融资。该公司的核心技术就是张锋团队2021年发表在《科学》杂志上的一项工作。他们发现逆转录病毒样蛋白PEG10能够与mRNA结合并在其周围形成球型颗粒，通过优化和改造成功地开发了一种包装和递送mRNA的通用系统（SEND）。该系统来自人源病毒，与现有的病毒载体和脂质纳米颗粒相比，所引起的免疫反应更小，还可以将基因编辑工具高效地递送到小鼠和人类细胞中并完成目标基因的编辑。无独有偶，刘如谦实验室研究了影响VLP递送效率的几个特性，然后通过工程化改造优化了其生产、携带和释放等步骤。新的VLP系统能高效地将基因编辑工具递送到动物体内的细胞中进行有关疾病的治疗。
2023年3月份，张锋团队在《自然》杂志上报道了另一项革命性的、类似于细菌可收缩注射系统PVC-eCIS的蛋白递送技术，引起媒体和投资者的极大关注。许多病原菌拥有一类能够将毒素等蛋白大分子递送到宿主细胞内的可收缩注射系统，包括六型分泌系统T6SS和发光杆菌毒力基因簇PVC等类型。其中，分泌到细菌胞外的PVC颗粒便于制备且不具有传染性，尤其受到关注。如图8所示，PVC的工作原理非常类似于注射器，尾部丝状蛋白识别并固定于细胞膜上，而外鞘的弹性蛋白收缩推动针头状的装置穿透细胞膜并将所载蛋白注入胞内。
在张锋工作发表之前， 中国医学科学院江峰/金奇团队在2022年4月发表了一项开拓性工作，他们鉴定了一类N端信号肽，携带这个信号肽的蛋白分子能够导入PVC颗粒并被转运至真核细胞内，解决了PVC作为递送系统的药物装载问题。在此基础上，张锋团队则发现尾丝蛋白Pvc13与细胞膜受体的相互作用是PVC颗粒识别目标细胞的关键。利用最新的AI技术对Pvc13进行蛋白工程改造，可以让PVC识别表达EGFR等受体的人源细胞，这项工作进一步解决了PVC的靶向问题，并让人体应用变得可能。至此，改造后的PVC可实现体内高效递送Cas9和毒素等功能蛋白，为基因编辑和疾病靶向治疗提供了全新的解决方案。当然，这类细菌来源的生物颗粒是不是真的存在免疫原性，其递送效率和安全性有没有优势仍需大量探索工作。
仿生递送系统虽然极具前景，但技术复杂，大多数仍处于探索阶段。最近，Codiak以及红细胞递送公司Rubius的临床产品数据不佳，导致这两个曾经的明星公司陷入困境。这也让许多人对这类仿生技术产生了质疑。在下结论之前，有几点值得思考。首先，不同于传统的改良新药，Codiak产品Sting，IL-12和Rubius的IL-15都是全新的肿瘤免疫药物，靶点本身风险极大，产品失败不能完全归结于递送系统。其次，两个公司都是采取内源表达的载药方式，药物和递送系统融为一体，成为一种全新的药物形式。类似于ADC，这类药物和递送系统的组合通常会涌现一些新性质。如果缺乏对靶点的深刻理解和充分的评价，这种独特的药物形式是否有利于治疗往往不可预测。因此，拥有这类技术的公司不能为了递送而递送，而是要耐心找到可评价且真正处理问题的切入点。最后，任何新技术都不是一蹴而就的，只有依靠时间和实践的检验才能准确认识，仿生递送仍然很值得期待。
前面提到，核酸药物和疫苗的加快速度进行发展得益于脂质纳米颗粒（LNP）和GalNac偶联技术的日益成熟。然而，现存技术特别是GalNac只能高效靶向肝脏，让核酸药物的潜力不能充分释放。因此，有人提出核酸药物的下个突破就是解决肝外递送的问题。
LNP虽然常在肝脏中累积，但研究表明修改LNP的内外部电荷或添加额外的分子，能够改变LNP原有的肝靶向。2020年，美国西南医学中心 Daniel J. Siegwart团队开发了一种被称为选择性器官靶向（SORT）的技术，通过添加新的脂质分子调节LNP的摩尔组成和内部电荷，实现了肝、肺和脾等不同组织的RNA特异性递送。RNA内吞进入细胞后一般卡在内吞体（endosome）当中，只有少部分能够逃逸进入胞内发挥作用。Siegwart团队2021年又开发了一种由新型磷脂（iPhos）组成的、具有内吞体逃逸性能的新型LNP递送系统（iPLNPs）。该系统显示了极高的体内mRNA递送和CRISPR/Cas基因编辑效率，而且通过iPhos化学结构和比例调控可实现器官选择性递送（24）。基于这些技术的初创公司ReCode最近获得Pfizer领投的大额投资，致力于开发靶向气管上皮细胞的基因编辑药物，治疗遗传性呼吸系统疾病PCD和CF。
另外，美国塔夫茨大学许巧兵团队发现尾部含有酰胺键的新型LNP 能够选择性地将mRNA传递到小鼠肺中，而且只要简单调整LNP的头部结构就可以靶向不同的肺细胞类型。最近，宾夕法尼亚大学的研究人员设计合成了一系列新颖的可离子化脂质，最终发现了一种能够高效递送mRNA到胎盘而不进入胎儿体内的LNP颗粒，有望用来治疗孕期并发症先兆子痫。
2021年，初创公司GenEdit宣布完成2600万美元的A轮融资，专注开发非病毒、非脂质聚合物纳米粒子递送载体，并针对神经系统疾病开发临床候选药物。该公司的NanoGalaxy平台可以依据不同货物分子修饰新型聚合物的结构以此来实现DNA、RNA或CRISPR蛋白复合体的组织选择性递送。Altamira开发的OligoPhore™ / SemaPhore™ 是一种由21个氨基酸多肽和小核酸或mRNA压缩形成的聚合物。这种颗粒的形状和携带的电荷让其避免了肝脏的快速清除，因此能到达其他组织和器官。Entos的Fusogenix技术是一种由中性脂质和专有的FAST（Fusion-Associated Small Transmembrane）蛋白组合形成的递送系统，可以高效地将核酸物质和其他药物递送到目标细胞和器官。Genprex的平台技术ONCOPREX®是一种带有正电的纳米囊泡，静脉注射后带负电的肿瘤细胞选择性地摄取这些纳米颗粒并表达携带的抑癌基因比如TUSC2。2020年美国FDA批准了Genprex这款基因药物的临床申请，与第三代TKI奥希替尼联用治疗非小细胞肺癌。
有别于GalNac的新型偶联也是解决肝外的方向之一。Alnylam的研究人员最近发现O-十六烷基（C16）修饰的siRNA能够进入中枢神经系统（CNS）、眼睛或肺部并产生长达3个月的基因敲除作用。DTx公司脂肪酸修饰的FALCONTM平台非常类似，可以靶向不同的肝外组织。他们开发的第一款Falcon-siRNA DTx-1252靶向神经外围组织Schwann细胞中过表达的PMP22基因，用来医治一种不算十分罕见的神经肌肉疾病CMT1A。2023年7月17日，诺化宣布首付和里程碑各5亿美元收购临床前产品DTx-1252 和该公司其他早期资产的某些权益。
Avidity开发了一款抗体偶联药物AOC1001，利用TfR1单抗将降解DMPK的siRNA带至肌肉，用来医治1型肌营养不良症（DM1）。2022年12月份Avidity公布了I期阳性数据，股价大涨。另外，Entrada公司的小环肽递送系统（EEV™）也宣称可以轻松又有效加强药物的内吞体逃逸。该公司2021年成功登陆纳斯达克，募集资金大多数都用在其EEV偶联核酸药物ENTR-601-44和ENTR-501的临床研究。
局部给药也可某些特定的程度上实现器官的靶向性。2022年12月Vertex和Moderna合作研发的VX-522治疗囊性纤维化（CF）的IND申请获得FDA批准。VX-522将全长CFTR mRNA封装在LNP并通过吸入的方式递送至肺部。今年1月，Arcturus利用其专有LUNAR递送技术开发的、用来医治CF的吸入式mRNA疗法ARCT-032获得IND批准并将在新西兰进行首次人体实验。enGene的双衍生壳聚糖（DDX）可以高效地舌下递送基因（plamid DNA）。其他还有Ichor开发的TriGrid®，则是在目标器官使用自动化的电穿孔技术，极大的提升局部核酸物质的吸收。
还有一种间接的策略是在给药前注射一种暂时占据肝脏的脂质体（Nanoprimer），来提升其他组织对含药LNP的吸收。研究表明，用Nanoprimer对小鼠进行预处理可提高包裹人（hEPO） mRNA或VII因子（FVII） siRNA 的LNPs的生物利用度，分别导致hEPO的产生增加32%或FVII的沉默增加49%。
ADC的成功让偶联药物重新成为热点，各种新技术呈现出“万物皆可偶联”的态势。偶联技术的创新可以简地分为三类，即载荷（payload）、连接子（linker）和靶向端（targeting）。
载荷除了常规毒素外，还包括各种新毒素、抗体免疫刺激偶联药物（ISAC）、抗体蛋白融合药物（APC）、抗体细胞偶联药物（ACC）、抗体寡核苷酸偶联物（AOC）、抗体生物聚合物偶联物（ABC）、抗体降解剂偶联（ADeC）以及当前非常热门的放射性核素偶联药物（RDC）等。必须要格外注意的是，激素，小分子免疫激动剂以及IL-2等免疫偶联药物临床开发并不顺利。原因可能多种多样，生物学上值得研究的是，这类免疫药物通过偶联递送局限于微环境是不是正确的方向。
RDC的出发点与ADC类似，采用靶向偶联技术减少对正常组织的杀伤。其载荷是螯合物（Chelator）和金属放射性核素配位形成的复合物，通过连接臂与靶向分子相连，构成完整的RDC药物。核素作为载荷有诸多优点，如可以显像，集生物标志物、诊断和治疗于一体。然而，射线的杀伤作用不能像化学毒素一样，通过形成偶联药物暂时被掩盖。这一特点导致RDC的设计与ADC有重大差异。最新的ADC多采用肿瘤组织特异性切割的连接子，能更加进一步增加药物的靶向性。RDC则不同，一旦进入体内其携带的核素始终保持发射杀伤性射线直至排泄体外。不难理解，目前上市和在研的RDC药物多采取半衰期较短的小分子和短肽作为靶向分子，如诺华治疗前列腺癌的Pluvicto（77Lu-PSMA-617）使用的就是靶向PSMA的小分子（图11）。单抗的靶向性更好，但长达几周的半衰期轻易造成严重的副作用。RDC的Linker与ADC也不一样，不需裂解，可以将其作为RDC的一部分来考虑。
硼中子俘获治疗技术（BNCT）近年来逐渐受到关注。这种疗法的原理是首先将携带稳定同位素10B的化合物特异性地集聚在肿瘤组织内，随后用中子束对肿瘤部位进行照射发生硼中子俘获作用释放α粒子和7Li粒子杀伤肿瘤细胞。这种分两步走的技术理论上能解决核素毒性难以暂时掩盖的难题。然而，BNCT不但需要配套昂贵的中子发生器，还需高浓度的硼化合物才能产生足够剂量的射线，显然通过抗体偶联等方法难以实现硼的富集。目前在日本获批的、治疗头颈癌的BNCT药物BPA是具有一定肿瘤靶向性的小分子硼化合物。
通过化学改造开发更稳定、高效和水溶性改善的裂解或不可裂解的Linker也是偶联药物创新的重要方向，文章和专利多有报道，这里不再赘述。新兴的偶联技术在靶向端的创新包括新型ADC（双抗，Probody等）、病毒样颗粒偶联物（VDC），各种高分子载体、抗体片段偶联药物（FDC），适配体偶联药物（ApDC）和基于点击化学的偶联技术等。
双抗和条件激活抗体（probody）是ADC药物常见的差异化设计。最近，基于DS-8201的成功，多款双抗与喜树碱类毒素偶联的ADC 进入临床研究并获得了初步阳性数据，包括Her2/Her3，Her3/EGFR , c-Met/EGFR等。CytomX和AbbVie共同开发的Probody偶联药物CX-2029也进入了临床研究，但早期数据相当负面，在16例NSCLC患者中客观缓解率（ORR）仅为18.8%。Xilio公司所谓的肿瘤微环境选择性激活的单抗和炎症因子药物2021年也已进入临床研究，暂未见临床数据报道。比利时Complix公司的Alphabody穿膜抗体技术能让单抗等大分子靶向细胞内的靶点。Alphabody是一种由三个α螺旋特殊结构组成的大小仅10kDa的非天然蛋白，可以携带药物分子有效穿过细胞膜。
最近，渤健（Biogen）和卫材（Eisai）联合开发的阿尔茨海默病药物lecanemab获得FDA正式批准，预示着中枢神经系统药物有几率会成为下一个热点。开发中枢药物的一个挑战是透过血脑屏障，特别是分子量较大的药物，常常需要靶向中枢的递送系统。最近，武田与PeptiDream达成35亿美元合作，开发治疗神经退行性疾病的多肽偶联药物，其递送策略是利用BBB高表达的人转铁蛋白受体1（TfR1）的转运作用。Flagship参与投资的Denali也拥有一项类似的穿透血脑屏障的靶向转运平台（ATV）。该公司临床II期产品DNL310是一款IDS酶和靶向TfR1抗体的融合蛋白药物，借着TfR1转胞作用（transcytosis）将IDS递送到大脑，用来医治因为IDS基因突变引起的一种罕见的神经退行性溶酶体贮积症。
LNP、外泌体和AAV均有脑部递送包括小核酸在内的各种药物的成功案例，如uniQure的AMT-130就是由AAV5将microRNA递送到大脑中抑制突变亨廷顿蛋白的产生，以治疗亨廷顿舞蹈症（HD）。Bioasis Technologies开发了一种多肽偶联递送技术，利用他们专有的肽段促进siRNA的转胞内吞作用，从而穿越血脑屏障。此外， 纪念斯隆•凯特琳癌症中心的科学家最近报道了一种能够突破血脑屏障的靶向P-选择素的岩藻多糖-纳米颗粒，利用P-选择素的转运将小分子抗肿瘤药物vismodegib递送到脑肿瘤组织中，明显提高了药物的治疗效果。
以CAR-T为代表的细胞疗法取得了巨大成功，然而个性化导致的高成本限制了其应用。这恰恰也是下一代细胞疗法的突破方向。通用型CAR-T、iPSC技术，以及新的生产技术如“cell squeeze”（SQZ）等都在某些程度上能够更好的降低成本。然而，这些技术路线的进展不尽如人意。最近，基于递送技术的体内细胞疗法逐渐进入人们的视野。
传统的CAR-T其实就是一种体外改造的基因疗法。首先抽取病人的原始T细胞，经过一系列的纯化、激活、转染、扩增、冻存、运输等步骤，最后将基因改造的CAR-T细胞输入患者体内。体内CAR-T给患者输注DNA或mRNA ，直接在体内构建或重编程T细胞，使得人体内的T细胞自己转变成CAR-T。由于避免了体外生产的过程，体内CAR-T的成本大幅度降低。而且，不存在细胞来源问题，因此没有异体带来的免疫排斥反应，有望成为一种真正的通用型细胞疗法。
从技术的角度看，体内CAR-T就是基因疗法，无非就是将体外转染T细胞这一步放在了体内。然而，体内转染对递送技术提出了更高的要求，需要选择性地将CAR基因或mRNA递送到T细胞当中表达。与传统基因疗法类似，体内CAR-T的递送技术也可大致分为病毒和非病毒两种类型。另外，因为不能像体外CART一样使用化疗清淋预处理，为了能够更好的保证CAR-T体内扩增，递送中还要包含促进T细胞增殖这一环节。
病毒递送的代表性产品是Umoja Biopharma “VivoVec“平台开发的临床产品CD19 CAR-T UB-VV100。该技术使用慢病毒（LV）作为载体，携带能表达CD19和共刺激信号分子4-1BB的基因片段，其表面含有anti-CD3的抗体片段，因此能靶向和激活T细胞。有意思的是，其LV载体同时携带雷帕霉素激活的细胞因子受体（RACR）。同时服用小分子药物雷帕霉素时，患者正常免疫细胞被抑制而含有RACR受体的CAR-T细胞受到刺激释放IL-15/IL-2反而快速增殖。EXUMA和Mustang 等公司也有类似的技术，他们使用LV携带表达CAR或TCR的基因片段并辅以促进T细胞扩增的方法。EXUMA的方法是同时携带刺激T细胞的信号分子，而Mustang则是使用多肽药物驱动患者T细胞的增殖。
随着人类社会的老龄化，慢慢的变多的人需要对各种疾病进行及时有效的治疗和长期护理。满足当前和未来的临床需求持续要求生物医药新技术的突破，而药物递送是其中最底层的“卡脖子“技术之一。
在这次抗新冠的应对中，前药、联用P450抑制剂以及LNP递送mRNA等递送技术发挥了至关重要的作用，为我们快速提供了多种治疗药物和预防疫苗。经过70多年的发展，递送技术已同时拥有老药改良和新技术赋能的双重功能。无论是改良型高端制剂，还是智能、仿生和偶联等新技术都需整合多元化的学科知识和技能，必将成为未来生物医药创新的必争之地。