本工作成果构建了新型可离子化脂质分子库，可通过排列组合形成数十个新型可离子化脂质，已掌握脂质纳米颗粒构建的核心技术。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 相对传统疫苗（如灭活疫苗、重组蛋白疫苗等），mRNA 疫苗具有应变能力快、制备简单、免疫效力强等特点，在控制病毒传染性疾病中具有至关重要的作用。脂质纳米颗粒（LNP）是介导mRNA在人体内发挥功能的最优解。Pfizer和Moderna公司构建的LNP依然被认为是“best-in-class”的mRNA疫苗递送技术。其中关键组分双亲性可离子化脂质的合理设计可达到mRNA有效递送和释放。但脂质纳米颗粒核心技术专利集中于少数国外公司如Arbutus、Moderna、CureVac和BioNtech，专利壁垒高。目前，我国没有自主研发的高效并安全的用于人体的mRNA递送系统，致使欧美可随时限制我国的mRNA疫苗生产。 本工作成果构建了新型可离子化脂质分子库，可通过排列组合形成数十个新型可离子化脂质，已掌握脂质纳米颗粒构建的核心技术。目前已成功合成并进行活性验证的新型可离子化脂质4个。其中，脂质A1-D1-5的活性最佳，基于其制备的LNP不但成功地载荷小干扰RNA在小鼠体内有效地治疗了代谢疾病，还实现了高效的mRNA负载和体内递送。代谢疾病的治疗成果发表在国际学术期刊Science Advances上，mRNA负载系统已经与多家公司开展合作进行临床前开发工作。

项目简介 基因治疗可用于包括癌症、艾滋病、心血管病、传染性疾病等在内的各种获得性和遗传性疾病。近几年来核酸及基因药物得到快速发展，已有多个核酸药物经FDA批准应用于临床治疗。基因治疗相对其它治疗方法有着若干优势，但在实际应用过程中也面临着一些挑战。其中，基因输送载体对于基因治疗来说是十分关键。目前开发基因输送载体的策略主要分为病毒和非病毒介导的输送系统。病毒载体具有非常高的输送效率并且可以保证基因的长期表达，因此是目前临床上应用最多的载体。但病毒载体在临床使用过程中也暴露出了许多缺陷，这些缺陷大大限制了病毒载体的应用。为了克服病毒载体的诸多不足，近些年来非病毒载体得到了迅速发展。这其中就包括研究最广泛的非病毒载体聚乙烯亚胺。PEI是最好的体外转染试剂之一并且已经被一些研究工作者当成聚合物类基因转染试剂的“金标准”。 PEI的转染效率和细胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面电势和粒径的影响。随着分子量的升高，支链PEI转染效率升高；然而，细胞毒性也同时升高。为了消除或降低与PEI有关的细胞毒性，目前已经发展出了多种不同的策略。这些策略主要包括使用直链高分子量PEI，用多糖、亲水性聚合物（如PEG）、二硫键连接臂、脂质基团等取代或连接高分子量和低分子量的支链PEI市场上销售的PEI分子量范围非常广泛，从1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 维生素E是一种脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最广泛、含量最丰富并且活性最高的维生素E形式。维生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，还涉及酶活性的调节、基因表达调控以及神经生物学功能等。通过消化道吸收进入血浆的维生素E经受体介导进入肝细胞，进入肝细胞的维生素E又在维生素E结合蛋白的运输下进入肝外组织。维生素E本身的疏水性质、丰富的生物调节功能以及其受体介导的肝细胞摄取方式都预示着用它来修饰PEI有助于实现基因的器官靶向的递送。 因此，我们开发了维生素E修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法和应用。维生素E的修饰有利于基因质粒的包载、递送和释放，其毒性随着PEI上的维生素E饰数目的增加而降低，维生素E的修饰能够大大增加pDNA质粒的细胞摄取后基因编码蛋白的表达。动物体内实验表明PEI衍生物可成功将pDNA质粒输送到小鼠的肝脏和肺脏中，该复合物（PEI/pDNA）能进入肝脏和肺脏细胞并进一步释放质粒DNA和基因表达。本成果具有聚乙烯亚胺衍生物作为基因输送载体具有毒性低、转染效率高和基因药物已释放等优点。项目团队 项目团队包括北京大学药学院汤新景教授，以及课题博士后和研究生组成。汤新景教授为天然药物及仿生药物国家实验室PI，国家自然科学基金委优青、教育部青年长江学者和新世纪人才。应用范围 该项目可用于核酸基因药物的包载和递送材料，实验研究中的基因递送试剂盒等。项目阶段 目前该项目处于临床前研究（动物研究阶段）。知识产权 已申请专利（201610802130.6），北京大学为唯一专利权人。合作方式 技术转让、技术许可、技术入股、共同开发等。

基因治疗可用于包括癌症、艾滋病、心血管病、传染性疾病等在内的各种获得性和遗传性疾病。近几年来核酸及基因药物得到快速发展，已有多个核酸药物经FDA批准应用于临床治疗。基因治疗相对其它治疗方法有着若干优势，但在实际应用过程中也面临着一些挑战。其中，基因输送载体对于基因治疗来说是十分关键。目前开发基因输送载体的策略主要分为病毒和非病毒介导的输送系统。病毒载体具有非常高的输送效率并且可以保证基因的长期表达，因此是目前临床上应用最多的载体。但病毒载体在临床使用过程中也暴露出了许多缺陷，这些缺陷大大限制了病毒载体的应用。为了克服病毒载体的诸多不足，近些年来非病毒载体得到了迅速发展。这其中就包括研究最广泛的非病毒载体聚乙烯亚胺。PEI是最好的体外转染试剂之一并且已经被一些研究工作者当成聚合物类基因转染试剂的“金标准”。 PEI的转染效率和细胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面电势和粒径的影响。随着分子量的升高，支链PEI转染效率升高；然而，细胞毒性也同时升高。为了消除或降低与PEI有关的细胞毒性，目前已经发展出了多种不同的策略。这些策略主要包括使用直链高分子量PEI，用多糖、亲水性聚合物（如PEG）、二硫键连接臂、脂质基团等取代或连接高分子量和低分子量的支链PEI市场上销售的PEI分子量范围非常广泛，从1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 维生素E是一种脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最广泛、含量最丰富并且活性最高的维生素E形式。维生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，还涉及酶活性的调节、基因表达调控以及神经生物学功能等。通过消化道吸收进入血浆的维生素E经受体介导进入肝细胞，进入肝细胞的维生素E又在维生素E结合蛋白的运输下进入肝外组织。维生素E本身的疏水性质、丰富的生物调节功能以及其受体介导的肝细胞摄取方式都预示着用它来修饰PEI有助于实现基因的器官靶向的递送。 因此，我们开发了维生素E修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法和应用。维生素E的修饰有利于基因质粒的包载、递送和释放，其毒性随着PEI上的维生素E饰数目的增加而降低，维生素E的修饰能够大大增加pDNA质粒的细胞摄取后基因编码蛋白的表达。动物体内实验表明PEI衍生物可成功将pDNA质粒输送到小鼠的肝脏和肺脏中，该复合物（PEI/pDNA）能进入肝脏和肺脏细胞并进一步释放质粒DNA和基因表达。本成果具有聚乙烯亚胺衍生物作为基因输送载体具有毒性低、转染效率高和基因药物已释放等优点。

基因治疗可用于包括癌症、艾滋病、心血管病、传染性疾病等在内的各种获得性和遗传性疾病。近几年来核酸及基因药物得到快速发展，已有多个核酸药物经FDA批准应用于临床治疗。基因治疗相对其它治疗方法有着若干优势，但在实际应用过程中也面临着一些挑战。其中，基因输送载体对于基因治疗来说是十分关键。目前开发基因输送载体的策略主要分为病毒和非病毒介导的输送系统。病毒载体具有非常高的输送效率并且可以保证基因的长期表达，因此是目前临床上应用最多的载体。但病毒载体在临床使用过程中也暴露出了许多缺陷，这些缺陷大大限制了病毒载体的应用。为了克服病毒载体的诸多不足，近些年来非病毒载体得到了迅速发展。这其中就包括研究最广泛的非病毒载体聚乙烯亚胺。PEI是最好的体外转染试剂之一并且已经被一些研究工作者当成聚合物类基因转染试剂的“金标准”。 PEI的转染效率和细胞毒性主要受其分子量、支化程度、表面电势和粒径的影响。随着分子量的升高，支链PEI转染效率升高；然而，细胞毒性也同时升高。为了消除或降低与PEI有关的细胞毒性，目前已经发展出了多种不同的策略。这些策略主要包括使用直链高分子量PEI，用多糖、亲水性聚合物（如PEG）、二硫键连接臂、脂质基团等取代或连接高分子量和低分子量的支链PEI市场上销售的PEI分子量范围非常广泛，从1000 Da以下到1.6 × 103 kDa都有。 维生素E是一种脂溶性化合物，它包括生育酚和生育三烯酚，其中α-生育酚是自然界中分布最广泛、含量最丰富并且活性最高的维生素E形式。维生素E的生物功能除了最熟知的抗氧化功能之外，还涉及酶活性的调节、基因表达调控以及神经生物学功能等。通过消化道吸收进入血浆的维生素E经受体介导进入肝细胞，进入肝细胞的维生素E又在维生素E结合蛋白的运输下进入肝外组织。维生素E本身的疏水性质、丰富的生物调节功能以及其受体介导的肝细胞摄取方式都预示着用它来修饰PEI有助于实现基因的器官靶向的递送。 因此，我们开发了维生素E修饰的聚乙烯亚胺衍生物及其合成方法和应用。维生素E的修饰有利于基因质粒的包载、递送和释放，其毒性随着PEI上的维生素E饰数目的增加而降低，维生素E的修饰能够大大增加pDNA质粒的细胞摄取后基因编码蛋白的表达。动物体内实验表明PEI衍生物可成功将pDNA质粒输送到小鼠的肝脏和肺脏中，该复合物（PEI/pDNA）能进入肝脏和肺脏细胞并进一步释放质粒DNA和基因表达。本成果具有聚乙烯亚胺衍生物作为基因输送载体具有毒性低、转染效率高和基因药物已释放等优点。

活载体疫苗是指对细菌、病毒、真菌等微生物进行基因改造，保留其基本入侵宿主细胞引起免疫反应的能力，降低其对宿主造成危害毒力，之后通过外源插入疫苗靶点基因等方法建立起来的一种新型疫苗。近年来团队在对常见肠道致病菌致病机理研究的基础上，筛选了单增李斯特菌做为载体菌，对其关键毒力基因进行敲除构建稳定减毒突变株用来表达外源基因。目前团队已构建了双基因敲除株疫苗载体、半致死载体等活载体疫苗运载系统，并对其进行抗原递呈、免疫机理等进行了初步研究发现，该类疫苗载体对免疫因子具有强烈的激活效应，更为重要的是该类活载体

总结了过去20年来siRNA药物在癌症治疗领域中的发展进程、企业和市场分布状况；分析和总结了功能性无机-有机杂体系在siRNA递送进展中的优势；总结了杂化纳米材料构建的基本策略，以优化siRNA递送。同时，他们还分析探讨了该领域的发展趋势。相关研究成果以“Engineering functional inorganic–organic hybrid systems: advances in siRNA therapeutics”为题发表在Chem. Soc. Rev.上（Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 1969-1995），并入选该期的封面（Chem. Soc. Rev., 2018, 47, 1903-1903）。综述第一作者沈建良博士于2014年毕业于我校化学学院，目前受聘于中科院温州生物材料与工程研究所及温州医科大学眼视光学和视觉科学国家重点实验室担任课题组长，课题组主要从事智能多功能化纳米制剂在肿瘤中的诊疗应用。

2020年2月25日，天津大学生命科学学院黄金海教授团队成功研发出新型冠状病毒口服疫苗，该疫苗以食品级安全酿酒酵母为载体，以新型冠状病毒S蛋白为靶点产生抗体。黄金海教授本人已经4倍量口服新冠疫苗样品，无任何副反应。目前科研团队正在寻求合作方，希望能推动疫苗早日走向临床，为疫情防控发挥作用。新型冠状病毒S蛋白（Spike protein，刺突蛋白）可与宿主细胞的病毒受体结合，是决定病毒入侵易感细胞的关键蛋白，也是开发预防或治疗用新型冠状病毒疫苗与药物的关键靶点。疫情爆发后，黄金海团队日夜奋战迅速设计制定了稳定表达COVID-19病毒S蛋白保护性抗原RBD-FP域疫苗菌株的研发方案。该疫苗，应用食品级安全酵母作为宿主研制生物防治制剂，通过口服途径免疫，具有激发局部黏膜免疫、调节机体免疫稳态，使用方便，安全性好、产能迅速等优势。目前，团队已完成了重组菌株构建、筛选，蛋白表达、发酵动力学等核心技术开发内容，并制备了少量胶囊、奶片、颗粒剂口服防治制剂样品。据黄教授介绍，该疫苗，除表达的病毒外源基因外，表达元件全部为酿酒酵母自身基因片段，不含外源抗性基因。新型冠状病毒疫苗制剂通过高表达新冠病毒保护性抗原，一方面可作为病毒感染的竞争性治疗制剂，也可通过激活黏膜免疫的疫苗机制，发挥预防性抗感染功能。其安全性、免疫方式、成本节约等优势突出，特别适用于应急性、无常规疫苗的烈性病防控。

已有样品/n在前期我们已经对H5亚型所有亚类代表毒株的血清型进行了分析，并重点对广谱性较好的毒株和广谱性差但中和活性高的毒株的免疫血清的抗原表位进行了详细的分析，构建嵌合的免疫原，诱导既有高的中和滴度，又有很好的广谱性免疫血清。可以更好的防控中国高致病性禽流感疫情，逐步的对高致病性禽流感的病毒在家禽内的感染进行清除。同时我们在这个基础上对这种免疫策略机制进行研究，阐明这种免疫策略广谱性的分子基础，找出中和活性大幅提高的免疫学机理，然后对这种新型的免疫策略进行优化，设计出季节性流感通用疫苗。每年中国家

研发阶段/n世卫组织把龋病与癌症，心血管病一起列为重点防治的三大非传染性疾病，成功开发了重组蛋白龋齿黏膜疫苗能够有效预防治疗龋齿，生产制备采用成熟的工程细菌技术，简单成本较低，产品可设计为冻干形式，保存运输不需冷链；接种通过鼻腔内黏膜直接无创伤滴注或直接喷雾，以自行接种，安全方便；已经完成实验室小样制备与动物实验，获得美国专利及中国专利。估算仅我国3-5岁儿童中每年用于龋病的最保守的费用就达20亿元，目前国内外尚无防龋疫苗上市，市场前景广阔。