DNA和RNA等核酸在基因疗法与疫苗中承担储存与传递生物信息的关键功能，但要在体内发挥作用，必须借助化学载体系统进入细胞。Helmholtz-Zentrum Hereon研究人员提出一种新的开发思路：与其让不同核酸共用同一类载体材料，不如根据各自载荷特性对载体进行个性化调整，以提升递送效率与应用效果。

这项研究由波茨坦大学与Pantherna Therapeutics合作完成，并发表于期刊《Advanced Science》。研究团队指出，DNA和RNA在体内容易快速降解，且无法自行穿透细胞膜，同时还可能受到机体免疫系统的影响。

Hereon位于柏林附近特尔托的活性聚合物研究所研究员Hanieh Moradian博士表示，机体的保护机制会对这些希望被特异性递送至细胞的生物活性物质产生抵抗，因此运输系统需要在不造成损伤的前提下跨越相关屏障。

研究人员介绍，载体系统的作用在于将核酸“包装”并加以保护，支持其在体内运输并促进进入细胞。目前临床应用中以脂质纳米颗粒为主，例如新冠疫苗所采用的脂质纳米颗粒。该类系统递送效率较高，但也存在稳定性有限等不足。

聚合物载体的设计思路

研究团队将聚合物视为潜在替代方案。Moradian指出，聚合物的一项主要优势在于可进行有针对性的化学修饰，从而调整结构、提高稳定性，或改变材料性质以延长其在体内的活性。这类特性也使其在延迟或长期药物释放等应用场景中受到关注。

研究人员同时提到，过去常见做法是用单一聚合物载体适配多种核酸。此次提出的新设计视角强调，应围绕载荷特性专门定制载体系统，以便针对不同应用方向进行优化，包括癌症研究、疫苗以及再生医学等。

在具体框架上，该方法区分四个层面：载荷与载体的化学结构、大小与流动性；二者之间的相互作用；以及载体在更大结构中的嵌入方式。研究人员认为，最后一项目前研究相对较少，但可能与实现核酸的可控长期释放相关。

Moradian表示，设计递送系统的前提是明确需要运输的核酸类型：大型且刚性的DNA，与短RNA或中等长度mRNA在递送需求上并不相同，忽视这些差异将限制载体系统的优化空间。

人工智能或加速筛选与优化

研究团队还提出，人工智能有望推动聚合物载体的开发进程。其设想是通过机器人系统制备大量不同聚合物，并对其性能进行系统比较，从而减少对单一材料反复测试的依赖。

Moradian表示，如果能够理解载体与载荷的特定性质如何相互影响，就可以将相关信息输入预测模型；基于人工智能的模型有望帮助预测更适合特定载荷的载体设计方案。