麻省理工学院借助人工智能算法优化脂质纳米颗粒配方,成功研发出可常温保存一年的耐高温RNA疫苗。

RNA疫苗在应对新冠疫情中展现出巨大威力,如今还被广泛应用于癌症等多种重大疾病的治疗探索中。然而,这种疫苗一直存在一个致命弱点:它对温度极度敏感,通常必须保存在零下20摄氏度至零下80摄氏度的极低温环境中。这种苛刻的超冷链运输条件,极大地限制了疫苗在缺乏冷冻设施地区的推广与普及。

为了打破这一瓶颈,麻省理工学院的研究团队将目光投向了用于包裹和保护RNA的脂质纳米颗粒。RNA本身是一种极其脆弱的分子,极易在体外降解,因此科学家需要使用脂质纳米颗粒将其包裹起来,帮助其顺利进入人体细胞。虽然此前有研究尝试通过添加糖类、盐类或聚合物等稳定剂来提升颗粒的耐热性,但这些调整往往会改变疫苗的固有结构,难以直接应用于已获得美国食品药品监督管理局批准的现有疫苗配方中。

面对庞大的候选化合物组合,如果采用传统的逐一筛选实验,不仅耗时费力,而且往往陷入停滞。为此,研究人员引入了人工智能算法。该算法的独特之处在于,即使在极其有限的数据集下,依然能够进行精准预测,从而免去了成千上万次繁琐的试错过程。

常温保存一整年!人工智能破解RNA疫苗冷链难题

研究团队首先选取了近50种已获美国食品药品监督管理局批准的辅料,测试它们在脂质纳米颗粒中保护RNA的效果。随后,算法筛选出5种最具潜力的辅料,并预测出最佳的配比组合。研究人员根据算法给出的建议进行细胞实验,并将实验数据重新反馈给算法,引导其不断优化预测。令人惊喜的是,整个迭代过程仅用了几周时间,就成功找出了能够显著提升稳定性的新配方。

在后续的测试中,经过真空干燥处理的新配方颗粒展现出了令人瞩目的耐热性能。即便在37摄氏度的高温下存放2个月,或者在室温环境中保存1年,这些疫苗依然保持稳定。在动物实验中,接种了这种长期保存疫苗的小鼠,产生的免疫应答水平与接种莫德纳传统液体疫苗的小鼠完全相当。

这项技术的突破不仅意味着RNA疫苗可以摆脱冷库的束缚,更远距离地输送到偏远地区,还为新型给药方式铺平了道路。研究团队利用该耐高温配方制成了固体微针贴片,这种贴片贴在皮肤上后,内含的数百个微针会自动溶解并释放疫苗,其产生的免疫效果与传统针剂注射基本一致。此外,研究人员还证实该算法同样适用于优化辉瑞等其他厂商的疫苗配方。只要针对特定的脂质颗粒找到耐热配方,就能轻松承载不同类型的RNA药物,为未来的疫苗和基因治疗开辟了广阔的应用前景。

原文:https://news.mit.edu/2026/new-formulation-helps-rna-vaccines-withstand-high-temperatures-0928