1.研究背景

近年來，mRNA-LNP技術已成功拓展至更多治療領域。然而，LNP在生產過程中普遍面臨奧斯特瓦爾德熟化問題——小顆粒逐漸融合為大顆粒，導致粒徑持續增大，影響制劑穩定性和批間一致性。如何在連續化生產中穩定獲得特定粒徑（60–180 nm）、低多分散指數（PDI ≤ 0.3）且符合藥品監管要求的LNP，一直是行業難點。

2022年發表于 《Scientific Reports》的一項研究《DoE?derived continuous and robust process for manufacturing of pharmaceutical?grade wide?range LNPs for RNA?vaccine/drug delivery》通過實驗設計（DoE）方法，開發了一套穩健的連續化LNP生產工藝，并發現：在兩步透析法中引入HEPES-乙酸緩沖液，可有效抑制粒徑增長，實現60–180 nm范圍內特定粒徑（±10 nm）的穩定生產，且滿足藥品監管要求（PDI ≤ 0.20）。

2.核心結論

兩步透析法核心在于HEPES-乙酸第一步：使用50 mM HEPES + 50 mM 乙酸鈉（pH 6.7）透析約18小時，再換入PBS或Tris-HCl（pH 7.2）透析3–4小時；DoE分析表明，HEPES-乙酸的濃度是關鍵工藝參數，當使用88% ± 2%的該緩沖液時，LNP粒徑在后續步驟中幾乎不再變化，PDI始終≤0.200（圖1）；而單獨使用HEPES或單獨使用PBS均無法阻止粒徑增大，證明HEPES與乙酸鈉具有協同效應。

覆蓋60–180 nm寬粒徑范圍：結合pH調控（4.2–5.0）和低頻超聲（25 kHz，20–100秒），可穩定獲得60–180 nm之間任意特定粒徑（±10 nm）的LNP，且所有粒徑范圍的穩定化步驟統一采用HEPES-乙酸緩沖液。

工藝穩健且可放大：從1 mL手動批次成功放大至1000 mL連續生產（60 mL/min），三種規模批次生產的LNP在粒徑、PDI、包封率、mRNA拷貝數及體內免疫原性（兔抗體滴度、假病毒中和活性）方面均表現出生物等效性，證明該工藝具有高度的穩健性和可放大性。

3.總結與啟示

本研究系統證實了HEPES-乙酸緩沖液在LNP穩定化中的關鍵作用：它不僅能有效抑制奧斯特瓦爾德熟化、鎖定粒徑，還適用于60–180 nm寬粒徑范圍，且與下游制劑緩沖液兼容、工藝簡單易放大。對于mRNA-LNP藥物開發者而言，選擇HEPES-乙酸作為第一步穩定化緩沖液與選擇可電離脂質同等重要。