迈安纳


	α-1抗胰蛋白酶缺乏症（AATD）是一种慢性进行性遗传性疾病，影响多个器官，主要表现为肝脏中的毒性增益功能表型和肺部的毒性缺失功能表型。传统的治疗方法如肝移植和肺移植存在长期效果不确定的问题。碱基编辑技术为纠正致病性点突变提供了新的可能，但如何实现多器官的精准递送仍是挑战。近日，Daniel J. Siegwart课题组在Nature Biotechnology最新发表题为“Dual SORT LNPs for multi-organ base editing”的研究，旨在开发Dual SORT LNPs，以实现碱基编辑器在肝脏和肺部的同步递送和高效编辑。



	1. Dual SORT LNPs的器官特异性递送能力验证：
	肝脏靶向递送效果：通过将荧光素酶（Luc）mRNA封装于Liver SORT LNPs中，并静脉注射至C57BL/6J小鼠体内，6小时后进行全身及离体器官成像。结果显示，与未添加SORT脂质的传统4组分LNPs相比，Liver SORT LNPs显著增强了肝脏特异性表达，即使在极低剂量（0.025 mg/kg）下，肝脏的荧光素酶活性也提高了五倍（图1d, e, f）。进一步使用Cre mRNA进行验证，发现Liver SORT LNPs能够高效转染肝脏中的库普弗细胞、内皮细胞和肝细胞，转染效率接近80%，显著高于传统LNPs（图1k）。肺部靶向递送效果：采用DOTAP40作为基准配方，通过调整DOPE、胆固醇和DMG-PEG的比例，优化得到低DMG-PEG含量的Lung SORT LNPs。静脉注射后，这些LNPs显著提高了对肺部的递送效率，与基准DOTAP40配方相比，递送效率提高了1.9倍（图1h, i）。使用Cre mRNA进行验证，发现优化后的Lung SORT LNPs能够有效转染肺部的内皮细胞、上皮细胞（包括AT2细胞）和免疫细胞，转染效率显著高于传统LNPs（图1l）。

	Fig. 1 \| Optimized Dual SORT LNPs enabled higher transfection of disease relevant cells in the liver and lung.

	2. Dual SORT LNPs在AATD小鼠模型中的碱基编辑效率：
	肝脏编辑效率：在PiZ小鼠模型中，静脉注射包含ABE mRNA和sgSERPINA1的Dual SORT LNPs后，评估肝脏中的编辑效率。结果显示，肝脏细胞的编辑效率达到约40%，且这种编辑效果在至少32周内保持稳定（图2b）。进一步的组织学检查证实，Z-A1AT聚集体显著减少（>80%），肝脏表型恢复正常（图2c, d）。肺部编辑效率：在肺部，通过Lung SORT LNPs递送的ABE mRNA和sgSERPINA1实现了对支气管上皮细胞（包括AT2细胞）的有效编辑，编辑效率约为10%（图2g, h）。这种局部编辑显著提高了BALF中功能性A1AT的水平，并实现了89%的中性粒细胞弹性蛋白酶抑制（图2i, k）。

	3. 碱基编辑对AATD疾病表型的改善：
	肝脏表型恢复：血液检测显示，经过Dual SORT LNPs治疗的PiZ小鼠血液中人类A1AT水平显著升高（约5,000 μg/mL），相当于30-45%的肝脏编辑效率（图2e）。这种水平的A1AT足以保护肺部免受蛋白酶损伤，且未观察到明显的脱靶编辑现象。肝脏组织学检查显示，Z-A1AT聚集体显著减少，肝脏病理评分显著降低，表明肝脏表型得到恢复（图2c, d）。肺部保护效果：BALF分析显示，经过Dual SORT LNPs治疗的小鼠，其BALF中功能性A1AT水平显著升高，且中性粒细胞弹性蛋白酶活性受到显著抑制（图2i, k）。这表明肺部局部编辑的A1AT足以提供保护，防止肺气肿的发生。

	Fig. 2 \| Dual-targeted SORT LNPs achieved base editing correction to address toxic manifestations in the liver and lungs of PiZ mice.

	4. Dual SORT LNPs的安全性和耐受性评估：
	对C57BL/6J和PiZ小鼠进行血液生化指标和组织学检查，结果显示Dual SORT LNPs治疗未引起明显的器官毒性。除了在PiZ小鼠肝脏中观察到的Z-A1AT聚集体相关损伤外，未发现其他明显的组织损伤或炎症反应。这表明Dual SORT LNPs平台在小鼠模型中具有良好的安全性和耐受性。

		结论

	本研究开发了双选择性器官靶向脂质纳米颗粒（Dual SORT LNPs），用于同时向肝脏和肺部递送碱基编辑器，以纠正PiZ突变。结果显示，Dual SORT LNPs在肝脏细胞中实现了约40%的突变纠正编辑效率，在肺AT2细胞中实现了约10%的编辑效率，且肝脏编辑效果可持续至少32周，显著降低了Z-A1AT水平并恢复了正常的肝脏表型，同时在肺部实现了89%的中性粒细胞弹性蛋白酶抑制。 Dual SORT LNPs为AATD等多器官遗传性疾病的治疗提供了一种高效、安全的基因编辑递送系统。通过精准递送碱基编辑器至目标器官，实现了显著的基因纠正和疾病改善效果，展示了基因治疗在遗传性疾病中的巨大潜力。

	参考文献：Kim, M. et al. Dual SORT LNPs for multi-organ base editing. Nature Biotechnology (2025).

结论