西电科大团队为基因治疗装上“安全导航”

5月11日记者获悉，西电科大邓宏章团队探索生物医药新赛道取得新突破。该团队以创新性非离子递送系统成功破解“毒性-效率”死锁，为基因治疗装上“安全导航”。该成果被评价为“基因递送领域的范式革新”，实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。

AI驱动非离子递送系统问世！

在生物医药技术迅猛发展的当下，mRNA疗法以其巨大的潜力和迅猛的发展速度成为医学领域的焦点。如何安全高效地递送mRNA至靶细胞？是这一领域的核心挑战，也始终是制约其临床转化的关键瓶颈。

mRNA作为携带负电荷的亲水性大分子，需借助载体穿越细胞膜的静电屏障并抵御RNA酶的快速降解。传统LNP依赖阳离子脂质与mRNA的静电结合，虽能实现封装，却因电荷相互作用引发炎症反应和细胞毒性，且存在靶向性差、体内表达周期短等缺陷。

邓宏章团队另辟蹊径，通过人工智能筛选出硫脲基团作为关键功能单元，构建基于氢键作用的非离子递送系统（TNP）。与传统LNP不同，TNP通过硫脲基团与mRNA形成强氢键网络，实现无电荷依赖的高效负载。实验表明，TNP不仅制备工艺简便，更具备多项突破性优势：mRNA体内表达周期延长至LNP的7倍；脾脏靶向效率显著提升；生物安全性达到极高水平，细胞存活率接近100%。尤为值得一提的是，TNP在4℃液态或冻干状态下储存30天后，mRNA完整性仍保持95%以上，为破解mRNA冷链运输依赖提供了全新方案。

机制揭秘：从胞吞到逃逸的全路径优化

为揭示TNP高效递送的底层逻辑，团队通过超微结构解析和基因表达谱分析，绘制出其独特的胞内转运路径。首先，TNP通过微胞饮作用持续内化，巧妙规避Rab11介导的回收通路，胞内截留率高达89.7%（LNP仅为27.5%）。进入细胞后，硫脲基团与内体膜脂质发生相互作用，引发膜透化效应，使载体携完整mRNA直接释放至胞质，避开溶酶体降解陷阱。

这一“智能逃逸”机制不仅大幅提升递送效率，更显著降低载体用量。邓宏章对此形象地比喻，“传统LNP像‘硬闯城门’的士兵，难免伤及无辜；而TNP则是‘和平访问’的来客，以最小代价达成使命。”目前，团队已基于该技术开发出多款靶向递送系统，并在肿瘤免疫治疗、罕见病基因编辑等领域进入动物实验阶段。

医工交叉锻造人才高地

成果背后是西电医工交叉团队多年的深耕。依托西电科大信息学科优势，邓宏章团队率先将机器学习引入载体设计，构建“AI预测-实验验证-临床转化”的全链条研发模式。

“在AI时代，科研必须跳出经验试错的窠臼，用数据驱动创新。”邓宏章强调。团队开发的算法模型可精准预测脂质分子结构与递送性能的关联，将载体优化周期从数月缩短至数周。在平台建设上，团队引进流式细胞仪、全自动快速色谱仪等尖端设备，搭建起国际一流的纳米药物研发平台。

“让每个学生既能用Python解析基因密码，也能用电镜捕捉纳米世界的精妙。”这是邓宏章对复合型人才的培养理念。团队推行“矩阵式”培养体系：博士生主导前沿课题攻关，硕士生参与技术转化，本科生通过大创项目提前接触科研实战。2023年以来，团队相关技术已申请专利12项，估值超数千万元。

据介绍，随着非离子递送技术的临床转化加速，基因治疗的成本有望进一步降低，也为罕见病、慢性病等患者提供了更可及的治疗方案。