脂质纳米粒载体材料DMG-PEG2000的药代动力学研究

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疫苗接种是目前防控新型冠状病毒肺炎的有效手段,其中基于脂质纳米粒载体系统(LNP)的m RNA疫苗因其快速、高效的特点引起人们的关注,研发进程显著加快。截至目前,已有两款m RNA疫苗产品获得FDA批准紧急上市。然而,这两种疫苗在接种过程中陆续报道出现了一些不良反应,导致这些副作用的原因还未揭示清楚,越来越多的研究表明:可能与LNP载体材料有关。根据当前披露的信息,大部分研究关注于疫苗的生物效应,对这两种疫苗所含有的LNP脂质载体材料尤其是PEG化脂质在机体内的吸收、分布、代谢和排泄过程尚未研究清楚。因此,建立PEG化脂质的体内定量分析方法,并深入研究其在机体内的药代动力学过程是非常必要的,对LNP载体材料的安全性评价具有重大意义。为此,本课题选择已上市的Moderna COVID-19 m RNA疫苗的PEG化脂质DMG-PEG2000作为研究对象,建立了基于源内裂解-MRM策略的LC-MS/MS体内定量分析方法,用于DMG-PEG2000的药代动力学研究。(1)DMG-PEG2000质谱裂解规律研究本课题首先应用高分辨飞行时间质谱(Q-Q-TOF MS)技术,对DMG-PEG2000的分子量分布进行表征。结果发现:DMG-PEG2000的分子量呈多分散性,呈现以2500为中位数的正态分布,在ESI离子源内主要以[M+2H+2NH4]4+、[M+3H]3+、[M+2H]2+三种形式存在。通过设置固定DP下改变CE以及固定CE下改变DP的程序,研究了DMG-PEG2000在四级杆和离子源内的裂解规律。结果表明:DMG-PEG2000在离子源内可以发生与四级杆类似的裂解行为,随着CE或DP的增加,DMG-PEG2000前体离子按高电荷到低电荷的顺序依次发生碰撞诱导裂解,产生特征性碎片m/z 103.0755、133.0856、147.1009、177.1116、211.2048、255.2297和496.4397等。(2)开发并验证基于源内裂解-MRM策略的大鼠血浆中DMG-PEG2000的LC-MS/MS定量分析方法采用源内裂解效率更高的三重四级杆质谱API 4000,经优化后,确定m/z211.2→57.2为DMG-PEG2000源内裂解-MRM的定量离子对,m/z 89.2→44.9和133.0→89.0作为监测离子对。色谱柱:Venusil ASB C8 300?(5μm,2.1×50 mm);水相:含0.1%FA、10 m M CH3COONH4-水溶液,有机相:含0.1%FA、10 m M CH3COONH4-水/异丙醇/乙腈(5/47.5/47.5,v/v/v)溶液;柱温60℃,流速0.4 m L/min;梯度洗脱;内标为SM-102;采用沉淀蛋白法进行前处理。方法学验证结果表明:该方法具有良好的选择性、准确性和重现性,可用于DMG-PEG2000在大鼠体内的血浆药代动力学研究。(3)DMG-PEG2000在大鼠体内的血浆药代动力学研究SD大鼠经肌肉注射1 mg/kg的DMG-PEG2000后,t1/2为0.667±0.05 h,Vd为2.031±0.194 L/kg,CL为2.194±0.247 L/h/kg,AUC0-t为0.46±0.049μg/m L·h,AUC0-∞为0.46±0.049μg/m L·h。SD大鼠经肌肉注射5 mg/kg的DMG-PEG2000后,t1/2为0.624±0.279 h,Vd为3.15±1.643 L/kg,CL为3.437±0.336 L/h/kg,AUC0-t为1.461±0.155μg/m L·h,AUC0-∞为1.467±0.149μg/m L·h。上述结果表明:随着剂量的增加,DMG-PEG2000曲线下面积AUC并不成正比例增长;DMG-PEG2000在大鼠血浆中的清除速率较快;其表观分布容积远远大于大鼠体液总体积,提示DMG-PEG2000可能在大鼠体内广泛分布或存在组织蓄积的风险。(4)DMG-PEG2000在大鼠体内的排泄研究SD大鼠经肌肉注射5 mg/kg的DMG-PEG2000后,在大鼠的尿液和粪便中均检测不到DMG-PEG2000原形,但能在尿液中检测到大量代谢产物PEG2000。因此,选用PEG2000作为目标化合物,建立和验证了PEG2000在大鼠尿液中的定量分析方法,用于定量尿液中PEG2000的浓度。结果表明,代谢产物PEG2000主要经肾脏排泄,排泄速度较快,累积排泄量在给药24 h后逐渐达坪,72 h内的累积排泄率为61.23±8.31%。
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