在生物医药技术迅猛发展的今天，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。从新冠疫苗的全球应用，到肿瘤精准治疗的突破，mRNA技术正逐步重塑现代医疗的版图。然而，这一领域的核心挑战——如何安全高效地递送mRNA至靶细胞，始终是制约其临床转化的关键瓶颈。传统脂质纳米颗粒（LNP）依赖阳离子载体的递送系统虽广泛应用，却伴随毒性高、稳定性差等难题，亟需一场技术革命。

西安电子科技大学生命科学技术学院邓宏章教授团队以创新性非离子递送系统突破传统桎梏，成功破解“毒性-效率”死锁，为基因治疗领域装上“安全导航”。这一成果不仅发表于国际顶级期刊《美国国家科学院院刊》（PNAS），被评价为“基因递送领域的范式革新”，也使得课题组在基因递送领域实现从“跟跑”到“领跑”的跨越。

鼎故革新：AI驱动非离子递送系统问世

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）。

NC-TNP的设计原理图

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。邓宏章教授形象地比喻：“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。

厚积薄发：医工交叉锻造人才高地

卓越的科研成果背后，是西电医工交叉团队多年的深耕。依托学校信息学科优势，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。近五年，团队在《自然·通讯》《先进材料》等顶级期刊发表SCI一区论文29篇，7篇入选ESI高被引论文，斩获IAAM国际生物材料奖、陕西省自然科学奖等多项荣誉。更令人瞩目的是，团队培养的硕士、博士生中，超80%获国家、学业奖学金或省级创新奖项，多名毕业生进入全球顶尖药企研发核心岗位。

使命担当：从实验室到健康中国的桥梁

“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。”这是邓宏章教授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。有团队成员感慨：“这里没有‘流水线式’教育，每个人都在解决真实世界的难题中成长。”

邓宏章教授团队与欧洲科学院院士陈小元教授合影

在产学研融合方面，团队与多家生物医药企业合作，推动TNP技术向冻干制剂、口服递送等场景拓展。2023年以来，团队相关技术已申请专利12项，估值超数千万元。“我们的目标不仅是发论文，更要让成果走出实验室，惠及千万患者。”邓宏章表示。

从破解递送“死锁”到锻造人才高地，西电团队正以创新之火点燃生物医药的未来。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。在“健康中国”战略指引下，这支兼具科学家思维与工程师执行力的团队，正在书写属于中国生物医药的新篇章。（李瑞）