“mRNA”这个词在最近几个月才进入普通家庭的视野,因为Moderna和辉瑞-BioNTech公司发布了他们的新冠疫苗。但有一些科学家已经研究这种新颖的免疫方法几十年了。到大流行开始时,这项技术已经非常先进,以至于当中国研究人员在1月中旬公布了导致武汉肺炎疫情的冠状病毒基因序列后,Moderna公司能在48小时内配制出疫苗。几周后就开始了临床试验。九个月后,世界基本获得了病毒安全保障。
这对于mRNA——信使核糖核酸的简称,它是DNA的助手——来说,是一个惊人的首次亮相。此前,它长期以来被视为一种有前景但未经证实的疗法。在这项令人鼓舞的成功之后,它的支持者预测它将有一个同样令人印象深刻的未来。他们一直相信mRNA不仅能够防御新冠病毒,还能防御那些传统疫苗难以应对的致命疾病,如疟疾、艾滋病和癌症。2018年,远在去年令人信心倍增的表现之前,一群研究人员就宣布了“疫苗学新纪元”。
mRNA是否能不负众望,还有待观察。然而,随着其潜力的具体证据不断涌现,投资者和研究人员的兴趣日益增长。耶鲁大学免疫学家Rick Bucala表示,监管机构和公众现在熟悉它也有助于这一点。“这确实改变了格局。”
Andrew Geall,一家正在测试RNA疫苗的公司联合创始人兼另一家公司的首席科学官指出,mRNA在漫长的孕育期后,才刚刚步入婴儿期。科学进步就是如此。“这项技术已经酝酿了20年,主要的突破是两种疫苗的临床验证,”他说。“现在我们即将迎来10年的激动人心的时刻。”
mRNA的下一步
任何疫苗的目标都是训练免疫系统识别和防御病毒。传统疫苗通过将减弱或死亡的病毒,或病毒的某个部分(称为抗原)暴露给身体来达到这一目的。顾名思义,新的疫苗只引入mRNA——正如你可能还记得高中生物课上学到的,mRNA是携带制造蛋白质指令的遗传物质。
一旦mRNA进入细胞,称为核糖体的微粒就会读取其指令,并利用这些指令来构建编码的蛋白质。就新冠疫苗而言,这些蛋白质是形成冠状病毒名称(“corona”在拉丁语中意为皇冠)的皇冠状“刺突”抗原。它们本身是无害的,但免疫系统会将其视为外来入侵者进行攻击,从而学会如何抵御真正的病毒。如果之后病毒再次出现,身体就会记住它并迅速将其消灭。
然而,除了让世界摆脱几代人以来最严重的大流行病,mRNA还可以帮助征服许多棘手的疾病。如果其倡导者的所有梦想都得以实现,新冠疫苗在回首时,可能仅仅是一个概念验证。例如,在2月份,Bucala和他的同事为疟疾开发了一种疫苗,疟疾可能是致死人数最多、并且在很大程度上抵抗免疫接种的病因。
伊利诺伊大学芝加哥分校的免疫学家Justin Richner正在开发一种登革热mRNA疫苗,登革热是另一种抗性很强的病毒。由于mRNA仅仅是一种遗传序列,科学家可以根据需要轻松地对其进行调整,以找到最有效的组合。“mRNA平台的一个优势在于,它很容易被修改和操作,以检验新的假设,”Richner说。
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Geall表示,mRNA疫苗的明显候选者包括他称之为“六大”的疾病,它们仍然是狡猾的敌人:疟疾、癌症、肺结核、艾滋病、巨细胞病毒和呼吸道合胞病毒。他自己的公司Replicate Bioscience正在癌症领域进行研究,BioNTech等几家公司也在研究。通过对个体肿瘤进行基因分析,患者有一天可以接受个性化疫苗,以靶向困扰他们的特定突变。
目前,很难判断mRNA疫苗是否对任何特定病原体有效。许多疫苗在动物试验中表现出希望,但在人类身上却失败了。正如Geall所说,“老鼠不是人。”有些疫苗似乎比其他疫苗更有希望——特别是巨细胞病毒和RSV呼吸道合胞病毒——但目前还为时过早,无法确定mRNA将在哪里取得成果。“尽管我们对免疫学了解很多,但其中很多确实是经验性的,”Bucala说。“你必须尝试一些东西,看看它们是否有效。”
抗击大流行的利器
基于其最近的成就,mRNA的下一项重大举措可能将是应对下一次大流行。也许它最大的优势在于,其生产速度比传统疫苗快得多,使其非常适合应对病毒的突然爆发。“mRNA领域的一大优点是,你可以在很短的时间内从一个概念转化为一种可以进行临床试验的疗法,”Richner说。“我们可以制造多种不同的疫苗,并在一个非常快速的流程中进行测试。”
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自2018年以来,辉瑞和BioNTech一直在研发流感mRNA疫苗。在现有模式下,专家必须预测每年哪种病毒变异将构成最大威胁,并生产相应的疫苗。但由于mRNA易于编辑,它可以更有效地修改,以跟上不断变异的毒株。“我认为流感疫苗领域在不久的将来将发生变革,”Richner说。
一种类似的基因疫苗,使用自我扩增RNA(saRNA)制成,更为灵活。基本的mRNA疫苗——如Moderna和辉瑞-BioNTech的疫苗——一次性注入所有遗传物质,而自我扩增版本则在细胞内复制自身。只需少量这种强效产品,就能引发与注射当前疫苗剂量的相同免疫反应。Bucala的疟疾疫苗和Geall的癌症疫苗都使用这种技术。“疫苗的一大问题是它们不能阻止感染,”Bucala说。“接种疫苗才能阻止感染。”有了saRNA,制造商可以确保更多的人接种。
在mRNA在新冠疫情中取得辉煌战绩后,人们很容易将其视为万能药。但是,Bucala说:“mRNA有什么内在的革命性吗?我们还不知道。”
它确实带来了一些后勤挑战。例如,mRNA很容易分解,因此在整个分销过程中必须冷藏。然而,尽管存在障碍,其可能性却是巨大的,投资可能会增加以满足行业的雄心。疫苗开发通常不是一项有利可图的业务,但新冠疫情使一些人成为了亿万富翁,“其他人都在关注,”Bucala说。“我认为,在我们(目前的)模式下,重新进入疫苗工作将变得具有经济可行性。”
Geall也同意。即使一些mRNA项目最终失败,至少有几个肯定会赢得世界的赞誉。“有大量的资金将被投入到这些新方法中,”他说。“我们会看到失败,但肯定也会看到成功。”















