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mRNA疫苗的开发——这是一个领域的突破,它能指示细胞产生自身的保护机制,而无需冒感染病毒的风险——其过程迅速而激烈,这得益于快速的基因组测序。
但它的起源可以追溯到20世纪80年代末,当时宾夕法尼亚大学的研究员Kati Kariko开始尝试将mRNA(*m*代表*messenger*,即信使)导入细胞,以指示它们产生新的蛋白质,即使这些细胞以前无法做到。最终,Kariko还发现,假尿嘧啶(tRNA(*t*代表*transfer*,即转移)的一种人类分子)在添加到mRNA中时,可以帮助疫苗逃避免疫反应——这为首创的解毒剂奠定了基础,该解毒剂在2021年帮助拯救了数十万人的生命,成为我们这个时代的疫苗首选。
这种在2005年取得的突破具有巨大的意义:事实证明,细胞可以被利用来产生蛋白质,而不会引发免疫攻击。此外,可以使用合成mRNA来制造疫苗,而不是将真实的病毒注入体内。
研究仍在继续。到2019年底,美国生物技术公司Moderna和德国的BioNTech(辉瑞公司的合作伙伴)已经研究mRNA流感疫苗多年。这项工作使它们能够迅速应对COVID-19的出现。在中国科学家于2020年1月发布冠状病毒基因序列后的几个小时内,BioNTech就开发出了其mRNA疫苗。几天后,Moderna也推出了自己的疫苗。实施的其他障碍,如临床试验、审批、大规模生产和分发,还需要几个月的时间——这在疫苗开发领域是前所未有的速度,但对于全球数百万饱受病毒折磨、濒临死亡的人来说,仍然不够快。
到2020年11月,临床结果发现辉瑞-BioNTech疫苗是COVID-19的有效解毒剂,显示出对病毒95%的有效性。美国食品药品监督管理局(FDA)授予了紧急使用授权,疫苗的首批运输于2020年12月交付。迄今为止,全球已有数十亿剂新冠疫苗被注射到人们的胳膊中。
对速度的需求
那么它是如何工作的呢?一旦mRNA(包裹在脂质气泡中)被注射,疫苗就会附着到细胞上,指示细胞产生一种无害的刺突蛋白复制品——这是冠状病毒的一个重要标记,它能让COVID-19将自身注入人体细胞——从而触发免疫反应。由于mRNA不会进入或与细胞核相互作用,因此不会改变人类DNA。一旦细胞使用了这些指令,它就会分解mRNA。
与生产传统疫苗所需的时间相比,传统疫苗是用失活病毒制成的,因此耗时且昂贵,而mRNA可以几乎瞬间生产出来。
Project HOPE首席健康官、前美国疾病控制与预防中心(CDC)全球健康主管Tom Kenyon表示,这已经“改变了游戏规则”。他曾在CDC工作二十多年,致力于对抗全球性疾病。与艾滋病等其他大流行病相比,Kenyon说,“COVID-19的科学进展要快得多”,因为“所有的研究和投资都得到了回报。这些疫苗提供了非常强的免疫力,而我们之前的尝试从未达到过。”现在,他相信我们可以更快地开发出有效的疫苗,这最终可能有助于我们领先于未来的流行病。
Kenyon说:“令人难以置信的不仅是速度,还有疫苗的有效性。这让公共卫生界的每个人都看到了希望。”
USP(一家致力于建立药物供应信任度的非营利组织)生物制品外部科学合作总监John Kokai-Kun表示,mRNA将成为“大多数未来疫苗的首选技术”。Kokai-Kun职业生涯的大部分时间都致力于抗菌药物和疫苗的研发,他也认为在实验室中快速生产是mRNA的关键优势。
Kokai-Kun说:“你只需将序列输入电脑,就可以制造出合成RNA分子。你不需要制作细胞库、种子库、病毒储备,也不需要进行基因克隆。这几乎是一种即插即用的场景。”
癌症挑战者
mRNA技术的发展意义远不止于COVID-19,它还可以用于对抗艾滋病、流感和疟疾。它对具有流行潜力的新病毒,如禽流感和其他呼吸道病毒,也显示出巨大的希望。但它在治疗癌症方面的潜力尤其令人兴奋,它可以刺激免疫系统靶向癌细胞。大多数传统的癌症免疫疗法使用“被动免疫”,即药物充当抗体,但效果并不持久。而mRNA实现的“主动免疫”意味着身体可以记住如何自主产生反应。
目前最大的障碍是生产能力。世界许多地方都需要帮助来建立生产这些疫苗的能力,并更快地扩大规模。Kenyon警告说:“mRNA故事是迄今为止这场大流行中最伟大的故事,也是一项了不起的科学成就,但我们尚未将其转化为实际的项目成果,而这才是最重要的。”















