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2023 年 10 月 2 日,諾貝爾生理或醫學獎頒發給了 Katalin Karikó 和 Drew Weissman,以表彰他們對于核苷酸修飾的研究,對于 mRNA 疫苗研究做出的貢獻。
Katalin Karikó 和 Drew Weissman | 圖源:Nobel Prize
mRNA 疫苗,這項大家都不陌生的研究獲得諾貝爾獎,顯然是有些意料之外,但又顯然在情理之中的。
mRNA 疫苗的實現并不簡單
疫苗的曆史最早可以追溯到數百年前的天花疫苗——用滅活的天花病毒,來激活免疫系統形成記憶,進而預防可能發生的下一次流行病毒的感染。
近百年過去了,雖然各種疫苗迅速叠代,但是遵循的方式仍然是類似的:尋找安全無害的一些病毒抗原特征,激活免疫反應,形成記憶免疫。
這套方法行之有效,但卻也有一個關鍵 " 痛點 " ——不夠快。要形成無毒性的病毒,不論是滅活,還是重組,亦或者構建病毒載體,都需要大量的實驗操作,這就無法應對流行病的快速發生。
mRNA 疫苗發明前大部分疫苗的作用機制 | 圖源:Nobel Prize
怎麽樣才能更快?合成 RNA 序列顯然比操作病毒更快、更可變,而且 RNA 可以快速生成蛋白質,這樣我們就能控制更安全、更快速的病毒抗原形成。這個想法的出現很自然。但是實現起來就沒那麽簡單。
一個關鍵問題是 mRNA 特别容易降解。容易到什麽程度?能降解 RNA 的各種蛋白酶無處不在,甚至在空氣中都有,以至于即使是如今,提取 RNA 都需要在一定潔淨的空間提取才能提取成功。
同時另一個問題是,打進去一個體外的 mRNA,很可能在在 mRNA 翻譯形成蛋白質之前,它就會引發不必要的免疫炎症反應提前被降解消滅掉了。
第一個問題早在 1989 年就有解決方案了:利用人工設計的脂質體,就能将 mRNA 完整地傳遞轉染到動物體内的細胞中,而不會被降解。
問題就卡在了第二個問題上,而解決這第二個技術壁壘的,就是此次獲獎的 Katalin Karikó 和 Drew Weissman。
修飾後的 mRNA 不會引發炎症反應
Katalin Karikó 和 Drew Weissman 研究發現,如果給 mRNA 加上一些修飾作用,事情可能就變得不一樣了。沒加修飾的 RNA 一進入體内就引發了免疫反應,但是加了修飾的 mRNA,進入體内就能安全地存在并開始抗原蛋白的翻譯過程。
這打破了 mRNA 疫苗研發最關鍵的一步技術壁壘。
mRNA 疫苗在新冠流行的控制中發揮了重要的作用
這項研究于 2005 年完成,就此打開了未來十幾年的 mRNA 疫苗研究,也在過去三年間成爲了生物醫學的明星技術。
在這之後的故事,想必大家都有所了解了。
意料之外:三年疫情的快速研發
意料之外,是沒想到平日裏謹慎如諾貝爾獎,會頒發給一項争議不小且近幾年如此熱門的一項技術。
mRNA 疫苗雖然技術壁壘早在十幾年前就已經開始,但是真正大規模使用,還是前兩年的新冠病毒(SARS-CoV-2)大流行時期,即使到了今天,大家也仍在讨論是否要針對新冠病毒接着打 " 加強針 "。
實際上,早在 2019 年新冠病毒出現之前,mRNA 疫苗的研發就已經開始,比如狂犬病病毒、寨卡病毒等等,但是一方面是疾病比較 " 小衆 ",另一方面是批準流程也沒那麽快,所以還比較悄無聲息,也沒有正式投入使用。
不同疫苗的優缺點 | 圖源:Wikipedia
而到了 2019 年,因爲疫情的快速流行,mRNA 疫苗 " 速度快 " 的優勢一下子體現了出來,加上新冠的勢不可當,使得 mRNA 疫苗的批準一下就加快了,也就一下子火了起來。
但是也正因爲時間較短,用的比較急,也就給人們帶來了一些擔憂:一方面因爲 mRNA 容易降解,因此存儲條件往往也比較嚴格,需要在零下 60~80 攝氏度的條件下,這不是全世界各地哪裏都能實現的,運輸也就有了難度;
另一方面,在 2020 年正式用于新冠,也是 mRNA 疫苗的第一次亮相,技術是否成熟?臨床實驗批準的太快會不會有問題?會不會有很強的副作用?這就帶來了一些不确定性。
情理之中:沒有它過去三年人類可能更加困難
雖然意料之外,但是也在情理之中。
其實早在 2021 年,這兩位科學家已經獲得了 2021 年的拉斯克獎(也是最著名的 " 諾獎風向标 "),而它本來就是去年的諾獎大熱門之一。
一方面,抛開 mRNA 疫苗存在的可能問題,兩位科學家對 mRNA 疫苗技術壁壘打破的貢獻,已經是未來各種傳染病治療的關鍵一步,值得這樣的嘉獎。
同時,這項技術其實遠不止于疫苗,mRNA 可以進入人體,就意味着各種需要快速設計的生物分子藥物都成爲了可能,未來這項技術仍有不小的前景。
另一方面,就過去三年 mRNA 疫苗的表現來看,這項技術的出現挽回了多少生命,可能已經無法确切地統計出來了,可以說,假如沒有這項技術,可能疫情的結束遠沒有那麽快。
不過曆史沒有假設,但是我們卻能期待未來。未來會有哪些更關鍵的 mRNA 技術産生的生物藥物或疫苗,他們會發揮什麽樣的作用,讓我們拭目以待。
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