每經記者 孔澤思????每經編輯 陳俊杰????
北京時間10月2日,瑞典卡羅琳醫學院宣布,將“2023年諾貝爾生理學或醫學獎”授予卡塔琳?考里科(Katalin Karikó)和德魯?韋斯曼(Drew Weissman)。據悉,他們在核苷堿基修飾方面的發現,推動了有效的mRNA(信使核糖核酸)疫苗開發。
據新華社報道,評獎委員會在當天發布的新聞公報中說,兩位獲獎者的研究成果“從根本上改變了對mRNA如何與免疫系統相互作用的理解”,對于在新冠疫情期間開發有效的mRNA疫苗至關重要。在現代人類健康面臨威脅時,獲獎者的研究為疫苗前所未有的開發速度做出了重要貢獻。
mRNA技術是什么?它在新冠疫苗的研發中起到了什么作用?除此之外還有哪些效用?10月2日晚間,《每日經濟新聞》記者專訪國家感染性疾病臨床研究中心主任、深圳市第三人民醫院院長盧洪洲教授,帶來醫學專家視角的解讀。以下是他的敘述:
疫苗作為醫學史上最偉大的發明之一,挽救了無數人的生命。疫苗發揮作用的原理,是通過其所包含的病原體的蛋白質抗原,激發人體產生免疫反應。從而當攜帶相同或相似抗原的病原體入侵人體時,可以第一時間被免疫系統識別和清除。
從第一代的減毒活疫苗、滅活疫苗,到第二代的亞單位疫苗,疫苗成分從完整的病原體改進為特異性的抗原蛋白。但兩者均存在生產工藝復雜,周期漫長的缺點。在核酸疫苗問世之前,傳統的疫苗從研發到上市,往往需要幾年甚至十幾年時間,這顯然無法滿足應對新發突發傳染病的要求。而有些變異快的RNA(核糖核酸)病毒,也需要疫苗進行更快速的更新換代。
早在1958年提出的“中心法則”就告訴人們,遺傳信息從DNA(脫氧核糖核酸)作為模板轉錄成mRNA,然后再翻譯成蛋白質發揮功能。因此,理論上mRNA也可以作為疫苗成分,在人體內翻譯成蛋白質發揮同樣作用。而且mRNA可以快速合成,即使病毒發生變異,只需要更換序列就可以快速更新疫苗,因此相比傳統疫苗具有明顯的優勢。
但在mRNA技術誕生伊始,其應用卻面臨重重困難,人們并不相信mRNA可以作為疫苗和藥物注射人體。首要的原因是體外合成的mRNA疫苗進入動物體內后會引起強烈的免疫反應,甚至導致動物死亡;其次,mRNA在體內會很快被降解,只能翻譯產生很少量的蛋白質。因此,人們當時并不相信mRNA具有成藥性。
在20世紀末,卡塔琳?考里科和德魯?韋斯曼開始合作,致力于改進mRNA技術并將其應用。他們注意到,體外合成的mRNA會被樹突狀細胞的Toll樣受體識別為外來物質,從而激發固有免疫,引發強烈的炎癥反應,并將mRNA清除,使其無法發揮作用。而生物體內存在的修飾RNA如tRNA(轉運核糖核酸)卻可以逃過免疫系統監視。
為了找到逃避免疫系統的方法,卡塔琳?考里科嘗試了多種修飾的RNA,并由德魯?韋斯曼測試其免疫原性。他們在研究中發現,將mRNA中的尿嘧啶替換為假尿苷后,炎癥反應幾乎完全消失。他們隨后的研究表明,修飾的mRNA還可以提供在體內翻譯表達的效率。兩人的發現為mRNA技術的應用掃除了最大的障礙,大大推動了以此為基礎的疫苗和藥物的應用進程。
在新冠疫情暴發后,mRNA疫苗從研發到上市還不到一年的時間,就以破紀錄的速度獲批上市,挽救了數百萬人的生命,并減輕了患者的疾病嚴重程度。當然,mRNA技術的成功還有成百上千位其他重要貢獻者,比如發現脂質-mRNA復合物在體內合成蛋白的羅伯特?馬龍(Robert Malone)、發明mRNA遞送系統的皮耶特?庫里斯(Pieter Cullis)等等。但卡塔琳?考里科和德魯?韋斯曼在核苷堿基修飾方面的發現最為關鍵,在此前獲諾貝爾獎的呼聲也最高。
新冠疫苗雖然是首個應用mRNA技術的上市疫苗,但mRNA技術的應用并不局限于此。理論上,依靠蛋白質發揮藥效的疫苗和藥物均可以使用mRNA技術作為替代,降低生產難度和成本,并可能發揮出傳統蛋白藥物所不具有的效果。
最后,盧洪洲強調:“目前已經有多個針對其他傳染病、腫瘤、代謝性疾病、自身免疫病等的mRNA疫苗或藥物處于臨床試驗或臨床前研究階段,并顯示出廣闊的應用前景。因此,我們完全可以將mRNA技術的出現及其廣泛應用稱之為醫學革命?!?/p>
封面圖片來源:視覺中國-VCG41N1299632275
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