mRNA疫苗,你只知道新冠?那你要来看看这个了

2021-04-09 Oranhgy MedSci原创

疫苗可预防数百万种疾病,每年可挽救无数生命。由于疫苗的广泛使用,天花病毒已被彻底根除,并且脊髓灰质炎,麻疹和其他儿童疾病的发病率在世界范围内已大大降低。

疫苗可预防数百万种疾病,每年可挽救无数生命。由于疫苗的广泛使用,天花病毒已被彻底根除,并且脊髓灰质炎,麻疹和其他儿童疾病的发病率在世界范围内已大大降低。常规的疫苗方法,例如减毒和灭活的活病原体和亚单位疫苗,可针对各种危险疾病提供持久的保护。尽管取得了成功,但针对各种传染性病原体,尤其是那些能够更好地规避适应性免疫应答的病原体,仍然存在开发疫苗的主要障碍。而且,对于大多数新兴的病毒疫苗,主要障碍不是传统方法的有效性,而是对更快速开发和大规模部署的需求。最后,常规疫苗方法可能不适用于非传染性疾病,例如癌症。因此,迫切需要开发更有效和多功能的疫苗平台。

核酸疗法已成为传统疫苗方法的有前途的替代方法。1990年发表了有关在动物中成功使用体外转录(IVT)mRNA的第一份报告,当时将报告基因mRNA注入小鼠体内,并检测到蛋白质产生。

Direct gene transfer into mouse muscle in vivo. DOI: 10.1126/science.1690918

1992年,Science上发表的题为Reversal of diabetes insipidus in Brattleboro rats: intrahypothalamic injection of vasopressin mRNA后续研究表明,在下丘脑中使用血管加压素编码mRNA可以在大鼠中引起生理反应。但是,鉴于对与mRNA不稳定,先天免疫原性高以及体内效率低下有关的担忧,使得当时的mRNA治疗药物并未得到大量开发。

随着医疗的发展,在过去的十年中,重大的技术创新和研究投资使mRNA成为疫苗开发和蛋白质替代疗法领域中有希望的治疗工具。

尽管大多数时候都听说的是COVID-19 mRNA疫苗,但mRNA疫苗绝不是新型未知技术。研究人员几十年来一直在针对各种疾病研究和使用mRNA疫苗。人们对这些疫苗的兴趣越来越大,因为它们可以在实验室里利用现成的材料进行开发。这意味着这一过程可以标准化和规模化,使疫苗的开发比传统的疫苗制造方法更快。

与亚单位,灭毒和减毒的活病毒以及基于DNA的疫苗相比,mRNA的使用具有几个有益的特征。

首先,安全性:由于mRNA是非感染性、非整合性平台,因此没有潜在的感染或插入诱变风险。此外,mRNA通过正常细胞过程降解,并且其在体内的半衰期可以通过使用各种修改和递送方法来调节。

第二,功效:各种修改使mRNA的更稳定和高度平移。高效的体内递送可以通过配制成的mRNA的载体分子,从而允许在细胞质快速摄取和表达来实现。因此,避免了抗载体的免疫,并且可以重复施用mRNA疫苗。

第三,生产:由于其体外转录反应的高产量特点,mRNA疫苗具有快速,廉价和可扩展的生产潜力。

pixabay

众所周知,DNA(脱氧核糖核酸)是一种双链分子,它储存了身体细胞制造蛋白质所需的遗传指令。而蛋白质则是人体的 "主力军"。几乎人体的每一项功能,包括正常的和与疾病相关的功能,都是由一种或多种蛋白质来完成的。

mRNA和DNA一样关键。mRNA是一种单链分子,它将遗传密码从细胞核中的DNA传送到细胞的蛋白质制造机器--核糖体。也就是说,细胞利用mRNA将DNA基因转化为动态蛋白质,如果没有mRNA,人体遗传密码永远不会被身体使用,蛋白质也将不会被制造出来,而人体也就不能执行各项功能。

1.通过转录产生一种特定蛋白质的DNA序列的RNA拷贝--mRNA。2.mRNA从细胞核传到细胞的细胞质部分,其中含有核糖体(核糖体是细胞中负责制造蛋白质的复杂机械)。3.通过翻译,核糖体 "读取 "mRNA,并按照指令一步步创造蛋白质。4.细胞将蛋白质表达出来,进而在细胞或体内发挥其指定的功能。modernatx

一般情况下,生物技术公司利用工厂中的基因工程细胞,将其中一些蛋白质制成药物。mRNA疗法用于促进体内蛋白质的形成,从理论上讲,就是将药物工厂置于体内。

近年来,mRNA备受资本追捧。mRNA三巨头之一的Moderna于2018年底IPO,其募资规模高达6亿美元,创造了彼时生物技术企业IPO融资记录;2019年7月,同属mRNA三巨头的德国BioNTech则获得了3.25亿美元的超高规模B轮融资;2020年7月,另一巨头CureVac宣布完成6.4亿美元融资。此外,马斯克也宣布特斯拉将为“总部位于德国的CureVac公司打造RNA微型工厂”。据悉特斯拉建立的RNA生物反应器(RNA Bioreactor)可以制造疫苗及生产药物。

根据美国疾控中心CDC显示,在过去十年中,mRNA已经成为一种很有前途的下一代技术。此前,mRNA疫苗已经被研究用于流感、寨卡病毒、狂犬病和巨细胞病毒(CMV)等针对其他新兴传染病的预防性疫苗。科学家们正是根据获得的导致新冠病毒的必要信息,开始设计mRNA指令,让细胞将独特的尖峰蛋白构建成COVID-19mRNA疫苗。

除了疫苗之外,还可以创造一类新的药物来治疗囊性纤维化、心脏病、罕见的遗传病,甚至一些癌症。现在,科学家和研究人员正在寻求利用mRNA来实现一个诱人的更大目的:治疗慢性疾病。

今年2月,世界顶尖科学家协会(World Laureates Association,WLA)首次面向全球发布年度报告。这份被称为《WLA年度发布》的报告,主题为《希望之光,疫情下的科学突破》。这份近三万字的《WLA年度发布》报告中,涵括了24个科学热点,mRNA疫苗自然也成了该报告的重点之一。

World Laureates Association,WLA

WLA表示,有3位三位诺奖得主都提到了mRNA疫苗技术的快速和高有效性。2013年诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪•谢克曼(Randy Schekman)简述了mRNA疫苗的原理,并表示大流行释放了全球各地生物科学力量来设计疫苗,以阻止致命病毒的传播;1987年诺贝尔化学奖得主让-马里•莱恩(Jean-Marie Lehn)强调mRNA疫苗开发是应对疫情中最重大的突破;2004年诺贝尔化学奖得主阿夫拉姆•赫什科(Avram Hershko)指出,尽管针对新冠病毒基于RNA疫苗的快速和极高效率开发,在当前受到普遍称赞,但是人们还未能充分了解基于基础生物科学的重大发现和在医学领域取得重要突破的科学意义。对于mRNA技术,他们表示,除了针对新冠病毒,它还有更为广泛的治疗潜力,可以说开创了一个用于更广泛疾病治疗的“mRNA时代”。

1997年加拿大盖尔德纳国际奖获奖科学家理查德·海因斯表述更加直截了当,他表示,显然,不需要复杂冷链的单一剂量疫苗,在对抗这种(以及未来的)“大流行”中将非常重要。

总之,当下的mRNA疗法真的可以用炙手可热来形容。早期临床前的大量研究数据为这一领域做足了铺垫。但是任何一项新技术,人体药效的验证和临床副作用,任何一点得不到很好的解决都会让mRNA疫苗跌下神坛。mRNA疗法到底是”未来疫苗的大门“,还是”皇帝的新衣“?且让我们拭目以待。

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  1. 2021-06-15 Ms20210609

    学到了

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  2. 2021-04-09 公卫新人

    新冠肺炎,疫情何时才能消失

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  3. 2021-04-09 gqylhd

    学习

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