卡塔琳·考里科（左）和德魯·韋斯曼（右）因在核苷堿基修飾方面的發(fā)現(xiàn)而獲得2023年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。
新冠疫情影響了人類近3年，新冠病毒也成了此期間人類健康的最大威脅之一。獲得今年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的突破性發(fā)現(xiàn)，從根本上改變了人們對mRNA與免疫系統(tǒng)相互作用的理解，為新冠疫苗的開發(fā)貢獻了“加速度”。
RNA是DNA的化學(xué)表親。細胞將DNA中的遺傳指令復(fù)制到RNA中，其中，mRNA負責(zé)指導(dǎo)細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。20世紀80年代，人們引入了一種無需細胞培養(yǎng)就能產(chǎn)生mRNA的有效方法，稱為體外轉(zhuǎn)錄，將mRNA技術(shù)用于疫苗和治療的想法也開始興起。但體外轉(zhuǎn)錄的mRNA不穩(wěn)定，需要復(fù)雜的載體脂質(zhì)系統(tǒng)來封裝。此外，體外產(chǎn)生的mRNA會引起炎癥反應(yīng)。
然而，這些障礙并沒有阻止匈牙利生物化學(xué)家卡塔琳·考里科致力于開發(fā)基于mRNA的療法。
上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院松江研究院研究員仇子龍對科技日報記者說：“考里科并非最早研究mRNA疫苗技術(shù)的人，但她卻是在這條路上堅持迎難而上的人。這一點極大地促進了她的成功?！?/p>
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：堿基修飾
20世紀90年代，考里科在美國賓夕法尼亞大學(xué)擔(dān)任助理教授，與同事德魯·韋斯曼開始了科研合作，重點研究不同RNA類型如何與免疫系統(tǒng)相互作用。
他們發(fā)現(xiàn)，mRNA攜帶的遺傳信息不僅僅是A、U、C、G四種堿基，還包括多種多樣的化學(xué)修飾。哺乳動物細胞RNA中的天然堿基經(jīng)常被化學(xué)修飾，而實驗中制造的體外轉(zhuǎn)錄mRNA則不然。
進一步研究的結(jié)果令人震驚：當(dāng)mRNA中包含堿基修飾時，炎癥反應(yīng)幾乎消失了。2005年，他們在《免疫》雜志上發(fā)表了這一開創(chuàng)性的成果。在2008年和2010年，考里科和韋斯曼發(fā)現(xiàn)，與未修飾的mRNA相比，堿基修飾產(chǎn)生的mRNA的傳遞顯著增加了蛋白質(zhì)產(chǎn)量。
這些重要發(fā)現(xiàn)消除了mRNA臨床應(yīng)用道路的關(guān)鍵障礙。
隨后，人們對mRNA技術(shù)的興趣開始升溫。2010年，多家公司開始致力于應(yīng)用該技術(shù)，例如研發(fā)針對寨卡病毒和中東呼吸系統(tǒng)綜合征冠狀病毒的疫苗。在新冠疫情暴發(fā)后，兩種編碼新冠病毒表面蛋白的堿基修飾mRNA疫苗以創(chuàng)紀錄的速度被開發(fā)出來。
該技術(shù)背后的重要理念是，只要科學(xué)家知道正確的基因指令，就可快速開發(fā)出針對幾乎任何病毒的疫苗。
仇子龍解釋說，由于mRNA疫苗的生產(chǎn)不涉及活細胞，是化學(xué)反應(yīng)，所以很容易擴大量產(chǎn)。
mRNA疫苗開發(fā)的靈活性和速度令人驚嘆，也為使用該平臺開發(fā)針對其他傳染病的疫苗鋪平了道路。
未來應(yīng)用前景廣闊
新冠疫情讓mRNA疫苗名聲大噪，但其應(yīng)用不止于此。據(jù)英國《自然》網(wǎng)站報道，目前，科學(xué)家正在開發(fā)針對其他疾病的mRNA疫苗，包括流感、艾滋病毒、瘧疾和寨卡病毒等。
考里科、韋斯曼和其他研究小組已在嘗試將該技術(shù)應(yīng)用于自身免疫性疾病、癌癥、食物和環(huán)境過敏、細菌性疾病和蟲媒疾病。今年7月，韋斯曼等人在《科學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇論文，表明他們可將RNA基因編輯機器直接傳遞到骨髓干細胞，這可能是治療鐮狀細胞性貧血等疾病的關(guān)鍵。
仇子龍認為，mRNA疫苗未來在作為針對癌癥的治療性疫苗上潛力最大。但他補充道，mRNA疫苗會帶來一些副作用，基于這樣的事實，我們還是應(yīng)當(dāng)科學(xué)理性看待這項技術(shù)。
“任何一個大規(guī)模應(yīng)用的疫苗都應(yīng)該經(jīng)過數(shù)年的臨床試驗來判斷可能的風(fēng)險因素，目前廣泛使用的其他傳染病疫苗的放行標(biāo)準(zhǔn)都遠遠比目前的mRNA新冠疫苗要嚴格許多。雖然這項技術(shù)獲得了諾貝爾獎，但是在疫苗領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用還需要更長時間、更審慎的臨床試驗觀察進行反復(fù)的檢驗。”仇子龍說。
來源：科技日報
原標(biāo)題：堿基修飾：為疫苗開發(fā)貢獻“加速度”
作者：本報記者 張佳欣
