mRNA疫苗的前景
mRNA疫苗的前景

mRNA疫苗的前景

早在Moderna和辉瑞公司的COVID-19疫苗之前,科学家就一直在考虑使用基因编码疫苗来对抗传染病、癌症等。

戴安娜Kwon
戴安娜Kwon
2020年11月25日

上图:©ISTOCK.COM,SERHEII YAKOVLIEV

E本月早些时候,世界终于收到了一些关于COVID-19的好消息。3期临床试验的中期结果显示,两种候选疫苗-一个辉瑞和生物科技公司另一个超过90%的有效。除了分享看起来非常有效的东西外,这两种疫苗还有其他共同点:它们都是由信使RNA (mRNA)制成的。

信使rna疫苗的工作原理是为我们的细胞提供产生病毒蛋白的遗传密码。一旦这些不会引起疾病的蛋白质产生,人体就会对病毒产生免疫反应,使人产生免疫力。mRNA理论上可以用来产生任何蛋白质,制造更简单的好处比蛋白质本身或病毒的灭活和减毒版本通常用于疫苗,使它成为一个有吸引力的技术,信使核糖核酸疫苗专家说Norbert当然喽,宾夕法尼亚大学。

利用信使rna产生有用的蛋白质来对抗疾病的概念已经存在了几十年。但到目前为止,还没有任何一种疫苗在临床试验中使用这种技术。SARS-CoV-2疫苗的成功“对RNA领域非常有利,因为直到最近,只有少数人真正相信mRNA疫苗,”Pardi说欧洲杯微信竞猜活动。“我们现在有机会在疫情爆发的情况下真正证明(它们的有用性)。”

克服信使rna疫苗的障碍

1990年,科学家们发表了一篇关于使用基于基因的治疗方法来生产对抗疾病所需蛋白质的早期概念证明报道在小鼠体内,细胞成功地产生了RNA或DNA编码的蛋白质。这种方法具有革命性的潜力:理论上,它可以用来改造人体所需的任何蛋白质,以增强人体对病原体的免疫力,并对抗癌症和罕见的遗传疾病等疾病。

我和其他人都预测,这将为mRNA在传染病中的应用开启一个新时代,特别是作为快速反应平台来帮助应对疫情。

-尼克·杰克逊流行病防范创新联盟(CEPI)

尽管有希望,但与信使rna相关的工作仍有挑战。普通的信使rna只产生低水平的蛋白质,而且这种分子在体内降解得太快,不适用于治疗。最重要的是,RNA可以触发一种独立于对其编码的蛋白质的反应的免疫反应。“如果你只是将外源RNA注射到人或动物体内,你可能会引发非常严重的炎症反应,”Pardi说。他补充说,这是我们身体抵御病毒的防御机制,病毒可以使用DNA或RNA来存储它们的遗传信息。

因为这些问题,这项技术的吸收缓慢,许多科学家选择而不是专注于发展与DNA疫苗,更稳定,更容易处理,董事会主席玛格丽特·刘说,国际社会的疫苗和基于基因疫苗的先驱。(刘是牛津大学詹纳研究所(University of Oxford 's Jenner Institute)科学顾问委员会成员,该研究所开发了阿斯利康(AstraZeneca)的COVID-19疫苗。)

一些关键的技术进步有助于Moderna和辉瑞/生物科技公司成功研制出SARS-CoV-2疫苗。21世纪初,宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的两位科学家Katalin Karikó和Drew Weissman发现,通过改变rna的组成部分——核苷——他们可以解决该技术的一些关键限制,mRNA疫苗得到了大力发展。在一个开创性的2005年他们报告说,经过修饰的合成核苷既能增加mRNA的蛋白质产量,又能极大地抑制免疫系统对mRNA分子本身的反应。(Karikó现任BioNTech高级副总裁。)

“我想几乎每个人都承认这是[mRNA疫苗]的重大突破,”刘说。

然而,科学家们仍然需要一种方法来强化mRNA,防止其在注射后迅速降解。帕迪、Karikó和韦斯曼帮了大忙确定一个解决方案通过将mRNA包裹在被称为脂质纳米颗粒(LNPs)的脂肪小泡中,他们能够保护mRNA分子,并增强其进入细胞的能力。

防疫创新联盟(CEPI)的项目和技术负责人尼克·杰克逊(Nick Jackson)说:“在过去至少四到五年里,该领域真正困难的挑战是传递[mRNA]。资金对于许多SARS-CoV-2疫苗,包括Moderna的。“这真的要感谢LNPs令人难以置信的创新,最终证明了这个平台的有效性,并打开了mRNA潜力的闸门。”

“RNA疫苗的激动时刻”

科学家已经对多种传染病的信使rna疫苗进行了临床测试,其中包括狂犬病,流感,Zika病毒。到目前为止,还没有一种药物通过小规模的早期临床试验。刘说,两种SARS-CoV-2疫苗是“迄今为止最先进的”欧洲杯微信竞猜活动这位科学家。“(其他项目)没有一个像我们看到的那样有希望。”

事实上,辉瑞/生物科技公司和Moderna公司生产的SARS-COV-2疫苗远远超出了预期。据报道,两种药物的功效都超过了90%,超过了美国食品和药物管理局50%的功效截止考虑紧急使用授权疫苗(EUA)。

美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)主任安东尼·福奇(Anthony Fauci)告诉记者,辉瑞公司和生物科技公司的疫苗的结果“真的很好,我是说非同一般”《华盛顿邮报》本月早些时候。(NIAID合作在另一种SARS-CoV-2 mRNA疫苗上加入Moderna。)

为什么这些疫苗看起来如此有效,而之前对抗其他病原体的尝试却没有那么有希望,这仍然是一个悬而未决的问题。一个简单的原因,据刘说,可能是大量的资源投入到开发它们。Liu还假设,对高效力的一种解释是,疫苗可能会触发对mRNA的非特异性炎症反应,这可能会增强其特异性免疫反应,因为改良的核苷技术减少了炎症,但并没有完全消除它。她补充说,另一方面,这也可以解释一些信使rna SARS-CoV-2疫苗接种者报告的剧烈反应,如疼痛和发烧。(其他人建议在一些试验参与者中报道的这些严重但短暂的副作用是由脂质纳米颗粒引起的。)

最终,说这些疫苗到目前为止为何如此有效还为时过早。“这些仍是中期结果。它们仍未发表。我们仍然需要看到与这些产品相关的广泛的安全数据库,”杰克逊说。还有一些问题需要解决,比如担忧关于疫苗需要冷藏的问题——特别是辉瑞/生物科技公司的疫苗,需要在-70°C保存。(另一种针对SARS-CoV-2的mRNA疫苗由德国CureVac公司开发,可在5℃保存。这种疫苗,基于非修饰的mRNA,在a一期临床试验。)

尽管如此,新冠病毒mRNA疫苗的早期成功让科学家们对这项技术的未来感到乐观。Pardi说:“这是RNA疫苗真正激动人心的时刻。欧洲杯微信竞猜活动。除了在传染病方面的应用,学术界和工业界的研究人员一直在寻求利用mRNA疫苗来控制免疫系统来对抗癌症。Pardi说,mRNA平台最大的好处之一是它的灵活性,例如,他目前正在研究将多种病毒蛋白编码成单一疫苗的方法,这可能有助于产生针对病毒的更有效的免疫反应。

杰克逊说,现在mRNA疫苗已经显示出了它们的潜力,更多的疫苗制造商可能会对这项技术产生兴趣。“我和其他人都预测,这将标志着mRNA应用于传染病的新时代,特别是作为快速反应平台来帮助应对疾病爆发。”