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mRNA疫苗获得了诺贝尔奖,下一步是什么?

本周,诺贝尔生理学或医学委员会表彰了两位科学家,因为他们对 mRNA(信使核糖核酸)技术的研究为备受赞誉的新冠 mRNA 疫苗铺平了道路。

卡塔林·考里科(Katalin Karikó)和德鲁·韦斯曼(Drew Weissman)发现了如何调整 mRNA 以防止其引发炎症反应。他们的发现于 2005 年首次发表,是 Moderna 和辉瑞/BioNTech 开发 mRNA 疫苗的关键,这些疫苗的及时出现拯救了数百万人的生命。

(来源:诺奖官网)

他们获得诺贝尔奖并不意外。两人还获得了其他著名奖项,许多人也将他们视为获得诺贝尔奖的大热门。《麻省理工科技评论》将 mRNA 疫苗选为 2021 年十大突破性技术之一。但他们本人仍不敢相信这个消息。

韦斯曼在 10 月 2 号的新闻发布会上说:“考里科凌晨四点给我发了一条神秘短信:‘托马斯给你打电话了吗?’我反问她,‘没有,托马斯是谁?’她说:‘诺贝尔奖(的人)。’”他们当时怀疑这是恶作剧,并表示直到委员会公开宣布之后,他们才完全接受这个结果。

大多数疫苗通过携带病原体来训练免疫系统,要么是整个病原体,要么是一些关键部分。但 mNRA 疫苗略有不同,它们提供了让人体内细胞可以转化为蛋白质的遗传密码。

对于新冠病毒而言,疫苗中含有编辑过的无害的“刺突蛋白”,这种蛋白存在于新冠病毒的表面。注射疫苗后,身体会产生这种蛋白质的复制品,让免疫系统学会识别它。

在疫苗中使用 mRNA 的想法已经存在了几十年,但科学家们很早就遭遇了一个棘手的挑战。当研究人员将 mRNA 注射到小鼠体内时,这些动物生病了。

当时接受采访的韦斯曼表示:“它们的皮毛会变得皱巴巴的,体重减轻,活力衰弱。”一旦加大剂量,后果可能是致命的。“当时的我们很快意识到,mRNA 疫苗是不可行的,”他说。

当外来 mRNA 被注射到体内时,免疫系统会发现威胁并产生炎症。不过,考里科和韦斯曼发现,通过稍微调整遗传密码,他们几乎可以消除这个问题。

2020 年,新冠疫情开始传播时,科学家们已经在开发针对其他传染病的 mRNA 疫苗,因此转向新冠病毒相对简单。

是什么让 mRNA 成为了游戏的胜负手?原因之一是这种疫苗很容易生产。当疫苗生产商想在更新他们的新冠疫苗时,它们只需要用一个新的遗传代码替换旧的。通过替换不同的代码,它们理论上可以应对不同的病原体。

Moderna 公司已经向监管部门提出申请,希望其针对呼吸道合胞病毒(RSV,Respiratory syncytial virus)的 mRNA 疫苗能够获得批准。RSV 是一种类似感冒的疾病,在婴儿和老年群体可能造成严重影响。该公司还有一种处于后期临床试验阶段的 mRNA 流感疫苗。

据 Moderna 公司表示,2023 年 9 月份的一项中期分析显示,该疫苗在所有年龄组中的表现都优于传统流感疫苗。辉瑞(Pfizer)、赛诺菲巴斯德(Sanofi Pasteur)和葛兰素史克(GlaxoSmithKline)也在与 CureVac 合作测试 mRNA 流感疫苗。其中几家公司也在研发可预防新冠和流感的联合疫苗。

多家公司将 mRNA 的工作重点放在流感上,这背后有几个原因。首先,目前的流感疫苗依赖于在鸡蛋或细胞中生长的病毒,这是一个耗时数月的艰难过程。而 mRNA 流感疫苗不需要生长病毒,可以大大加快疫苗的普及和接种。

这可能会让疫苗与正在流行的流感毒株更好地匹配,因为毒株在每个流感季都不一样。这允许我们在流感季节更快地做出反应。

另一个原因是,研究人员可以添加许多不同流感毒株的 mRNA,从而研制出一种可能提供更广泛保护的疫苗。2022 年,宾夕法尼亚大学的一个团队测试了一种 mRNA 疫苗,其中含有感染人类的所有 20 种已知流感亚型的抗原。在小鼠和雪貂身上,疫苗可以抵御的菌株也包括疫苗不涵盖的那些。

2023 年,美国国立卫生研究院启动了一项临床试验,测试另一种 mRNA 流感疫苗,该疫苗不含多种抗原,但旨在引发对病毒一部分的反应,这种反应不太可能逐年变化。

流感只是一个开始。正在开发 mRNA 疫苗的清单还很长,而且还在继续变长:疟疾、艾滋病毒、寨卡病毒、EB(Epstein-Barr)病毒、巨细胞病毒、疱疹、诺如病毒、莱姆病、尼帕病毒、艰难梭菌、丙型肝炎、钩端螺旋体病、结核病、带状疱疹、痤疮、衣原体和许多其他疾病。

不仅如此,mRNA 还可以成为治疗疾病的有效方法,而不仅仅是预防疾病。事实上,它最初被设想为一种治疗方法。基于 mRNA 的癌症治疗已经进行了十年的试验。

其背后的核心想法是,提供编辑过的肿瘤表面蛋白质的 mRNA。然后免疫系统将学会识别这些抗原,它可以更有效地检测和攻击癌症组织。

许多公司还致力于研究罕见疾病的 mRNA 疗法,如囊性纤维化。患有这种疾病的人在基因 CFTR(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator,囊状纤维化跨膜转导调节子)上出现了突变。

这些突变意味着,帮助水分进出细胞的 CFTR 蛋白不能正常工作,导致粘稠的粘液堵塞肺部,引发反复的呼吸道感染。

Vertex 与 Moderna 公司合作开发了可吸入的 mRNA。一旦进入肺部,细胞就会将编码转化为功能性 CFTR。2022 年年底,美国食品药品监督管理局(FDA,Food and Drug Administration)为 Vertex 启动关于囊性纤维化 mRNA 的试验开了绿灯。

Moderna 公司还启动了临床试验,测试影响肝脏功能的“甲基丙二酸血症(MMA)”和罕见代谢紊乱疾病“丙酸血症(PA)”的治疗方法。

并非所有这些努力都会成功。事实上,很多努力会以失败告终。但 mRNA 的繁荣肯定会带来一些胜利。当考里科和韦斯曼在 2005 年取得突破性发现时,韦斯曼曾说:“我告诉考里科,我们的手机会响个不停。但当时什么都没发生,我们一个电话都没接到。”不过从今往后,我认为可以肯定的是,他们将变得非常忙碌。

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