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mRNA终于拿下诺奖:有何应用前景?

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mRNA终于拿下诺奖:有何应用前景?

诺贝尔奖终于落在全球新冠疫情期间名声大噪的mRNA技术上。

北京时间10月2日下午,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2023年诺贝尔生理学或医学奖授予卡塔琳·考里科(Katalin Karikó)和德鲁·韦斯曼(Drew Weissman),以表彰他们在信使核糖核酸(mRNA)研究上的突破性发现,这些发现助力疫苗开发达到前所未有的速度。

基于mRNA技术的新冠疫苗让mRNA技术获得全球关注,该技术也多次被认为有希望让相关研究者获得诺奖,这一期望终于在2023年成真。

诺奖之外,mRNA技术早已在商业化落地:全球诞生了美国的莫德纳(Moderna,MRNA.US)、德国的百欧恩泰(BioNTech,BNTX.US)、 CureVac(CVAC.US)等mRNA巨头;国内方面,有石药集团(1093.HK)、康希诺生物(688185.SH;6185.HK)、沃森生物(300142.SZ)、智飞生物(300122.SZ)、艾美疫苗(6660.HK)、百济神州(BGNE.NS;06160.HK;688235.SH)、复星医药(600196.SH;02196.HK)等上市公司重金布局,也有艾博生物、斯微生物等新型公司摸索前行。

消除mRNA技术临床应用障碍

据新华社报道,随着分子生物学的进步,基于病毒部分成分而不是全病毒的疫苗逐渐研发出来。然而病毒依靠机体细胞才能复制,基于全病毒、病毒蛋白质和病毒载体的疫苗都需要大规模的细胞培养。在某些传染病疫情暴发时,快速生产疫苗就先要密集投入资源培养细胞。因此,长期以来研究人员一直试图开发独立于细胞培养的疫苗技术,但这个过程困难重重。

本世纪初,考里科和韦斯曼在美国宾夕法尼亚大学合作研究时注意到,机体免疫系统的树突状细胞会将体外转录的mRNA识别为外来物,从而导致其激活并释放炎症信号分子。他们注意到,mRNA携带的遗传信息不仅仅是A、U、C、G四种碱基,还包括多种多样的化学修饰。哺乳动物细胞RNA(核糖核酸)中的碱基经常被化学修饰,而体外转录的mRNA没有这些化学修饰。是因为这种碱基修饰导致了区别吗?

为了验证这一想法,他们生产出了不同的mRNA变体,每种变体的碱基都有独特的化学修饰,并将其传递给树突状细胞。研究结果令人震惊:当mRNA中包含碱基修饰时,炎症反应几乎消除了。这一开创性的研究结果发表于2005年。通过发现碱基修饰既能减少炎症反应又能增加蛋白质产量,考里科和韦斯曼消除了mRNA技术临床应用道路上的关键障碍。基于此技术,针对寨卡病毒和中东呼吸综合征冠状病毒的mRNA疫苗得以研发;新冠疫情爆发后,两种编码新冠病毒表面蛋白的碱基修饰mRNA疫苗以创纪录的速度开发出来。