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诺贝尔生理学或医学奖颁给这项技术:为新冠、肿瘤疫苗研制“提速”
信息来源自: 生命时报
发布时间:2023/10/7
阅读次数:3324

受访专家:

清华大学医学院长聘教授、全球健康与传染病研究中心主任 张林琦

中国优生科学协会妇儿免疫学分会秘书长 王月丹

中国科学院微生物研究所研究员、教授 戴连攀

环球时报健康客户端记者 王淑颖 任琳贤 李丹妮

10月2日,2023年诺贝尔生理学或医学奖公布结果。今年,卡塔琳·考里科(Katalin Kariko)和德鲁·韦斯曼(Drew Weissman)因核苷碱基修饰方面的发现而获奖,这些发现使得针对新冠的有效mRNA疫苗得以开发。

获奖者何许人也

据诺奖官网介绍,卡塔琳·考里科于1955年出生于匈牙利索尔诺克,1982年从塞格德大学(匈牙利)获得博士学位,1985年之前在匈牙利科学院塞格德分部进行博士后研究。之后,她在费城的庙大学和健康科学大学进行博士后研究。1989年,卡塔琳·考里科成为宾夕法尼亚大学(美国)助理教授,一直任职到2013年。此后,她成为BioNTech RNA Pharmaceuticals的副总裁,后来晋升为高级副总裁。自2021年以来,她一直担任塞格德大学教授,并担任宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的兼职教授。

德鲁·韦斯曼于1959年出生在美国马萨诸塞州莱克星顿,1987年从波士顿大学获得医学博士学位。此后,他在哈佛医学院贝斯以色列德肯斯医学中心进行了临床培训,并在美国国立卫生研究院进行了博士后研究。1997年,德鲁·韦斯曼在宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院建立了自己的研究小组。同时,他也是从事疫苗研究的罗伯茨家族教授和宾夕法尼亚大学RNA创新研究所的所长。

获奖之路充满坎坷

1973年,卡塔琳·考里科考入塞格德大学,在一次讲座上,她了解到了mRNA,并对这种神奇的分子产生了浓厚的兴趣。1978年,她选择攻读博士学位,重点研究mRNA的应用。

1989年,卡塔琳·考里科加入宾夕法尼亚大学,开始了mRNA疗法研究。但当时RNA技术并不被外界接受,她申请不到科研基金。1997年是卡塔琳·考里科研究生涯的重要转折点——她在宾夕法尼亚大学医学院偶然碰见刚加入医学院的德鲁·韦斯曼,由此开启了合作之路。

2005年,卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼发现,通过修改RNA基因序列中的单个碱基(用假尿苷酸取代鸟苷酸),可以让它不会产生炎症。两人合作完成的相关文章发表在著名期刊《免疫》(Immunity)杂志上,这对推动mRNA应用具有里程碑意义。

2006年,卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼创办了自己的公司RNAX,旨在开发mRNA应用,但遗憾的是,后续研发并不顺利。

2015年,德鲁·韦斯曼开发出脂质纳米颗粒(lipidnanoparticle,LNP)运输mRNA的策略,进一步提升了mRNA的实用性。mRNA技术也因此真正变得强大起来,相关的生物公司先后成立。

2020年初,新冠肺炎疫情暴发,卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼的突破性研究使得高效率的新冠mRNA疫苗得以快速研发,两位科学家也因此获得了多项大奖,包括2022年美国科学突破奖(Breakthrough Prize)、2021年拉斯克基础医学研究奖(The Lasker Awards)、2023年盖尔德纳奖等。

mRNA技术前景广阔

“两位科学家实至名归!mRNA技术确实非常具有创造性。”中国优生科学协会妇儿免疫学分会秘书长王月丹说,外源性的mRNA进入细胞后很容易被降解,且容易因为机体免疫防御而出现炎症反应。两位科学家的卓越突破在于,通过对mRNA的核苷碱基进行假尿苷修饰,降低了mRNA的免疫原性,使其减少引起细胞的炎症反应,从而让疫苗抗原蛋白在细胞内得到适当的翻译和表达。同时,他们巧妙地利用纳米脂质体颗粒作为疫苗的载体将mRNA转运到细胞中,让疫苗抗原能够被人体细胞表达。

王月丹说,mRNA技术为人类制备疫苗开拓了新思路。生物分子学有个中心法则:DNA-RNA-蛋白质。通俗地来理解,蛋白质直接在细胞生命活动中发挥作用,DNA是细胞中基本的遗传信息载体,而RNA相当于它们两个之间的“信使”。传统的疫苗大多是蛋白质层面的,即利用蛋白质抗原直接来刺激机体产生免疫答应,产生保护机体抗感染的免疫力。部分疫苗则是在DNA层面发挥作用,例如带有病原体抗原的腺病毒载体疫苗。mRNA疫苗更安全也更高效,通常mRNA在细胞中的存在是一过性的,而且不会整合进入到人体细胞的DNA序列中去,因此没有致癌等安全风险。

中国科学院微生物研究所研究员、教授戴连攀表示,mRNA疫苗突破了传统的疫苗技术,无需体外生产疫苗毒菌株或抗原蛋白,仅生产核酸,而在体内产生抗原蛋白,从而激发强烈的体液与细胞免疫应答。这一技术不仅让研制疫苗的速度大大提高,而且保护效力高,此次针对新冠病毒的mRNA疫苗就是一个很好的验证。

王月丹介绍,mRNA技术还有疫苗研发成本相对较低、品种变换相对更灵活的优势。mRNA疫苗的研究开发成本远远低于蛋白质以及合成多肽疫苗,设备可以实现小型化,甚至可以做到普通冰箱那么大小。而且,mRNA疫苗特别适合肿瘤疫苗开发,只需要在序列上改变,就可以生产针对不同肿瘤抗原合成不同疫苗,技术层面很容易实现。据说,企业家马斯克对mRNA疫苗一直很感兴趣,他认为这种技术可能是潜在的、能治愈癌症的方法,甚至他还投资研发“便携式RNA分子打印机”企业。有人曾经畅想,如果将无人驾驶技术和便携式mRNA疫苗制备设备进行结合,说不定可以将治愈疾病的疫苗送入非洲大草原,当地贫困的人们,只需要等半小时就可以自助获得mRNA疫苗了。

清华大学医学院长聘教授、全球健康与传染病研究中心主任张林琦表示,两位科学家通过核氨酸的修饰,大幅度提高了mRNA疫苗诱导抗病毒和肿瘤抗原的免疫能力,为mRNA新冠疫苗的使用、开发,奠定了坚实的理论和实验基础。这个技术不仅仅针对新冠,对艾滋病、流感、呼吸道合胞病毒等传染病,以及肿瘤等其他疾病都有非常好的指导作用。张林琦表示,两位科学家开创的mRNA疫苗技术平台,给疫苗研发领域带来了全新的机会,不仅大大提高了质量,还大大节省了时间,对疫苗更好、更及时满足人们健康提供了全新的理念和技术,未来发展前景非常令人期待。

戴连攀也表示,mRNA技术不仅仅用于疫苗领域,对于肿瘤治疗、基因治疗等领域的应用空间和前景也非常大,在未来生物医药方面也会产生巨大的推动。比如,mRNA肿瘤疫苗在国外已被药监机构授予了“突破性疗法”。

责编:张宇

主编:丁文君





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