为什么信使rna疫苗能改变游戏规则

COVID-19大流行是一项巨大挑战，颠覆了我们的正常生活方式。但是，大流行的成功案例之一是发展了不止一个，而是多种安全有效的COVID-19疫苗不到一年。美国批准使用的两种疫苗利用了一种新的疫苗技术，将mRNA传递到受体的细胞。然后，受体细胞读取mRNA指令，构建SARS-CoV-2刺突蛋白，并在细胞外表达，以便免疫系统识别并对其产生免疫反应。

更传统的疫苗平台依赖于向受体提供预先制备好的蛋白质、病毒颗粒或细菌细胞。生产这些传统疫苗既昂贵又耗费资源。虽然mRNA疫苗对公众来说可能是新的，但在过去十年中，它们一直在生物医学高级研究发展局(BARDA)和国家过敏和传染病研究所(NIAID)的美国政府研究实验室中进行开发。实际上，mRNA疫苗在COVID-19大流行的正确时间处于正确的开发阶段。

mRNA:一个基本的疫苗平台

所有活细胞都遵循所谓的“中心法则”，即信息从DNA到RNA再到蛋白质的单向处理。这个过程总是朝着这个方向进行，而不是相反。一个例外是某些病毒，如艾滋病毒，可以通过它携带的一种独特的酶来逆转从RNA到DNA的过程。蛋白质和细胞中蛋白质的独特组合决定了你的外貌，你体内的生化反应等等。

RNA和蛋白质之间的转变叫做翻译这种活性取决于细胞中叫做核糖体的酶。这些核糖体位于你的细胞中，由蛋白质本身组成，并利用蛋白质构建其他蛋白质信使rna的指令．核糖体读取疫苗中提供的mRNA就像它们读取细胞中正常产生的mRNA一样容易。mRNA疫苗很酷的一点是，mRNA分子本身是一个不稳定的、寿命很短的分子。疫苗传递的mRNA持续时间足够长，足以让核糖体制造大量SARS-CoV-2刺突蛋白，但随后mRNA在数小时内分解，其组成部分在细胞中回收。从这个意义上说，mRNA疫苗在设计时考虑到了安全性，因为一个快速分解的分子不太可能导致长期的副作用。疫苗本身只是一段被磷脂双分子层包围的mRNA，类似于我们自己细胞的膜。它本质上是一个基本的疫苗平台;正如我们在力学和工程中所看到的，设计越不复杂，出错的几率就越小。

mRNA疫苗的安全性非常好，迄今已有数百万人接种了疫苗。mRNA疫苗不仅安全，而且在预防COVID-19疾病、住院和死亡方面也非常有效。

个性化医疗的适应性平台

这个基本的平台不仅在安全方面很有帮助，而且在快速适应性方面也很有帮助。目前正在开发一种后续疫苗注射以防出现任何COVID-19变体，目前可用的疫苗可能无法提供足够的保护。制造一条mRNA链并对其进行定制以编码你想要的任何蛋白质相对容易。因此，很容易想象，mRNA疫苗有可能改变疫苗的开发前景。对于那些孩子可能在一次健康探访中接受多次疫苗注射的父母来说，想象一下单次注射也能起到同样的作用。戳得越少，眼泪就越少。mRNA疫苗也可能意味着更容易开发针对过去被证明很困难的疾病的疫苗。其实一看莫德纳公司正在研发的疫苗显示该公司正在使用mRNA疫苗技术开发针对巨细胞病毒(最先进的，处于II期临床试验中)、寨卡病毒、呼吸道合胞病毒(RSV)、流感、艾滋病毒和其他病毒的疫苗。巨细胞病毒对大多数人来说是一种轻微的感染，但它可以在免疫功能低下的人身上重新激活，导致更严重的疾病。RSV是另一种常见的感染，如果他们早产或在其他医学上脆弱，在生命的最初几年对儿童来说可能是毁灭性的和致命的。我们已经看到以前的艾滋病毒疫苗开发尝试在临床试验的各个阶段都失败了，因为病毒的高突变率有助于它避开免疫系统。对于疫苗开发人员来说，这是一个移动的目标。

卡洛斯·德尔博士他是美国佐治亚州亚特兰大市埃默里大学艾滋病研究中心的医生和联合主任。当被问及针对HIV的mRNA疫苗的潜力时，他回答说:“我认为mRNA技术是伟大的。但艾滋病病毒的挑战不是传递免疫原的技术，而是知道必须包含哪些基因才能产生保护性免疫。”他补充说，“缺乏艾滋病毒疫苗并不是因为缺乏尝试或缺乏资源。”随着mRNA疫苗技术的适应性，也许Moderna或BioNTech会有更好的运气。mRNA疫苗技术的快速适应性可能意味着个体化医疗的重大进步。Moderna正在进行II期试验，利用mRNA技术开发个性化的癌症疫苗。BioNTech也在各种癌症的mRNA疫苗上投入了大量时间包括黑色素瘤，乳腺癌和卵巢癌。这一点很重要，因为一个人的癌症与另一个人的癌症在基因上往往不同。想象一下，通过训练它们的免疫系统只攻击癌细胞来治疗癌症，这可能是因为它们表面表达的一种独特的蛋白质。这将是一种微调的方法，我们观察到放疗和化疗的附带损害可能性更小。

存储和稳定性挑战

尽管mRNA疫苗可能很神奇，但它们确实有一个缺点。因为mRNA是一个不稳定的分子，它有显著的冷链存储要求．这可能会给将这些疫苗运送到发展中国家带来挑战，因为那里的冰柜可能不那么常见，但传染病的负担可能会很大。最初，辉瑞- biontech的疫苗需要保存在零下80度的超低温冰箱中 ° C.但是最近欧洲药品管理局(EMA)宣布辉瑞- biontech疫苗可在标准冰箱温度下保存一个月(~4个月) ° C).这扩大了mRNA疫苗可用性的潜在足迹。过去，全球卫生领域的疫苗工作已经适应了冷链储存，但在试图为偏远人群接种疫苗时，这无疑增加了一个挑战。

综上所述，mRNA疫苗平台具有很大的前景和潜力。假设随着数百万人接种疫苗，它们继续被证明非常有效和安全，mRNA疫苗可能会指引我们走向更安全、更健康的未来。

作者简介

Amber Schmidtke是一名科学传播者和医学教育家，曾在疾病控制和预防中心和默瑟大学医学院工作。你可以关注她的工作在这里．