Covid-19 mRNA 疫苗荣获 2023 年诺贝尔医学奖 | 广达杂志

诺贝尔委员会将 2023 年诺贝尔生理学或医学奖授予 卡塔琳·卡里科（KatalinKarikó） 和 德鲁·韦斯曼 表彰他们在 mRNA 疫苗技术开发方面的开创性工作，使针对 Covid-19 大流行的及时疫苗反应成为可能。 针对 SARS-CoV-2 病毒的疫苗被认为有助于遏制大流行的传播，并节省了 14.4 万人和 19.8 万人的生命 在使用的第一年； mRNA 疫苗在这一成就中发挥了重要作用。

几十年来，世界各地的科学家一直致力于将 mRNA（信使 RNA）应用于医学。 细胞自然地使用基于遗传 DNA 的 mRNA 作为制造蛋白质的指令。 研究人员的目标是开发工具来在实验室中创建新的 mRNA 序列（例如编码病毒蛋白的序列），然后将这些 mRNA 分子引入细胞中。 然后，细胞会将这些 mRNA 序列翻译成病毒蛋白，从而向免疫系统发出警报，使其启动针对病毒的防御。 实际上，mRNA 疫苗将细胞变成病毒蛋白工厂，作为抵御病毒攻击者的策略。

然而，第一次使用 mRNA 产生免疫反应的尝试失败了，因为细胞太容易将引入的 mRNA 分子识别为入侵者并摧毁它们。

2005 年，Karikó 和 Weissman 在宾夕法尼亚大学合作时 发现 一种稍微调整 mRNA 分子的核苷酸序列的方法，以便它们能够绕过细胞免疫监视，避免引发大规模的炎症反应。 他们继续展示在 2008 和 2010 修饰的 mRNA 分子可以产生高水平的蛋白质。 这些突破使得 mRNA 技术可用于制造安全有效的疫苗。

15年内，这些方法在全球舞台上得到了验证。 到 2021 年初，即 Covid-19 大流行在全球首次爆发仅一年后，多家制药公司已使用 Karikó 和 Weissman 的 mRNA 工具推出针对该病毒的疫苗。 这次大流行证明了疫苗的概念，它们的成功帮助世界摆脱了大流行最致命的阶段。

诺贝尔委员会成员 Rickard Sandberg 在今天上午的声明中表示，Karikó 和 Weissman 的发现“从根本上改变了我们对 mRNA 如何与免疫系统相互作用的理解，并在最近的 Covid-19 大流行期间对我们的社会产生了重大影响”。 传统疫苗和 mRNA 疫苗“拯救了数百万人的生命，预防了严重的 Covid-19，减轻了总体疾病负担，并使社会能够再次开放。”

什么是mRNA？

信使 RNA 是细胞用作制造蛋白质的指令的单链遗传密码。 这些 mRNA 分子是细胞固有的，是日常细胞功能的关键部分：它们是将转录的 DNA 序列从受保护的细胞核中携带到细胞质中的信使，在细胞质中它们可以被称为核糖体的细胞器翻译成蛋白质。 核糖体读取链，将遗传字母分组翻译成氨基酸序列。 然后产生的一长串氨基酸折叠成适当的蛋白质。

mRNA Covid-19 疫苗如何发挥作用？

科学家们已经学会编写 mRNA 代码来形成新型蛋白质，其中包括可以帮助细胞识别从未见过的病毒的蛋白质。 诺贝尔奖获得者开发的 mRNA 技术借用了细胞的蛋白质制造机制，诱导细胞产生病毒蛋白，使免疫系统在以后遇到特定病毒时能够识别该病毒。

当 mRNA 元件走私到脂质纳米颗粒胶囊内的细胞中时，它会提供制造 SARS-CoV-2“刺突”蛋白的配方，这种蛋白存在于病毒的外表面。 然后，细胞使用这些指令来产生刺突蛋白，就好像它们已经被真正的病毒感染一样。 这就像一轮免疫练习：mRNA 使免疫系统识别真正的 SARS-CoV-2 刺突蛋白，这样，如果一个人后来接触到该病毒，免疫系统将很快“记住”如何启动病毒。反应来对抗它。

导致疫苗成功的突破是什么？

2000 年代初期，mRNA 技术的一个主要障碍是它会引发细胞内的严重炎症反应。 细胞将引入的 mRNA 识别为异物，并试图将其清除，从而使细胞防御系统超速运转。 在意识到细胞经常修改它们自己的天然 mRNA 后，Karikó 和 Weissman 决定看看如果他们也稍微调整他们引入的 mRNA 的遗传密码会发生什么。

在 2005 年发表的一项突破性发现中，他们报告说炎症反应几乎消失了。 在接下来的几年里，他们证明这种调整还可以大大增加细胞根据 mRNA 序列产生的蛋白质数量。

在大流行之前，mRNA 疫苗是否用于对抗疾病？

许多公司和研究人员在大流行之前测试了 mRNA 疫苗对抗寨卡病毒和中东呼吸综合征冠状病毒（类似于 SARS-CoV-2）等病毒的前景。 但截至 2020 年 Covid-19 大流行爆发时，尚未批准任何疫苗可供公众使用。 mRNA 疫苗在大流行期间的成功部署证明了该技术的概念，并成为鼓励其用于预防或治疗其他疾病的跳板。

与传统疫苗相比，mRNA 疫苗有哪些优势？

mRNA 疫苗的前景是它们可以轻松快速地开发。 科学家通常需要更多的时间（以数年的时间尺度）来创建和测试传统疫苗，这些疫苗通常是真实病毒的弱化或变性版本。 即使在开发出传统疫苗之后，科学家们也必须清除第二个障碍——学习如何在实验室中培养大量病毒或蛋白质——然后才能大规模生产使数百万人或数十亿人免疫所需的疫苗。

2020 年，研究人员一公布 SARS-CoV-2 刺突蛋白的结构和遗传密码，研究人员就开始了工作。 几个月内，制药巨头辉瑞（Pfizer）和 Moderna 就利用 mRNA 技术开发了针对该病毒的疫苗。 他们能够快速批量生产 mRNA 疫苗，领导临床试验以证明疫苗安全有效，然后在 2021 年春季向公众注射第一针疫苗。这是可能的，因为 mRNA 工具可用于生成广泛的疫苗多种蛋白质，无需培养大规模培养病毒的新方法。

mRNA疫苗现在将如何使用？

正如桑德伯格在诺贝尔奖颁奖典礼上的讲话中指出的那样，“针对 Covid-19 的成功 mRNA 疫苗对基于 mRNA 的技术的兴趣产生了巨大影响。” mRNA 技术现在被用于开发治疗性蛋白质递送系统和癌症治疗，以及针对其他传染病的疫苗。