新冠肺炎大流行的过程在2020年末发生了变化,一种基于信使RNA(MRNA)的疫苗,这是一种前所未有的技术,在预防病毒方面取得了显著的成功。MRNA不仅可以帮助世界渡过当前的危机,而且还带来了希望全新一代疫苗这可以保护人们免受从艾滋病毒/艾滋病到疟疾等各种疾病的侵害。
“我们相信信使RNA是传染病未来的技术,”生物学家兼德国蒂宾根生物制药公司CureVac首席技术官马里奥拉·福廷-姆莱泽克(Mariola Fotin-Mleczek)说。在政府和私人基金会的资助下,大型制药公司和小型生物技术公司都在投资这项技术。比尔·盖茨的比尔和梅林达·盖茨基金会负责疫苗开发,他告诉今日美国在一月份,可能性是巨大的。他说:“对于每一种我们没有疫苗的疾病,我们都会尝试mRNA。”
传统疫苗是通过在适当的细胞或细菌培养中培养病原体制成的,例如,大多数流感疫苗都使用受精卵,然后用各种方法灭活它,使其保留抗原,但不会引起疾病。这个过程可能需要几个星期。
相比之下,mRNA疫苗是通过简单地将一段RNA代码插入细胞中的一个小DNA分子中,然后在一个反应堆的容器中快速生长。与常规疫苗的定制、迭代生长装置不同,同样的过程可以用于任何mrna序列。由此产生的mRNA被导入人体,让细胞产生自己的抗原,然后免疫系统从中学习。例如,新冠肺炎疫苗指示人体复制冠状病毒的尖峰蛋白。
美国马萨诸塞州剑桥现代公司批准的两种新冠肺炎mRNA疫苗,以及辉瑞公司与德国梅因茨的BioNTech公司的合作,在临床试验中取得了90%以上的效果。之后有数百名研究人员参与其中在多个研究机构和公司,现有的mrna技术意味着疫苗可以以前所未有的速度生产和测试。
快捷廉价
速度和多功能性使mRNA令研究人员兴奋。加州拉霍拉斯克里普斯研究所(Scripps Research)的免疫学家丹尼斯·伯顿(DennisBurton)说:“你只需要准备接种的蛋白质序列,你就能迅速做到这一点。”
DennisBurton是斯克里普斯公司的研究人员之一,他们正与摩德纳合作,研究一种预防艾滋病病毒感染的方法。艾滋病是一种导致艾滋病的病毒,在过去的40年里,这种病毒一直未能通过疫苗接种。他们希望制造出广泛的中和抗体,通过攻击病毒中变化不大的部分来保护它们免受各种快速变异病毒的攻击。他们首先诱使免疫系统产生一种罕见的抗体,这种抗体通常在感染数年后才出现,然后重复并微调这种抗体的产生,直到出现强烈的、有针对性的反应。DennisBurton说:“我们认为你需要一系列的疫苗来诱使免疫系统制造出正确的抗体来保护你免受艾滋病病毒的侵害。”早期临床试验已经开始。
贝勒医学院(BaylorCollege Of Medicine)国家热带医学学院院长、休斯顿得克萨斯州儿童医院疫苗开发中心联席主任彼得·霍特兹(PeterHotez)说,创建和测试mrna疫苗候选者很快就会给疫苗研究人员带来更多“目标”。他的小组正在研究一种由寄生虫引起的查加斯病的mRNA疫苗,该疫苗主要在拉丁美洲发现。他们选择了最有前途的几种潜在抗原,用重组DNA作为蛋白靶标。但是,比如说,将四种重组蛋白组合成一种疫苗是很昂贵的。Hotez说,简单地将所有四种有前途的抗原的序列放在一条mRNA链上,生产一种能抵御多种病原体株的单一疫苗,可能更容易,也更便宜。
一些研究人员正在探索一种可以覆盖多个菌株的流感疫苗,这可以消除疫苗制造商必须提前几个月估计哪些菌株将在特定流感季节内流通的问题。
比尔和梅林达·盖茨基金会正在为斯克里普斯和现代协会之间的合作提供资金,并且是几个mRNA方案的支持者。该公司与CureVac合作,2015年在该公司投资了5,200万美元。它还在支持BioNTech对疟疾疫苗的研究,希望临床试验能在2022年年底开始。盖茨和BioNTech宣布了在2022年测试结核病疫苗的计划,并正在合作研制一种抗艾滋病疫苗。
与此同时,CureVac与英国Brentford的葛兰素史克公司(GlaxoSmithKline)合作,研发了多达5种新的mRNA疫苗,包括治疗轮状病毒和疟疾的疫苗。两家公司还在研发第二代新冠肺炎疫苗,该疫苗可以覆盖几种新型的新冠肺炎病毒。
今年3月,美国国防高级研究计划局(DARPA)宣布向Niskayuna的通用电气研究公司(GE Research)、马萨诸塞州剑桥的布罗德研究所(Bland Institute)和西雅图的华盛顿大学(University Of Washington)提供一笔4,100万美元的赠款,用于开发一个制造平台,使企业能够迅速生产新的mRNA疫苗。
疫苗作为商品
电子工程师Kaigham Gabriel表示,将mRNA疫苗生产从定制技术转变为标准的工业流程,可能会启动整个mRNA行业。惠康Leap是一家由英国研究基金总部位于伦敦的慈善机构资助,旨在支持雄心勃勃的研究项目。Leap发起了一项为期三年、耗资6000万美元的计划,以帮助研究人员开发mRNA的标准化制造.他说:“这是一种将RNA作为平台技术的翻倍。”
Kaigham Gabriel说,今天,寻求开发mRNA疫苗的研究人员要么需要与一家大型制药公司合作,要么需要投入数百万美元。加布里埃尔设想了一个生态系统,研究人员可以在这个生态系统中开发和设计自己的疫苗,然后将它们送到工业合作伙伴那里进行生产,就像一些公司设计专有的计算机芯片,然后由大型制造公司制造。
研究人员警告说,mRNA并不能奇迹般地改变疫苗的发展。传染病有多种不同的机制,免疫系统也是出了名的混乱。MRNA技术只是科学家们可以尝试的另一种方法。贝勒的Hotez警告说,如果COVID的抗原产生较弱的免疫反应,这项技术可能不会在COVID以外的疾病中起作用。尽管如此,mrna还是为疫苗学家的武器库增添了一种武器。“当涉及到新的疫苗靶标或病原体或疾病过程时,我们需要保持多种技术的作用,”Hotez说。