2023年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)被授予匈牙利科學(xué)家卡塔琳·考里科和美國(guó)科學(xué)家德魯·韋斯曼,以表彰他們?cè)诤塑諌A基修飾方面的發(fā)現(xiàn),這些發(fā)現(xiàn)使針對(duì)新冠感染的有效信使核糖核酸(mRNA)疫苗的開(kāi)發(fā)成為可能。
在對(duì)抗病毒的戰(zhàn)斗中,mRNA疫苗發(fā)揮著重要作用,一些科學(xué)家將其視為能夠打開(kāi)醫(yī)學(xué)新世紀(jì)大門的藥物。mRNA疫苗和蛋白質(zhì)類疫苗有什么不同?為什么科學(xué)家對(duì)它寄予厚望?免疫學(xué)家為我們一一回答了上述問(wèn)題。
疫苗接種實(shí)際上有很長(zhǎng)的歷史,它始于“天花”這種疾病。最初,研究者以受控方式遞送極小劑量天花病毒,希望能以用非常有限的方式讓人體感染天花,從而產(chǎn)生免疫力。隨后,研究者發(fā)現(xiàn)天花病毒的“表親”——牛痘病毒,它可使人體出現(xiàn)更“溫和”的臨床綜合征,也會(huì)產(chǎn)生免疫力。這是疫苗學(xué)上我們真正理解的原始疫苗。
1796年,一位名叫愛(ài)德華·詹納的英國(guó)醫(yī)生為一個(gè)8歲的男孩接種了天花疫苗,這就是我們所知道的疫苗接種的開(kāi)始,但這種疫苗并不是現(xiàn)代兒童在預(yù)防接種機(jī)構(gòu)接種的疫苗。
在過(guò)去的兩百多年(從1796年開(kāi)始)里,科學(xué)家一直在努力讓疫苗變得更安全,方法是讓它們與活的、危險(xiǎn)的病原體越來(lái)越不相似。在這個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程中,mRNA疫苗是一項(xiàng)新技術(shù)。mRNA疫苗與傳統(tǒng)疫苗的不同之處在于它只是人體制造蛋白質(zhì)的“線路圖”或“說(shuō)明書(shū)”,人體接種后不會(huì)感染病原體。人體幾乎每個(gè)細(xì)胞都有DNA,DNA會(huì)被轉(zhuǎn)錄成RNA(我們稱之為mRNA,“m”代表“信使”),這些mRNA被進(jìn)一步翻譯成蛋白質(zhì)。想象一下,我們身體里有大量的mRNA,它們指示身體里的細(xì)胞去制造蛋白質(zhì),這些蛋白質(zhì)又反過(guò)來(lái)讓我們的細(xì)胞發(fā)揮作用,從而讓我們保持活力。mRNA疫苗正是通過(guò)我們身體內(nèi)已經(jīng)存在的這種生物系統(tǒng)來(lái)發(fā)揮作用。
如果以上的回答理解起來(lái)令人困惑,那么你不妨試著這樣想象:假設(shè)你在一個(gè)偏遠(yuǎn)小鎮(zhèn),正試圖阻止一大幫危險(xiǎn)的不法分子,那么你童年時(shí)代接種的傳統(tǒng)疫苗基本上只是提供給你一張大的通緝海報(bào),上面有整個(gè)團(tuán)伙的照片,但并沒(méi)有指明團(tuán)伙成員某個(gè)具體的共同特征。mRNA疫苗則會(huì)提供這個(gè)特征——“他們都戴著一頂黑帽子”,根據(jù)這個(gè)特征更容易捕捉不法分子。事實(shí)上,mRNA疫苗利用的正是特殊病原體最顯著的特征。
你的身體面臨的巨大挑戰(zhàn)是識(shí)別病原體和身體本身。這其實(shí)就是免疫力的核心問(wèn)題。所以免疫學(xué)家正在做的是試圖找出真正獨(dú)特的“病原體”的病原體片段(它們與你沒(méi)有任何相似之處),然后將它們提供給你,你的身體只需識(shí)別病原體中那些非常明顯、與你沒(méi)有任何相似之處的病原體片段,從而對(duì)它們產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫反應(yīng)。
mRNA技術(shù)已經(jīng)用于研發(fā)不同的傳染病疫苗和癌癥疫苗。這些疫苗已經(jīng)在幾個(gè)不同的環(huán)境中進(jìn)行了早期試驗(yàn),但它們都沒(méi)有通過(guò)第三階段試驗(yàn),因此沒(méi)有在人群中大規(guī)模使用。
兒童要防疫接種卡介苗
我國(guó)新生兒出生時(shí)或者出生后數(shù)天會(huì)接種一劑卡介苗,這是一種結(jié)核病疫苗。但結(jié)核病有一個(gè)最佳免疫點(diǎn):免疫力太低不好,免疫力太強(qiáng)也不好,免疫力失調(diào)同樣不好。因此,哪種技術(shù)有能力正好找到這個(gè)最佳免疫點(diǎn),便有可能應(yīng)用于結(jié)核病疫苗。mRNA技術(shù)正在向這方面努力。
個(gè)體化癌癥疫苗的開(kāi)發(fā)是基于人體對(duì)癌癥抗原的免疫反應(yīng)。癌癥患者的腫瘤細(xì)胞因?yàn)榘l(fā)生基因突變,在細(xì)胞中表達(dá)了在健康組織中不存在的新抗原。然而大多數(shù)情況下,腫瘤中表達(dá)的新抗原水平較低,不足以激發(fā)強(qiáng)有力的免疫反應(yīng)。因此,mRNA疫苗通常被設(shè)計(jì)為翻譯與腫瘤相關(guān)的抗原,患者接種后,指導(dǎo)人體的細(xì)胞生成新抗原,從而激發(fā)免疫系統(tǒng)的應(yīng)答,特異性地識(shí)別并消除腫瘤細(xì)胞。
臨床試驗(yàn)。在疫苗大規(guī)模使用前,會(huì)有第一階段、第二階段和第三階段的臨床試驗(yàn)。第一階段是對(duì)安全性進(jìn)行總體評(píng)估;第二階段是評(píng)估免疫原性,評(píng)估免疫原性即意味著確定疫苗是否產(chǎn)生免疫反應(yīng);第三階段是了解它是否有效、是否存在我們應(yīng)該注意的在第一階段試驗(yàn)中遺漏的安全信號(hào)。
沒(méi)有證據(jù)表明mRNA疫苗或其他疫苗會(huì)導(dǎo)致自身免疫性疾病,而且mRNA疫苗實(shí)際上對(duì)免疫功能低下的人更安全。很多疫苗含有殘留的病原體片段,不太容易提供給免疫功能低下的人,但是因?yàn)閙RNA疫苗不是“活”的,它只提供“線路圖”或“說(shuō)明書(shū)”,所以它對(duì)于免疫功能低下的人來(lái)講是安全的。
這是不可能的。在細(xì)胞中,DNA會(huì)被轉(zhuǎn)化為RNA,進(jìn)一步被翻譯成蛋白質(zhì),但這只是一個(gè)單向過(guò)程——畢竟,你的細(xì)胞制造了那么多mRNA,mRNA又制造了更多的蛋白質(zhì),并且在每個(gè)過(guò)程中都容易出錯(cuò),你的身體也不希望這些累積的錯(cuò)誤轉(zhuǎn)化回你的DNA。
并不會(huì)。人們接種疫苗后最常見(jiàn)的副作用是短期流感樣癥狀——手臂疼痛、發(fā)熱一天、頭痛一兩天。這實(shí)際上是你身體產(chǎn)生免疫反應(yīng)的證據(jù)。結(jié)束免疫反應(yīng)后,這些癥狀就會(huì)消失。
mRNA技術(shù)為疫苗的開(kāi)發(fā)注入了創(chuàng)造力,它讓我們看到了通過(guò)接種疫苗來(lái)應(yīng)對(duì)傳染性和非傳染性疾病的希望,它打開(kāi)了醫(yī)學(xué)世界的新大門。