用于養(yǎng)豬業(yè)的mRNA疫苗

摘" 要：世界瞬息萬變，新技術令人興奮，可能造就更好的事物，也可能會帶來一些弊端，而且這些弊端可能只在后期才會顯現(xiàn)出來。在新型冠狀病毒肺炎期間，mRNA疫苗受到了歡迎，但人們也對其發(fā)展速度提出了許多疑問。這對養(yǎng)豬業(yè)意味著什么？是時候深入研究mRNA疫苗背后的技術了。

關鍵詞：mRNA疫苗；養(yǎng)豬業(yè)；mRNA技術

在討論mRNA疫苗之前，應先上一堂生物課，否則感興趣的讀者可能還沒開始閱讀就已經(jīng)迷失了方向。因為，本文將深入探討生物的核心問題。

生物是由脫氧核糖核酸（desoxyribonucleic acid，DNA）構成的。DNA是生物檔案，是所有遺傳特征的載體。DNA由堿基對組成，以雙螺旋結構著稱，通常深藏在宿主細胞中而受到很好的保護。與DNA齊名的核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）是在需要發(fā)揮功能時形成的。RNA對基因的編碼、轉移、輸送和表達，以及最終翻譯成蛋白質來執(zhí)行某些功能均至關重要。RNA有多種形式，其中一種是信使核糖核酸（messenger-RNA，mRNA）。mRNA以DNA為模板轉錄而成，指導蛋白質合成。

mRNA構成了新一代疫苗的基礎。美國艾奧瓦州立大學疫苗、診斷和免疫治療首席技術官Michael Roof博士對mRNA疫苗的原理作了詳細解釋。

Pig Progress：mRNA疫苗到底是什么？它們在微生物水平上是如何發(fā)揮作用的？

Michael Roof博士：在正常的宿主細胞內，細胞以DNA為模板合成RNA，而RNA是細胞用來合成蛋白質的模板或“配方”。mRNA疫苗可直接為細胞提供所需疫苗靶標的mRNA，然后進入正常的蛋白質合成過程，由細胞產生所需疫苗的抗原。重要的是，mRNA的半衰期很短，因此，它會在幾分鐘或幾小時內被細胞自然降解。人體接種的新型冠狀病毒肺炎疫苗主要有兩種類型。第一種是病毒載體疫苗，用病毒（如腺病毒）載體將所需的新型冠狀病毒序列攜帶并轉移到細胞中，然后由細胞合成蛋白質靶標，如強生公司和阿斯利康公司生產的疫苗。第二種是mRNA疫苗，將合成的RNA直接注射到細胞中，用于合成與免疫相關的蛋白質，如輝瑞和BioNTech公司以及莫德納公司生產的疫苗。目前，許多研究人員和公司正在研發(fā)一種自擴增mRNA疫苗。在這種情況下，RNA模板既可編碼相關基因的抗原，又可像病毒一樣，能夠利用宿主細胞進行自我復制，以增加細胞中mRNA數(shù)量。

Pig Progress：這項技術是如何開發(fā)的？

Michael Roof博士：利用DNA或RNA進行免疫接種的技術早在二十多年前就已為人們所知和描述。由于mRNA的半衰期短，穩(wěn)定性差，這項技術直到最近才具有商業(yè)可行性。RNA的半衰期從幾分鐘到幾小時不等，因此會在細胞內自然降解。mRNA疫苗在商業(yè)上取得成功，主要得益于兩大進展。首先是修飾核苷酸的發(fā)現(xiàn)和使用，這種核苷酸更穩(wěn)定，可提高mRNA的穩(wěn)定性。其次是脂質體和納米顆粒技術，該技術提高了mRNA的穩(wěn)定性，從而推動了疫苗遞送的進展。用mRNA技術生產疫苗有自身的優(yōu)缺點（表1）。

Pig Progress：mRNA疫苗的應用在養(yǎng)豬業(yè)處于什么階段？目前可以應對哪些疾??？允許在哪些國家和地區(qū)使用？有哪些預期？

Michael Roof博士：在美國動物保健領域，目前還沒有莫德納、輝瑞等公司生產的mRNA疫苗出售。默克動物保健公司有一種名為Sequivity的疫苗在市場上銷售。該疫苗利用有缺陷的委內瑞拉馬腦炎病毒將RNA轉移到細胞中并產生靶向免疫反應。美國農業(yè)部獸醫(yī)生物制品中心在監(jiān)管評估中將該疫苗描述為RNA顆粒疫苗。許多公司都在研究mRNA疫苗及其在動物保健中的應用。流感是一種常見的疾病研究對象，因為血凝素（haemagglutinin，HA）是一種已知的保護性免疫原，在許多物種中都有應用。最有希望的疾病靶標是基因組小的病毒。對于細菌（基因組大，具有多種毒力因子）和較大的病毒（如非洲豬瘟病毒），雖然可行但更具挑戰(zhàn)性。

Pig Progress：歐盟立法是否對歐洲引入mRNA疫苗設置了障礙？

Michael Roof博士：雖然歐盟的監(jiān)管程序不同于美國農業(yè)部獸醫(yī)生物制品中心，但沒有具體的法規(guī)禁止使用RNA疫苗。任何新疫苗或疫苗技術都需要遵守歐洲藥品管理局制定的監(jiān)管準則，以確保使用的安全性和有效性。

Pig Progress：養(yǎng)豬業(yè)從人用新型冠狀病毒肺炎疫苗中汲取了哪些經(jīng)驗教訓？

Michael Roof博士：首先，我認為在某些方面，動物保健行業(yè)領先于人類保健行業(yè)，因為我們有適合的產品和流程來處理冷凍疫苗產品和產品分銷。其次，獸醫(yī)和行業(yè)對群體免疫以及在人群中實現(xiàn)廣泛免疫的重要性有很好的理解。我認為動物保健領域可以從新型冠狀病毒肺炎疫情中學習與疫苗使用相關的政治和情感觀念。從歷史上看，疫苗對人類健康的重要性已為社會所接受并從中受益，天花、脊髓灰質炎等疾病已被消滅。但如今，由于種種原因，人們對疫苗的使用卻越來越猶豫。在動物保健領域，現(xiàn)在看到國家立法者正在討論，并有可能規(guī)范動物疫苗使用的法律和立法政策。因此，動物保健行業(yè)需要參與進來，以確保他們擁有可用的工具來確保食品安全、動物福利和疾病控制。此外，值得注意的是，美國農業(yè)部和獸醫(yī)生物制品中心已經(jīng)對疫苗進行了嚴格監(jiān)管，這些機構擁有評估動物安全、動物療效、環(huán)境影響和人類影響的專家和能力。額外的監(jiān)管不僅無益，還會造成合規(guī)方面的復雜性和混亂，并可能影響進出口。

Pig Progress：在新型冠狀病毒肺炎暴發(fā)期間，對mRNA疫苗的負面評論很多。您認為有必要打破關于mRNA疫苗的一些荒誕說法嗎？關于mRNA疫苗，您認為有哪些領域需要開展更多研究？

Michael Roof博士：我認為，在疫苗認知方面有兩大挑戰(zhàn)需要解決。第一個是關于mRNA與宿主整合，并造成某種“科學怪人”情況的問題。RNA和mRNA極不穩(wěn)定，半衰期只有幾秒、幾分鐘或幾小時，因此肯定不會整合到宿主基因組上或長期存在。人體內有多種核酸酶和核糖核酸酶，可以降解和破壞核苷酸，以確保其不會過度表達。第二個是接種疫苗后會發(fā)生什么問題。在人類和動物保健中，個體對疫苗的反應存在很大的差異。有些人幾乎會得到完全保護，而有些人只會獲得部分保護，但與不接種疫苗的人相比，他們的病情要輕。這是正?，F(xiàn)象，說明免疫是一個受宿主、環(huán)境和特定疾病影響的復雜問題。一般來說，疫苗可以減輕臨床疾病的嚴重程度，通常還能降低病原體的水平。很少有疫苗能提供消除性免疫（sterilising immunity）。這并不能證明或表明接種疫苗沒有益處。如果大多數(shù)畜群或人群接種了疫苗，其長期好處通常是疾病流行期縮短、嚴重程度降低、治療減少以及疾病變化減少或減緩。反之亦然，在部分接種了疫苗的人群中，疾病的發(fā)生率更高，疾病的變化也更快。例如，隨著人類越來越頻繁地減少兒童疫苗接種，我們看到百日咳、麻疹和水痘等疾病再次出現(xiàn)。疫苗并不神奇，但它們確實能給個人和群體帶來益處。

Pig Progress：一些消費者擔憂，使用mRNA疫苗可能會對肉品質造成影響。您想對這些消費者說些什么？

Michael Roof博士：mRNA疫苗不會整合到宿主基因組中。mRNA的半衰期很短，降解速度很快。因此，mRNA疫苗不會造成安全問題或食品消費問題。