用mRNA疫苗抵御傳染病

楊先碧

在人與病原體斗爭的歷史長河中，疫苗猶如一艘堅固的護衛(wèi)艦，時刻捍衛(wèi)著人類的健康，防止傳染病的侵襲。它承載著人類對健康的渴望，對生命的尊重，對未來的信念。它是我們抵御病毒的重要武器，猶如一道希望之光，照亮我們前行的道路。

在人類抵御傳染病這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭中，科學(xué)家研制出的各種疫苗猶如各式各樣的武器，為人類的健康保駕護航。其中，mRNA（信使核糖核酸）疫苗這把利劍，以其獨特的方式給世界帶來了新的選擇。它以全新的機制和卓越的效果，打破了傳統(tǒng)疫苗的局限，為人類戰(zhàn)勝疫情注入了強大的信心。在這場人類與病毒的競賽中，來自美國的兩位科學(xué)家卡塔琳·考里科和德魯·韋斯曼尤為引人注目。他們的研究成果如同夜空中的明燈，照亮了mRNA疫苗開發(fā)之路。因?qū)RNA堿基化學(xué)修飾的卓越研究，他們榮獲了2023年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。這一榮譽的背后，是他們的卓越智慧和無數(shù)日夜的辛勤付出。

制造疫苗的新方式

人類的歷史，是一部與病原體不斷交鋒的史詩。在所有病原體中，病毒是人類的大敵之一。當(dāng)兇悍的病毒侵入人體時，人體并非束手無策，而是啟動免疫系統(tǒng)，進行頑強的抵抗。然而，當(dāng)首次面對陌生而強大的病毒，免疫系統(tǒng)有時也會感到無力。若再次遭遇同樣的病毒，免疫系統(tǒng)便能憑借記憶，迅速組織防御，使人體恢復(fù)健康。

因此，為了輔助人體免疫系統(tǒng)抵御病毒入侵，科學(xué)家研發(fā)出了疫苗。這些疫苗（包括一些死病毒、半死不活的病毒、病毒蛋白質(zhì)外殼等）被注射進人體后，讓人體誤認為是真實的病毒入侵，從而激發(fā)免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體。這樣，當(dāng)真正的病毒來襲時，抗體就能迅速發(fā)揮作用，減輕人體感染的癥狀。

盡管人類早在18世紀末就開始使用疫苗，但科學(xué)家并未停止探索新的疫苗制造方式。mRNA疫苗，就是科技創(chuàng)新的產(chǎn)物。mRNA是一種單鏈分子，它的任務(wù)是將DNA的遺傳信息傳遞到細胞中的蛋白質(zhì)合成機器中。沒有mRNA，遺傳編碼無法運作，蛋白質(zhì)無法合成，人體機能將無法維持。

傳統(tǒng)的疫苗制造方式是培養(yǎng)病毒，然后進行滅活、減毒或破碎處理，而mRNA疫苗的制造，則無須培養(yǎng)病毒?？茖W(xué)家先制造出具有病毒遺傳信息的mRNA，然后將這些mRNA注射到人體內(nèi)。它們利用人體細胞中的物質(zhì)合成病毒蛋白質(zhì)，從而激發(fā)人體的免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體。就像其他疫苗一樣，mRNA疫苗幫助人體做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備，迎接病毒的挑戰(zhàn)。

簡單且脆弱的mRNA

讓mRNA用于對抗病毒，并非考里科和韋斯曼的首創(chuàng)。1961年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了mRNA，并明白了mRNA與蛋白質(zhì)之間的關(guān)系。1990年，一些科學(xué)家給小鼠注射mRNA后發(fā)現(xiàn)，這些mRNA可產(chǎn)生活性蛋白質(zhì)，發(fā)揮特定的生物學(xué)功能。這一發(fā)現(xiàn)猶如石破天驚，因為在生物體外制造生物所需的活性蛋白質(zhì)一直是難題，往往需要使用活細胞來培育，但這成本高昂，難以廣泛應(yīng)用。mRNA的結(jié)構(gòu)相對簡單，比起活性蛋白質(zhì)，在生物體外制造mRNA就變得簡單得多，無須依賴活細胞中的生化反應(yīng)，只需使用簡單的化學(xué)工藝就能完成。因此，科學(xué)家認為，mRNA有可能替代某些活性蛋白質(zhì)用于疾病治療。

然而，當(dāng)科學(xué)家將制造出來的mRNA注射到小鼠等實驗動物體內(nèi)后發(fā)現(xiàn)，那些動物出現(xiàn)了嚴重的炎癥反應(yīng)，嚴重者甚至死亡。免疫系統(tǒng)對外來的mRNA反應(yīng)強烈，迅速發(fā)起反擊。此外，這些mRNA的抗毒效果也十分有限——即使有少量的mRNA躲過了免疫系統(tǒng)的追殺而抵達目的地，它們制造出來的活性蛋白質(zhì)數(shù)量也很少，難以起到治療疾病或激發(fā)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體的效果。

許多科學(xué)家開始質(zhì)疑mRNA的可行性。盡管mRNA具有簡單性，但它的脆弱性也使得它在疾病治療上難以擔(dān)當(dāng)大任。于是，一度備受熱捧的mRNA研究逐漸冷卻下來。

對mRNA進行化學(xué)修飾

在mRNA研究漸趨冷寂的歲月里，女科學(xué)家考里科面臨著職業(yè)生涯的重大抉擇，她的研究已經(jīng)走到了一個十字路口。按照通常的思路，她應(yīng)該轉(zhuǎn)向另一個研究課題了。然而，考里科深信mRNA研究的方向是正確的，她的合作伙伴韋斯曼也堅定地支持她。

考里科在生物化學(xué)領(lǐng)域摸爬滾打多年，韋斯曼則專攻免疫學(xué)。他們通力合作，共同克服經(jīng)費不足、技術(shù)缺陷等諸多難題，頂住可能失敗的壓力，終于有了突破性的發(fā)現(xiàn)：實驗室制造的mRNA與動物體內(nèi)的mRNA在堿基結(jié)構(gòu)上存在微小差異，這些差異可能是免疫系統(tǒng)對外來mRNA產(chǎn)生強烈排斥的原因。

經(jīng)過無數(shù)次的嘗試，考里科和韋斯曼發(fā)現(xiàn)，用化學(xué)修飾的方法調(diào)整mRNA的構(gòu)造，可以降低免疫系統(tǒng)的排斥反應(yīng)。具體而言，他們利用一些酶的作用，改變了mRNA堿基上的一些化學(xué)基團，讓它更接近哺乳動物體內(nèi)的mRNA。實驗結(jié)果表明，這些經(jīng)過化學(xué)修飾的mRNA進入哺乳動物體內(nèi)后，免疫系統(tǒng)將其視為“自己人”，炎癥反應(yīng)大大減弱，比滅活病毒疫苗引發(fā)的炎癥反應(yīng)還要輕一些。

2005年，考里科和韋斯曼發(fā)表了關(guān)于mRNA堿基化學(xué)修飾的論文。這篇論文發(fā)表后，mRNA疫苗重新進入人們的視線，相關(guān)的技術(shù)被稱為mRNA技術(shù)。2010年，有多家公司嘗試開發(fā)針對寨卡病毒和中東呼吸綜合征冠狀病毒的mRNA疫苗。盡管如此，mRNA技術(shù)仍然被視為一個沒有前景的冷門技術(shù)。

在mRNA技術(shù)被冷落的歲月里，考里科和韋斯曼并沒有放棄研究。然而，他們的研究成果并未受到足夠的重視。直到2020年，新型冠狀病毒在全球肆虐，一些制藥公司注意到他們的研究成果，開始按照他們的思路進行疫苗研發(fā)，并在不到一年的時間里，成功開發(fā)出了mRNA新型冠狀病毒疫苗。研發(fā)人員利用新型冠狀病毒的基因序列，設(shè)計出獨特的mRNA分子，誘導(dǎo)人體產(chǎn)生針對病毒的免疫力。這些疫苗如同精準(zhǔn)的狙擊手，瞄準(zhǔn)新型冠狀病毒的弱點，將其一舉擊敗。

在實踐中，mRNA疫苗以其快速、安全、有效的特點，贏得了全球的認可。正是這一巨大的成功，讓mRNA疫苗及其相關(guān)技術(shù)獲得了人們真正的重視，也成為考里科和韋斯曼獲得諾貝爾獎的重要推動力。

mRNA技術(shù)的未來應(yīng)用

mRNA技術(shù)吸引了無數(shù)投資者的目光。正如加拿大生物學(xué)家皮耶特·庫里斯所言：“這場淘金熱般的狂熱追求中，如果我們可以利用mRNA生產(chǎn)出任何我們想要的蛋白質(zhì)，那么這意味著它具有廣闊且充滿誘惑力的應(yīng)用前景?！?/p>

mRNA疫苗開發(fā)的靈活性和速度令人印象深刻，這為將其應(yīng)用于其他傳染病的疫苗開發(fā)鋪平了道路。mRNA疫苗在未來將繼續(xù)發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢，為人類的健康保駕護航。它將成為我們抵御傳染病的重要武器，成為我們邁向更美好未來的堅實基石。

mRNA疫苗在癌癥治療方面的潛力也很大。癌癥疫苗可以讓人類的免疫系統(tǒng)精準(zhǔn)區(qū)分腫瘤細胞和正常細胞，并清除腫瘤細胞。這種區(qū)分需要標(biāo)記，而這種標(biāo)記通常是腫瘤細胞中出現(xiàn)的突變蛋白?？茖W(xué)家希望利用mRNA疫苗讓人類自動生產(chǎn)腫瘤細胞中出現(xiàn)的突變蛋白，從而激發(fā)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生針對某種類型癌細胞的抗體。如果接種mRNA疫苗的人體內(nèi)出現(xiàn)這類癌細胞，免疫系統(tǒng)能夠及時出手，將尚未大面積擴散的癌細胞消滅在萌芽狀態(tài)。目前，已經(jīng)有一些針對癌癥的mRNA疫苗正在進行臨床試驗。

除了疫苗開發(fā)外，mRNA技術(shù)在醫(yī)學(xué)上還有不少其他用途。首先，該技術(shù)可以用于開發(fā)治療性藥物，例如針對某些癌癥、遺傳性疾病和其他疾病的mRNA藥物。其次，該技術(shù)可以用于基因編輯領(lǐng)域，例如通過向細胞中導(dǎo)入特定的mRNA來改變細胞的基因表達，以治療某些遺傳性疾病。再次，該技術(shù)可以與細胞療法結(jié)合使用，例如將特定的mRNA導(dǎo)入到細胞中，以促進細胞的生長和分化，用于治療某些疾病。最后，該技術(shù)可以用于再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，例如通過向受損組織中導(dǎo)入特定的mRNA來促進組織的生長和修復(fù)。

在這個科技飛速發(fā)展的時代，我們不禁感嘆：原來生命的奧秘也可以如此美妙且充滿力量。這一切都離不開科學(xué)家對未知的探索和對人類福祉的追求。他們用智慧和勇氣為我們打開了一扇新的門窗，讓我們得以窺見生命更深層次的奧秘。mRNA如同一串神秘的密碼，給人們留下了未知與挑戰(zhàn)，卻也飽含著希望與可能。因為mRNA的潛力巨大，只要我們繼續(xù)探索、繼續(xù)研究，它就有望為人類的健康和幸福帶來更多的驚喜。