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诺贝尔生理学或医学奖青睐的mRNA领域,广东已有布局

2023-10-03 12:58 来源:南方+ 钟哲

  10月2日,瑞典卡罗琳医学院宣布,将2023年诺贝尔生理学或医学奖授予科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼,以表彰他们在信使核糖核酸(mRNA)研究上的突破性发现,这些发现助力疫苗开发达到前所未有的速度。

  为什么是这两位科学家在mRNA领域获奖?广东在这个领域有哪些研究成果?南方+记者采访了专家。

  将疫苗设计变为“编程问题”

  1953年,沃森和克里克发现了DNA双螺旋的结构,“生命之谜”被打开。1958年面世的“中心法则”详细阐明了遗传信息的传递方式——遗传信息以 DNA的形式储存;以DNA为模板,通过转录产生RNA;再以mRNA为模板,通过翻译产生蛋白质,影响生命活动。

  中国科学院广州生物医药与健康研究院(下称广州健康院)研究员巫林平介绍,mRNA是一种由4种核苷酸按照不同排列顺序形成的单链结构,四种核苷酸差别在于碱基不同,分别对应腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)。

  这和编程有点像——知道mRNA序列,就可确定蛋白质氨基酸序列信息;反过来说,知道蛋白质的氨基酸序列也可以设计相关的mRNA序列表达该蛋白分子。

  埃隆·马斯克就曾在接受访谈时表示“医学的未来是mRNA,基本上你可以使用mRNA治愈一切。它就像一个电脑程序,你可以对其进行编程以执行所需的任何操作”。

  说得形象一点,灭活疫苗就像在体外生产并灭活抗原蛋白,再运送到体内发挥作用;而mRNA疫苗则通过mRNA“编码”细胞本身,让人体像“工厂”一样自行生产特定的蛋白质,用以抵抗或者治疗疾病。

  但是,人体免疫系统具有识别“自我”和“非我”的能力,体外合成的天然非修饰的mRNA会被识别为“非我”而被破坏,无法到达细胞内发挥作用。因此,mRNA疫苗在几十年时间里被认为不可行。

  卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼在2005年前后发现,将mRNA中一种尿苷替换成类似的假尿苷,就能避免这种免疫反应的发生。这项基础研究成果,催生了一批mRNA疫苗头部企业,从无到有地启动了整个行业,并使新冠疫苗的快速开发成为可能。

  新冠疫情以来,mRNA疫苗在全球获得广泛应用。与其他疫苗技术路线相比,mRNA疫苗的设计和生产流程都更简洁,能在疫情暴发时快速生产出疫苗。

  华大集团首席执行官、华大基因副董事长尹烨认为,卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼借由mRNA修饰,对尿苷上的化学键进行重排,令人工合成的mRNA得以安全地注射到人类细胞内,极大地革新了疫苗的研发,获得诺贝尔奖“可谓众望所归”。

  诺贝尔奖评奖委员会在当天发布的新闻公报中说,两位获奖者的研究成果“从根本上改变了对mRNA如何与免疫系统相互作用的理解”,对于在新冠疫情期间开发有效的mRNA疫苗至关重要。在现代人类健康面临威胁时,获奖者的研究为疫苗前所未有的开发速度作出了重要贡献。

  广东科研机构已有相关布局

  但实际上,整个mRNA疫苗行业如今已获批上市的,也仅有新冠疫苗一种产品。

  巫林平表示,在新冠病毒感染疫情以前,这个领域离转化比较近的是mRNA肿瘤疫苗的研发。可以大致分为两类,一类是预防性的疫苗,比如新冠疫苗,还有处于研发中的HPV mRNA疫苗等;另一类是治疗性的疫苗,其中又可以分为通用型肿瘤疫苗和个性化肿瘤疫苗两种。

  通用型的疫苗对目标肿瘤的大部分病人都会有效果;而个性化的疫苗,则更能体现mRNA疫苗的特异性与精准治疗。

  以目前处于临床Ⅲ期试验阶段,针对黑色素瘤的疫苗为例,通过对病人的肿瘤进行取样、测序,并通过深度的生物信息分析挑选出对该名病人最有效的10至20种抗原,最快能在14天内就生产出相应的个性化疫苗。

  巫林平表示,个性化肿瘤疫苗单独使用,或与其他药物联用,逐渐被认为是颇具潜力的肿瘤免疫疗法之一。这类疫苗最快有可能明年在欧美被批准上市。 

  在以mRNA疫苗为代表的生命医药创新领域,广东早有布局。

  《广东省发展生物医药与健康战略性支柱产业集群行动计划(2021-2025年)》提出,广东要完善广州、深圳双核多节点产业空间布局,打造生物医药与健康产业集聚区。

  2020年出台的《关于促进生物医药创新发展的若干政策措施》,在创新要素跨境流动、临床试验激励、上市应用等方面改革创新、先行先试,也提出强化科技伦理和生物安全管理,弘扬科学家精神,引导树立正确的科研价值导向。

  当前,广东已有本土研究机构、企业在mRNA疫苗、药物方面都有所布局,获得具有自主知识产权的专利。珠海丽凡达生物是国内第三家获得新冠mRNA疫苗临床批件的企业。在政府新冠应急攻关项目的支持下,由广州锐博生物、阿格纳生物制药与广州健康院和广州国家实验室开展科研合作,共同开展了新冠病毒原始株和变异株的mRNA疫苗研发和生产,完成临床Ⅰ期试验。近期,复星医药前全球研发总裁回爱民在广州创立惠正奇公司,主攻mRNA新药与疫苗研发。

  今年5月,深圳湾实验室、清华大学等机构的团队公布了一种脂质纳米颗粒递送的基于mRNA的T细胞诱导抗原疫苗,既能诱导高滴度的交叉中和抗体,又能高效诱导活化细胞免疫应答,协同发挥功能。

  巫林平表示,广州健康院对mRNA技术的重要环节都有布局。“比如RNA序列优化与修饰、精准递送技术、RNA合成及递送关键原材料的国产化替代等。目前在mRNA的体外转录合成原材料国产化替代、器官靶向纳米递送、mRNA序列设计优化提高稳定性和翻译效率等方面取得了一些研究成果。”他本人的主要研究领域是mRNA的递送技术,期待在mRNA的靶向免疫细胞、干细胞和肿瘤组织的精准递送方面有所突破,为基于RNA的疫苗、药物和基因编辑策略研发提供支撑。

  巫林平认为,此次诺贝尔奖的颁发有助于提升行业的信心,重新唤起资本市场的热情,有助科技创新与成果转化。

  背景资料

  过去5年诺贝尔生理学或医学奖获奖者包括:

  2018年,詹姆斯·艾利森(美国)和本庶佑(日本)凭借在发现负性免疫调节治疗癌症的疗法方面的贡献而获奖。

  2019年,威廉·凯林(美国)、彼得·拉特克利夫(英国)、格雷格·塞门扎(美国)凭借在发现细胞如何感知和适应氧气供应方面的贡献而获奖。

  2020年,哈维·阿尔特(美国)、迈克尔·霍顿(英国)和查尔斯·M·赖斯(美国)凭借在发现丙肝病毒方面的贡献而获奖。

  2021年,2名来自美国的科学家戴维·朱利叶斯和阿登·帕塔普蒂安凭借在发现温度和触觉感受器方面的贡献而获奖。

  2022年,瑞典科学家斯万特·佩博凭借在已灭绝古人类基因组和人类进化研究方面的贡献而获奖。

  南方+记者 钟哲

编辑:杨格   责任编辑:廖智晟

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