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Katalin Karikó和(hé)Drew Weissman（圖片來(lái)源：諾獎官網）
自(zì)18世紀人類發現(xiàn)接種牛痘可以預防天花(huā)以來(lái)，疫苗已成爲人類抵禦病原體感染、預防疾病發生的重要手段。這(zhè)種以“免疫接種”方式爲代表的預防性疫苗的本質是“以毒攻毒”，即通過人爲引入病毒抗原，利用(yòng)人體自(zì)身免疫系統，對(duì)靶抗原進行表位識别、免疫放(fàng)大(dà)及記憶，進而産生持久且特異的體液及細胞免疫。
大(dà)部分疫苗的作(zuò)用(yòng)機制（圖片來(lái)源：諾獎官網）
近年來(lái)随着分子生物學的進步，我國的疫苗領域蓬勃發展，出現(xiàn)了(le)一系列基于不同技術路線研發的疫苗，其類型包括滅活病毒疫苗、減毒活疫苗、蛋白(bái)亞單位疫苗、病毒樣顆粒疫苗、重組病毒載體疫苗、核酸疫苗等。
疫苗技術路線如此豐富，爲何mRNA疫苗的研究能(néng)獲得諾獎青睐呢(ne)？這(zhè)是因爲，雖然這(zhè)些(xiē)疫苗的研發已取得許多重要突破，但(dàn)仍存在一個關鍵“痛點”——不夠快(kuài)。要形成無毒性的病毒，不論是滅活，還是重組，亦或者構建病毒載體，都需要大(dà)量的實驗操作(zuò)，這(zhè)就無法應對(duì)快(kuài)速發生的流行病。在新冠病毒大(dà)流行期間，正是由于Katalin Karikó 和(hé)Drew Weissman發現(xiàn)的核苷堿基修飾，才使得研究人員以最快(kuài)速度開(kāi)發出了(le)有效的mRNA疫苗，爲無數人提供了(le)保護。
新冠疫苗設計(jì)及研發平台示意圖
mRNA疫苗的作(zuò)用(yòng)機制是将體外(wài)酶促合成的mRNA通過特定的脂質納米顆粒包裹遞送至宿主細胞細胞質中，再進行蛋白(bái)翻譯及翻譯後修飾，表達目标抗原，發揮免疫原性的作(zuò)用(yòng)。因此，mRNA疫苗通過細胞内轉錄合成，無病毒成分，不具有傳染性，這(zhè)些(xiē)特點使其在安全性、有效性及克服預存免疫等方面更具優勢。也(yě)正因爲mRNA疫苗具有開(kāi)發迅速的優勢，同一平台可開(kāi)展對(duì)不同病原的疫苗開(kāi)發，能(néng)夠對(duì)暴發的傳染病進行快(kuài)速響應。
mRNA疫苗的作(zuò)用(yòng)機制
新型疫苗類型優缺點比較
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類型 |
原理(lǐ) |
優點 |
缺點 |
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亞單位疫苗 |
由病毒或細菌的免疫活性片段制成 |
安全性高(gāo)，穩定 |
免疫原性較低(dī)，需要添加佐劑 |
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病毒載體疫苗 |
将抗原核酸序列插入已知(zhī)病毒基因組中，刺激機體産生免疫反應 |
高(gāo)效、安全 |
接種者可能(néng)已具備對(duì)腺病毒的免疫力，降低(dī)疫苗的效力
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DNA疫苗 |
由編碼抗原的基因制成 |
易于制造生産，成本低(dī) |
可能(néng)存在插入人體基因組的風(fēng)險 |
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RNA疫苗 |
将表達抗原的mRNA通過特定的遞送系統導入體内，在體内表達抗原靶标誘發免疫反應 |
安全性高(gāo)，免疫力持久 |
穩定性差，運輸成本高(gāo) |
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總的來(lái)說，本次諾貝爾生理(lǐ)或醫(yī)學獎是對(duì)科研工(gōng)作(zuò)者在疫苗領域創新性工(gōng)作(zuò)的肯定，向世界展示了(le)基礎科學研究如何在關鍵時(shí)刻對(duì)全人類産生深遠影響。我們可以期待在不遠的未來(lái)，人類利用(yòng)疫苗開(kāi)發技術在更廣闊的領域内發揮作(zuò)用(yòng)。
參考文(wén)獻
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[2]Xu S.Progress on the development of the SARS-CoV-2 vaccine and antibody drugs.Journal of Biomedical Engineering. 2022 Oct 25; 39(5): 1059–1064. doi: 10.7507/1001-5515.202207063
[3]Li Wenhao. Design Principle and Research Progress of COVID-19 Vaccine. University Chemistry[J], 2020, 35(12): 29-34 doi:10.3866/PKU.DXHX202007015
