信使RNA在体内的作用是帮助将特定的指令从DNA传递到细胞。
冠状病毒大流行使支撑辉瑞/BionTech和Moderna疫苗的mRNA技术享誉全球,并于周一为两位在该技术开发中发挥关键作用的科学家赢得了诺贝尔奖。
匈牙利的Katalin Kariko和美国的Drew Weissman因“核苷基修饰使开发出有效的抗COVID-19 mRNA疫苗”而获得诺贝尔医学奖。
这些类型的疫苗是新的,但研究人员已经工作了几十年,试图弄清楚如何使用信使RNA(核糖核酸)进行其他疫苗接种,并治疗从艾滋病到癌症的疾病。
信使RNA在体内的作用是帮助将特定的指令从DNA传递到细胞。在辉瑞/BionTech和Moderna疫苗的案例中,实验室生成的mRNA告诉人体细胞产生抗原——与新冠病毒中发现的抗原相似的蛋白质。
由于这些抗原,一个人的免疫系统学会了如何对抗病毒,并在病毒进入人体时将其中和。
在细胞产生这些蛋白质后,身体会分解mRNA指令并摆脱它们。
这种与细胞的直接交流是革命性的——传统的疫苗旨在通过向系统注入一种中和形式的病毒或抗原来引发免疫反应。
第一个重大突破是在20世纪70年代末,利用mRNA使试管细胞产生蛋白质。十年后,科学家们在老鼠身上得到了同样的结果,但作为一种医疗工具,mRNA仍然有两个主要缺点。
首先,活体动物体内的细胞会抵抗合成mRNA,从而引发危险的免疫反应。
最重要的是,mRNA分子是脆弱的,这使得它们很难在不改变它们的情况下传递到系统中。
2005年,宾夕法尼亚州立大学的Kariko和Weissman发表了一项开创性的研究,表明脂质(或脂肪分子)包膜可以安全地传递mRNA而不会产生负面影响。
这项研究在制药界引起了轰动,致力于mRNA治疗的初创企业开始在世界各地涌现。
科学家们一直致力于开发针对季节性流感、狂犬病和寨卡病毒等疾病的mRNA疫苗,以及迄今为止仍具有疫苗抗性的疾病,包括疟疾和艾滋病。
研究人员还开始在癌症患者身上测试个性化治疗方法,使用肿瘤中的蛋白质样本来制造专门的mRNA。
然后触发免疫系统针对特定的癌细胞。
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宾夕法尼亚大学的生物化学家Norbert Pardi告诉法新社:“mRNA平台是多功能的。”“任何蛋白质都可以被编码为mRNA,因此有许多潜在的应用。”