苏黎世/法兰克福(路透社)——科学家表示,一项将人体转变为消灭病毒的疫苗工厂的突破性技术有望彻底改变抗击新冠的斗争,而未来的疫情甚至癌症可能成为下一个目标。
莫德纳以及辉瑞及其德国合作伙伴BioNTech在后期试验中,所谓信使核糖核酸(mRNA)疫苗的初步成功是该概念可行的首个证明。
基于中期研究结果,这两种实验性疫苗的有效率均超过90%,远高于预期,也远超美国监管机构对疫苗要求的50%门槛。
科学家表示,这项技术自近60年前mRNA被发现以来一直在缓慢演进,如今可能加速新疫苗的研发进程。
根据2013年的一项研究,传统疫苗研发方法——通过引入弱化或灭活病毒,或其部分片段来刺激人体免疫系统——平均耗时超过十年。一种流感大流行疫苗耗时八年以上,而乙肝疫苗的研发几乎长达18年。
莫德纳的疫苗从基因测序到首次人体注射仅用63天。
随着BioNTech和辉瑞的新冠候选疫苗也遵循类似路径,两者有望在今年获得监管批准,距离新冠病毒首次出现 barely 12个月。
其他公司也在推进该技术,例如德国的库尔瓦克(CureVac)也拥有mRNA疫苗候选产品,但尚未启动后期试验,希望在2021年7月后获得批准。
牛津大学临床研究单位(由惠康基金会支持)主任杰里米·法勒(Jeremy Farrar)表示:“我们将回顾2020年取得的进展并说:‘那是科学真正实现飞跃的时刻’。”
最后一笑
mRNA于1961年被发现,它携带人体DNA向细胞传递信息,指示细胞制造关键功能所需的蛋白质,例如协调消化或抵抗疾病等生物过程。
莫德纳以及辉瑞和BioNTech的实验性疫苗使用实验室合成的mRNA,指导细胞制造新冠病毒的刺突蛋白,从而在不复制病毒的情况下激活免疫系统。
早在1990年,科学家就通过向小鼠注射mRNA使其产生蛋白质,这初步展示了该技术的潜力。
但早期倡导者如匈牙利裔科学家、BioNTech高级副总裁卡塔琳·卡里科(Katalin Kariko)面临诸多障碍,包括mRNA在人体内的不稳定性及其引发炎症反应的倾向。
大约在2005年,卡里科与宾夕法尼亚大学的同事取得突破,找到了在不触发免疫系统过度反应的情况下递送mRNA的方法。
然而,又经过15年——以及一场让全球经济陷入瘫痪的大流行——才接近成功。卡里科表示,她多年执着的追求曾让一些大学同事将她视为笑柄。
她对路透社说:“上一次他们嘲笑我是七年前我加入BioNTech时,他们发现这家公司甚至没有网站。但现在,他们了解了BioNTech并知道我们能做出有益的事情。”
卡里科表示,她毕生的工作不仅将对抗新冠,还能惠及其他疾病。
“下一个抗病毒产品、流感疫苗和其他传染病疫苗的开发可能会更顺利,”卡里科说,她的女儿是美国奥运赛艇金牌得主。
癌症是下一个目标?
例如,莫德纳和BioNTech也正将mRNA技术应用于实验性癌症药物。
BioNTech正与瑞士制药巨头罗氏(Roche)合作,在二期试验中测试一种抗黑色素瘤mRNA疫苗。除新冠疫苗外,莫德纳最前沿的项目包括用于治疗卵巢癌或心肌缺血的mRNA化合物,目前也处于第二阶段测试。
然而,潜在的mRNA癌症疗法尚未进入关键的大规模三期试验,卡里科承认癌症构成更大挑战。
虽然病毒是外来入侵者,但癌细胞无论多么恶性都源自人体内部,使其更难被识别和暴露以便攻击。
她说:“有时癌症仅由基因和染色体重复引起,其一切表现正常,只是细胞分裂过度。”
对于传染病疫苗,制药行业传统方法是在大型生物反应器中批量生产,这是一个耗时且昂贵的过程,设施建造成本高达7亿美元。
相比之下,伦敦帝国理工学院研究疫苗制造模型的佐尔坦·基斯(Zoltan Kis)估计,一个2000万美元设施内的五升生物反应器每年可生产数十亿剂某些类型的mRNA疫苗。
制药商龙沙(Lonza)受雇在美国和瑞士站点每年生产4亿剂莫德纳疫苗的原料,预计今年启动生产,每条生产线成本为6000万至7000万美元。
龙沙莫德纳项目全球负责人安德烈·戈尔克(Andre Goerke)对路透社表示:“与传统大规模设备和设施相比,我们以更小规模和更小设施生产mRNA,制造加速更快且更经济。”
“超快速响应”
荷兰乌得勒支大学医学中心的雷蒙德·席费勒斯(Raymond Schiffelers)负责欧盟mRNA治疗项目,他表示该技术的主要优势在于疫苗开发者能发起“超快速响应”。
他说:“数周内即可启动测试,这是相对于传统疫苗的重大优势。”
一旦病原体基因组序列确定,即可设计编码病毒关键部分(如新冠病毒潜在致命的刺突蛋白)的合成mRNA。
mRNA技术仍面临风险和挑战。
席费勒斯表示,一些候选疫苗必须在极低温下储存,这在基础设施有限的国家可能使运输变得困难,且运输过程中可能较为脆弱。
例如,BioNTech的疫苗必须在零下70摄氏度运输,不过莫德纳周一表示其候选疫苗可在普通冰箱中运输。
资助莫德纳疫苗研发的美国国立卫生研究院(NIH)院长弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)也表示,由于流感病毒变异迅速,mRNA疫苗可能无法成为其“灵丹妙药”,达到90%有效率的可能性不大。
但柯林斯表示,对于新冠,mRNA技术可能带来革命。
柯林斯说:“它明显比其他方法快数月。在危机时刻,数月时间至关重要。”
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