這是達醫曉護的第2931篇文章
最近,大家的朋友圈都被輝瑞-BioNTech的mRNA疫苗刷屏了,在全球疫情現況嚴峻的當下,著實引起了一片叫好聲:
「輝瑞宣布新冠疫苗有效性 90%,全球首款 mRNA 疫苗要來了嗎?」
「輝瑞疫苗的最終結果公布,這結果是一個裡程碑!」
從新冠爆發以來,疫苗研發一直是醫藥界最為關心的話題,其中mRNA疫苗更是被寄予厚望。目前,在mRNA疫苗開發領域,實力最強的3家公司分別是美國Moderna、德國BioNTech和CureVac。截至日前,Moderna、BioNTech已陸續發布了mRNA疫苗臨床試驗的數據,CureVac也已開始進入臨床試驗階段。
那麼,mRNA疫苗到底是怎麼一回事呢?
mRNA疫苗是什麼?
在認識mRNA疫苗之前,我們先來簡單複習一下高中的生物知識——DNA分子的複製、轉錄和翻譯:
複製:DNA解旋,以兩條鏈為模板,按鹼基互補配對原則,合成兩條子鏈,子鏈與對應母鏈螺旋化。
轉錄:DNA解旋,以其一條鏈為模板,按鹼基互補配對原則,形成mRNA單鏈,進入細胞質與核糖體結合。
翻譯:以mRNA為模板,合成有一定胺基酸序列的蛋白質。
我們不難發現,mRNA在整個過程中充當了一個重要的橋梁作用,被稱為「信使RNA」。
接下來,我們再來複習一下預防免疫的過程,簡單來說,就是往人體接種病原體經減毒、滅活等處理後的抗原,誘導人體產生對應的抗體,當人體再次接觸該種病原體時,人體的免疫系統就會根據原有的記憶,產生更多的抗體來抵禦病原體的入侵,達到預防作用。
看到這裡,mRNA疫苗的作用原理也就呼之欲出了:科學家們通過將含有編碼抗原蛋白的mRNA導入人體,可以跳過複製、轉錄過程,直接進行翻譯,來形成相應的抗原蛋白,從而誘導機體產生特異性免疫應答,達到預防免疫的作用。
mRNA疫苗有哪些形式?
目前應用的mRNA疫苗主要有兩種形式:基於mRNA的傳統mRNA疫苗(非複製型mRNA疫苗)、自擴增型(self-amplifying, SAM)mRNA疫苗(又稱複製子)。
傳統mRNA疫苗是在體外轉錄好的一段編碼抗原蛋白的完整mRNA,上遊和下遊分別包含5′帽子結構和 3′poly(A)尾,只編碼目標抗原,優點是結構簡單、RNA序列短、不編碼其他蛋白,缺點是在體內半衰期短、抗原表達量低,需要較高的量才能誘發有效的免疫應答。
SAM mRNA疫苗是通過基因工程改造的 mRNA病毒基因組,其中編碼RNA複製機制的基因是完整的,用編碼抗原蛋白的mRNA代替了原病毒的結構蛋白編碼基因,可以在體內實現自我擴增,很少的量就可以誘發有效的免疫應答。
mRNA疫苗有哪些優點?
目前市面上的疫苗包括:滅活疫苗、減毒活疫苗、亞單位疫苗、DNA疫苗等,與其他類型的疫苗相比,mRNA疫苗具有安全、高效、生產便捷的優點,目前多個研究結果表明mRNA疫苗能夠成功用於預防多種病原體的感染, 如HIV、呼吸道合胞病毒、巨細胞病毒、流感病毒、COVID-19等,具有極大的發展潛力。
表1:各類疫苗的特點
儘管mRNA可以發揮疫苗的作用在上世紀90年代就被發現,但由於mRNA進入體內後易被核糖核酸酶降解,遞送技術相對複雜,還存在諸多挑戰,如何提高mRNA穩定性及翻譯效率、調節免疫原性、開發高效無毒的遞送載體,成為了mRNA疫苗的研究重點。
我們也可以拭目以待,希望mRNA疫苗可以早日成為戰勝COVID-19的有效手段!
參考文獻:
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[3]魯福娜,王文玲,沈曉玲, 等.流感病毒mRNA疫苗研究進展[J].中華微生物學和免疫學雜誌,2019,39(5):396-400.DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5101.2019.05.012
作者:浙江省中醫院 範婷、王建平