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原文作者：Elie Dolgin

在新冠疫情推動(dòng)mRNA疫苗取得重大突破前，數(shù)百位科學(xué)家已經(jīng)默默耕耘了幾十年。

1987年底，Robert Malone做了一個(gè)載入史冊(cè)的實(shí)驗(yàn)。他用信使RNA（messenger RNA，mRNA）鏈和脂滴做了一道“分子亂燉”，這道基因亂燉里的人體細(xì)胞吸收了mRNA，并開(kāi)始用其合成蛋白[1]。

Malone當(dāng)時(shí)是美國(guó)加州索爾克生物研究所的研究生，他知道眼前的這一切會(huì)對(duì)醫(yī)學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，于是做了些筆記，并簽上了名字和日期。他在1988年1月11日的筆記上寫(xiě)道，如果細(xì)胞能用被遞送到其內(nèi)部的mRNA合成蛋白，“RNA就能成為一種藥物”。索爾克實(shí)驗(yàn)室的另一名成員也在筆記上簽了名，以備后用。那年末，Malone用實(shí)驗(yàn)證明了青蛙胚胎也能吸收這些mRNA[2]。這是第一次有人用脂滴幫助mRNA順利進(jìn)入一種活生物。

在這些實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，誕生了歷史上最重要也最賺錢(qián)的疫苗：已在全世界接種數(shù)億劑的新冠mRNA疫苗（參見(jiàn)：快如閃電！新冠疫苗的研發(fā)速度是如何實(shí)現(xiàn)的？）。僅2021年一年，其全球銷(xiāo)量就能達(dá)到500億美元。

輝瑞和BioNTech開(kāi)發(fā)的新冠疫苗所使用的RNA序列（Ψ是尿苷U經(jīng)過(guò)修飾后的形式）。來(lái)源：Nik Spencer/Nature

當(dāng)然，成功的道路并非一帆風(fēng)順。Malone的實(shí)驗(yàn)離不開(kāi)前人的工作，而在Malone實(shí)驗(yàn)之后的很多年里，mRNA被認(rèn)為作為藥物或疫苗都太不穩(wěn)定，而且太貴。數(shù)十家研究實(shí)驗(yàn)室和公司嘗試了這個(gè)想法，但都無(wú)法找到脂質(zhì)與核酸的完美配比——核酸是mRNA疫苗的基本成分。

今天mRNA疫苗使用的很多新技術(shù)都是在Malone研究時(shí)期的多年后發(fā)明出來(lái)的，包括經(jīng)過(guò)化學(xué)修飾的RNA和幫助這些RNA進(jìn)入細(xì)胞的不同脂滴類(lèi)型（見(jiàn)“新冠mRNA疫苗的內(nèi)部”）。不過(guò)，自詡“mRNA疫苗發(fā)明者”的Malone依然認(rèn)為自己的貢獻(xiàn)被忽略了。他對(duì)《自然》表示，“歷史把我遺忘了?！?

來(lái)源：Nik Spencer/Nature；改編自M. D. Buschmann et al. Vaccines9, 65 (2021)

隨著各大獎(jiǎng)項(xiàng)的陸續(xù)揭曉，誰(shuí)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)具有奠基性貢獻(xiàn)的爭(zhēng)論變得沸沸揚(yáng)揚(yáng)——在下個(gè)月諾貝爾獎(jiǎng)公布前夕顯得尤為激烈。不過(guò)，一向只頒給少數(shù)幾位科學(xué)家的權(quán)威獎(jiǎng)項(xiàng)難免會(huì)漏掉mRNA醫(yī)學(xué)發(fā)展史上的諸多貢獻(xiàn)者。其實(shí)，mRNA疫苗的成功離不開(kāi)數(shù)百位研究人員在30多年里的辛勤付出。

這也反映出科學(xué)發(fā)現(xiàn)是如何一步步成為改變?nèi)祟?lèi)生活的重大突破：幾十年看不到曙光、各種拒絕、對(duì)潛在利益的你爭(zhēng)我?jiàn)Z；當(dāng)然也有源源不斷的好奇心和面對(duì)質(zhì)疑初心不改的豪情?！斑@是很長(zhǎng)的一串腳印。你永遠(yuǎn)不知道哪些東西將來(lái)會(huì)大派用場(chǎng)。”美國(guó)亞利桑那州大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家Paul Krieg說(shuō)。Krieg在80年代中期也做出了自己的貢獻(xiàn)。

mRNA的緣起

Malone的實(shí)驗(yàn)想法絕非憑空而來(lái)。早在1978年，就有科學(xué)家用名為脂質(zhì)體的脂質(zhì)膜結(jié)構(gòu)將mRNA轉(zhuǎn)運(yùn)到小鼠[3]和人類(lèi)[4]細(xì)胞內(nèi)誘導(dǎo)蛋白質(zhì)表達(dá)。這種脂質(zhì)體能包裹并保護(hù)mRNA，之后與細(xì)胞膜融合，將這種遺傳物質(zhì)送入細(xì)胞。這些實(shí)驗(yàn)建立在對(duì)脂質(zhì)體和mRNA的多年研究之上；脂質(zhì)體和mRNA都是在60年代發(fā)現(xiàn)的（見(jiàn)“mRNA疫苗的歷史”）。

來(lái)源：Nik Spencer/Nature；改編自U. ?ahin et al. Nature Rev. Drug Discov. 13, 759–780 (2014)和X. Hou et al. Nature Rev. Mater. https://doi.org/gmjsn5 (2021).

但在當(dāng)時(shí)，研究人員還沒(méi)有把mRNA當(dāng)作醫(yī)療產(chǎn)品看待，尤其是在實(shí)驗(yàn)室合成這種遺傳物質(zhì)的方式還沒(méi)出現(xiàn)的情況下。他們其實(shí)希望用mRNA來(lái)研究基礎(chǔ)的分子過(guò)程。大部分研究人員只能想辦法使用來(lái)自兔子血細(xì)胞、培養(yǎng)的小鼠細(xì)胞或一些其他動(dòng)物來(lái)源的mRNA。

事情在1984年出現(xiàn)了轉(zhuǎn)機(jī)。當(dāng)時(shí)，Krieg和哈佛大學(xué)發(fā)育生物學(xué)家Douglas Melton以及分子生物學(xué)家Tom Maniatis和Michael Green領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)合作，他們利用一種RNA合成酶（取自一種病毒）和其他工具在實(shí)驗(yàn)室得到了具有生物活性的mRNA[5]——這項(xiàng)技術(shù)的核心沿用至今。之后，Krieg將實(shí)驗(yàn)室合成的mRNA注射到青蛙卵子中，證明它和真的沒(méi)兩樣[6]。

Melton和Krieg說(shuō)，他們主要把合成mRNA當(dāng)作研究基因功能和活性的工具。1987年，就在Melton發(fā)現(xiàn)這種合成mRNA能激活或抑制蛋白產(chǎn)生之后，他參與創(chuàng)立了一家名為Oligogen的公司[后更名為吉利德科學(xué)公司（Gilead Sciences），總部在加州福斯特城]，專(zhuān)門(mén)研究合成RNA抑制目標(biāo)基因表達(dá)的方法，尋找治病的可能。但在他的實(shí)驗(yàn)室或合作者中，沒(méi)有人想到疫苗。

Paul Krieg（左）和Douglas Melton（右）研究在實(shí)驗(yàn)室合成mRNA的方法。來(lái)源：University of Arizona; Kevin Wolf/AP Images for HHMI

“眾所周知，RNA極不穩(wěn)定，”Krieg說(shuō)，“關(guān)于RNA的一切都要非常小心?！边@或許解釋了哈佛大學(xué)的技術(shù)研發(fā)部為何不給該團(tuán)隊(duì)的RNA合成技術(shù)申報(bào)專(zhuān)利。于是，該團(tuán)隊(duì)只能把他們的試劑讓給威斯康星州麥迪遜的一家實(shí)驗(yàn)用品公司Promega Corporation，這家公司專(zhuān)為研究人員提供RNA合成工具。作為回報(bào)，團(tuán)隊(duì)得到了一筆不多不少的專(zhuān)利使用費(fèi)和一箱凱歌香檳。

專(zhuān)利之爭(zhēng)

多年后，Malone在自己的實(shí)驗(yàn)中使用了哈佛團(tuán)隊(duì)合成mRNA的方法。但他添加了一種新的脂質(zhì)體，這種脂質(zhì)體帶一個(gè)正電荷，能增強(qiáng)它與mRNA帶負(fù)電的骨架的結(jié)合。這種脂質(zhì)體由生物化學(xué)家Philip Felgner開(kāi)發(fā)，他現(xiàn)在是加州大學(xué)歐文分校疫苗研發(fā)中心的主任。

Philip Felgner（左）和Robert Malone（右）。來(lái)源：Steve Zylius/UCI; Robert Malone

雖然Malone成功用這種脂質(zhì)體將mRNA送入了人體細(xì)胞和青蛙胚胎，但他從來(lái)沒(méi)有拿到過(guò)博士學(xué)位。1989年，Malone因?yàn)楹退鳡柨搜芯克膶?dǎo)師、基因療法研究員Inder Verma不咬弦，提前結(jié)束了研究生學(xué)習(xí)，來(lái)到加州的初創(chuàng)公司Vical替Felgner工作。在那里，他們與威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的合作者證明了這種脂質(zhì)-mRNA復(fù)合物可以促進(jìn)小鼠體內(nèi)的蛋白產(chǎn)生[7]。

摘自Robert Malone的實(shí)驗(yàn)記錄簿，上面記錄了他們1989年合成mRNA并給小鼠注射的實(shí)驗(yàn)。來(lái)源：Robert Malone

事情從這里開(kāi)始變得復(fù)雜了。Vical公司（聯(lián)合威斯康星大學(xué)）和索爾克研究所都在1989年3月開(kāi)始提交專(zhuān)利申請(qǐng)。但索爾克研究所很快放棄了申請(qǐng)，Verma則在1990年加入了Vical公司的顧問(wèn)委員會(huì)。

Malone稱(chēng)他的前導(dǎo)師Verma和Vical公司達(dá)成了一樁幕后交易，使得相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)最后歸Vical所有。Malone等人被列為發(fā)明人，但他本人不能從之后的許可協(xié)議中獲利，而他本來(lái)可以從索爾克授權(quán)的專(zhuān)利中獲利。Malone的結(jié)論是：“他們利用我的想法發(fā)了財(cái)。”

Verma和Felgner斷然否認(rèn)了Malone的指控?！斑@簡(jiǎn)直就是無(wú)稽之談?！盫erma告訴《自然》，撤回專(zhuān)利申請(qǐng)是索爾克研究所技術(shù)轉(zhuǎn)移處的決定。（由于被指控性騷擾，Verma在2018年從索爾克辭職，但他至今仍否認(rèn)這些指控。）

Malone在1989年8月離開(kāi)了Vical公司，理由是他與Felgner在 “科學(xué)判斷上”以及在“對(duì)他本人的知識(shí)產(chǎn)權(quán)貢獻(xiàn)上”存在分歧。他從醫(yī)學(xué)院畢業(yè)后接受了一年的臨床培訓(xùn)，后來(lái)進(jìn)入了學(xué)術(shù)界，打算繼續(xù)研究mRNA疫苗，但一直拿不到經(jīng)費(fèi)。（1996年，他向加州的一個(gè)州立研究機(jī)構(gòu)申請(qǐng)研究經(jīng)費(fèi)，用于研究預(yù)防季節(jié)性冠狀病毒感染的mRNA疫苗，但申請(qǐng)失敗。）Malone只能轉(zhuǎn)而研究DNA疫苗和遞送技術(shù)。

2001年，他轉(zhuǎn)型從事商務(wù)和咨詢(xún)工作。過(guò)去幾個(gè)月里，他開(kāi)始公開(kāi)質(zhì)疑以他早前研究為基礎(chǔ)的mRNA疫苗的安全性。Malone說(shuō)，疫苗產(chǎn)生的蛋白會(huì)損害人體細(xì)胞，而且疫苗的風(fēng)險(xiǎn)超過(guò)它對(duì)兒童和年輕人的益處——這種觀(guān)點(diǎn)受到其他科學(xué)家和衛(wèi)生專(zhuān)家的一再反駁。

生產(chǎn)難點(diǎn)

1991年，Vical 公司與大型疫苗生產(chǎn)商美國(guó)默克集團(tuán)（Merck）達(dá)成了一項(xiàng)數(shù)百萬(wàn)美元的研究合作和許可協(xié)議。默克集團(tuán)的科研人員用小鼠測(cè)試了這一mRNA技術(shù)，試圖發(fā)明一款流感疫苗，但后來(lái)又放棄了?！吧a(chǎn)成本和可行性迫使我們喊停。”前默克研究人員、如今為各大公司提供疫苗研發(fā)咨詢(xún)的Jeffery Ulmer說(shuō)。

法國(guó)斯特拉斯堡有一家小型生物技術(shù)公司，名為T(mén)ransgène，那里的研究人員也有同樣的感受。1993年，Pierre Meulien在該公司領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)與產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界合作，首次證明了包在脂質(zhì)體中的mRNA能在小鼠體內(nèi)誘導(dǎo)出一種特異性的抗病毒免疫應(yīng)答[8]。[另一個(gè)激動(dòng)人心的進(jìn)展出現(xiàn)在1992年，當(dāng)時(shí)美國(guó)斯克里普斯研究所（Scripps Research Institute）的科學(xué)家用mRNA技術(shù)取代了大鼠體內(nèi)缺少的一種蛋白，用來(lái)治療代謝疾病[9]。但獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室又花了20年的時(shí)間才取得了類(lèi)似的成功。]

Pierre Meulien。來(lái)源：IMI Joint Undertaking

Transgène公司的研究人員為他們的發(fā)明申請(qǐng)了專(zhuān)利，并繼續(xù)研究mRNA疫苗。Meulien當(dāng)時(shí)估計(jì)他至少需要1億歐元（約1.19億美元）來(lái)優(yōu)化整個(gè)平臺(tái)，但他說(shuō)自己沒(méi)打算為這個(gè)“高風(fēng)險(xiǎn)”的項(xiàng)目向他的老板要這么多錢(qián)。Meulien現(xiàn)在已經(jīng)是Innovative Medicines Initiative的主管，這是一家位于布魯塞爾的公私合營(yíng)企業(yè)。由于Transgène的母公司決定不再續(xù)費(fèi)，這個(gè)專(zhuān)利便失效了。

Meulien的團(tuán)隊(duì)和默克的團(tuán)隊(duì)一樣，后來(lái)都去研究DNA疫苗和其他基于載體的遞送系統(tǒng)了。DNA疫苗平臺(tái)最終獲得了一些獸醫(yī)上的應(yīng)用許可，比如用來(lái)預(yù)防養(yǎng)魚(yú)場(chǎng)出現(xiàn)感染。就在上個(gè)月，印度的監(jiān)管當(dāng)局批準(zhǔn)了全球首個(gè)供人類(lèi)使用的新冠DNA疫苗（參見(jiàn)：印度將推出全球首個(gè)新冠DNA疫苗）。但是，DNA疫苗在人體上的進(jìn)展一直很慢，個(gè)中原因迄今仍未得到完全理解。

Ulmer認(rèn)為，產(chǎn)業(yè)界在DNA技術(shù)上的發(fā)力也帶動(dòng)了RNA疫苗的進(jìn)展，無(wú)論是生產(chǎn)和監(jiān)管環(huán)節(jié)，還是序列設(shè)計(jì)和分子機(jī)制，“我們從DNA上學(xué)到的很多東西都可以直接用于RNA，”他說(shuō)，“這為RNA的成功奠定了基礎(chǔ)?！?

持續(xù)掙扎

從1990年代到2000年代的大部分時(shí)期里，幾乎每個(gè)想做mRNA的疫苗公司都把目光投向了別處。傳統(tǒng)觀(guān)點(diǎn)總是覺(jué)得mRNA太容易降解，生產(chǎn)成本太高。瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院病毒學(xué)家Peter Liljestr?m說(shuō)：“這是一場(chǎng)持續(xù)的掙扎?！盠iljestr?m在30年前開(kāi)創(chuàng)了一種“自擴(kuò)增”的RNA疫苗。

Matt Winkler說(shuō)：“RNA用起來(lái)實(shí)在太難了?！盬inkler于1989年在美國(guó)成立了最早專(zhuān)注于RNA的實(shí)驗(yàn)用品公司之一Ambion?！叭绻惝?dāng)時(shí)問(wèn)我是不是可以把RNA作為疫苗打到人體內(nèi)，我肯定會(huì)當(dāng)著你的面大笑?！?

mRNA疫苗的概念在腫瘤界倒是頗受歡迎，但研究人員主要想用它來(lái)治療疾病，而不是預(yù)防疾病。從基因治療師David Curiel的工作開(kāi)始，許多學(xué)術(shù)人員和初創(chuàng)公司都在研究mRNA是否能用來(lái)對(duì)付癌癥。這里的思路是：如果mRNA能編碼癌細(xì)胞表達(dá)的蛋白，那么把mRNA注射到體內(nèi)就可以訓(xùn)練免疫系統(tǒng)去攻擊這些細(xì)胞。

目前就職于華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Curiel在小鼠上成功了幾次[10]。但是當(dāng)他向Ambion公司闡述其中的商業(yè)機(jī)遇時(shí)，公司告訴他：“我們看不到這個(gè)技術(shù)的任何經(jīng)濟(jì)潛力?！?

相比之下，另一位癌癥免疫學(xué)家取得了更多成功——1997年，全球第一家mRNA治療公司由此誕生。Eli Gilboa的建議是從血液中獲得免疫細(xì)胞，“唆使”它們吸收編碼腫瘤蛋白的合成mRNA，再將這些細(xì)胞注射到體內(nèi)，調(diào)動(dòng)免疫系統(tǒng)攻擊潛伏的腫瘤。

Gilboa和他在美國(guó)杜克大學(xué)醫(yī)學(xué)院的同事在小鼠中演示了以上過(guò)程[11]。到90年代末，學(xué)術(shù)合作者已經(jīng)啟動(dòng)了人體試驗(yàn)，Gilboa的商業(yè)衍生公司Merix Bioscience（后更名為Argos Therapeutics，現(xiàn)名為CoImmune）很快開(kāi)展了自己的臨床研究。整個(gè)技術(shù)看上去很有前景，但幾年后，一個(gè)已經(jīng)進(jìn)入后期的候選疫苗在一次大規(guī)模試驗(yàn)中失敗了，這類(lèi)技術(shù)現(xiàn)在幾乎已經(jīng)很少有人關(guān)注。

雖然如此，Gilboa的工作還是產(chǎn)生了很重要的影響——這些工作讓CureVac和BioNTech的創(chuàng)始人決定投身mRNA的研究——這兩家德國(guó)公司現(xiàn)在已是全球領(lǐng)先的mRNA企業(yè)。CureVac的Ingmar Hoerr和BioNTech的U?ur ?ahin告訴《自然》，在了解到Gilboa的工作后，他們也想做此嘗試，但是是通過(guò)把mRNA直接注射到體內(nèi)的方式。

Ingmar Hoerr（左）創(chuàng)立了CureVac公司，癌癥免疫學(xué)家Eli Gilboa（右）成立了第一家mRNA治療公司。來(lái)源：Sebastian Gollnow/dpa/Alamy; Eli Gilboa

“出現(xiàn)了雪球效應(yīng)?！蹦壳霸谶~阿密大學(xué)米勒醫(yī)學(xué)院任職的Gilboa說(shuō)。

創(chuàng)業(yè)加速器

Hoerr是第一個(gè)取得成功的。2000年，還在德國(guó)圖賓根大學(xué)的他報(bào)道了直接注射也許能誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)的免疫應(yīng)答[12]。他在那年創(chuàng)立了CureVac（也位于圖賓根），但感興趣的研究人員或投資人很少。Hoerr在一場(chǎng)學(xué)術(shù)會(huì)議上報(bào)告了一些早期小鼠數(shù)據(jù)，他說(shuō)，“當(dāng)時(shí)第一排的一位諾貝爾獎(jiǎng)得主站起來(lái)說(shuō)，‘你這些都是胡說(shuō)八道，全是胡扯’。”（Hoerr拒絕透露這位諾貝爾獎(jiǎng)得主是誰(shuí)。）

但慢慢地，資金開(kāi)始源源不斷地涌入，不到幾年就開(kāi)始了人體實(shí)驗(yàn)。該公司當(dāng)時(shí)的首席科學(xué)官Steve Pascolo成了第一個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)象：他給自己注射[13]了mRNA，現(xiàn)在腿部還有一個(gè)火柴頭大小的白色傷疤，這是當(dāng)時(shí)皮膚科醫(yī)生為了做多點(diǎn)活檢留下的。之后沒(méi)多久，公司就啟動(dòng)了使用皮膚癌患者的腫瘤特異性mRNA的正規(guī)試驗(yàn)。

?ahin和他的免疫學(xué)家妻子?zlem Türeci也是在90年代末開(kāi)始研究mRNA的，但成立公司的時(shí)間要比Hoerr晚。他們倆人在德國(guó)美因茨約翰內(nèi)斯古滕貝格大學(xué)研究這項(xiàng)技術(shù)很多年，期間專(zhuān)利、論文、經(jīng)費(fèi)全部到位，并在2007年向一位億萬(wàn)富翁投資人提交了一份商業(yè)計(jì)劃書(shū)。?ahin 說(shuō)：“如果能成功，將具有開(kāi)拓意義。”后來(lái)，他拿到了1.5億歐元的創(chuàng)業(yè)資金。

?zlem Türeci（左）和U?ur ?ahin（右）聯(lián)合創(chuàng)立了mRNA疫苗公司BioNTech。來(lái)源：BioNTech SE 2021

同年，剛剛成立的mRNA公司RNARx得到了美國(guó)政府向小企業(yè)發(fā)放的一筆相對(duì)微薄的款項(xiàng)：97396美元。公司的兩位創(chuàng)始人——生物化學(xué)家 Katalin Karikó和免疫學(xué)家Drew Weissman當(dāng)時(shí)都供職于美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)（簡(jiǎn)稱(chēng)賓大），他們做出了現(xiàn)在一些人認(rèn)為非常關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn)：改變mRNA的部分密碼子能幫助合成mRNA躲過(guò)細(xì)胞的固有免疫防御。

開(kāi)拓性貢獻(xiàn)

Karikó在整個(gè)90年代都在實(shí)驗(yàn)室埋頭苦干，她的目標(biāo)是讓mRNA成為一個(gè)藥物平臺(tái)，但資助機(jī)構(gòu)一再拒絕了她的經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)。1995年，在經(jīng)歷多次挫敗后，賓大要求她選擇辭職或降職減薪。她最終選擇了留下，繼續(xù)追求她的目標(biāo)，改進(jìn)Malone的實(shí)驗(yàn)方法[14]，誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生具有治療相關(guān)性的較大復(fù)雜蛋白[15]。

Katalin Karikó幫助證明了對(duì)RNA進(jìn)行化學(xué)修飾能讓該分子逃逸機(jī)體的免疫防御。來(lái)源：Hannah Yoon/Bloomberg/Getty

到了1997年，她開(kāi)始與Weissman合作，Weissman此時(shí)剛在賓大成立了自己的實(shí)驗(yàn)室。兩人計(jì)劃一起開(kāi)發(fā)針對(duì)HIV/AIDS的mRNA疫苗。不過(guò)，Karikó的mRNA在注射到小鼠體內(nèi)時(shí)產(chǎn)生了很大的炎癥反應(yīng)。

她和Weissman很快找到了原因：這種合成mRNA激活了[16]一連串名為T(mén)oll樣受體的免疫傳感器，這些受體能在第一時(shí)間對(duì)來(lái)自病原體的危險(xiǎn)信號(hào)作出響應(yīng)。2005年，兩人發(fā)表論文指出，重新編排mRNA的一個(gè)核苷酸——尿苷——的化學(xué)鍵 ，就能創(chuàng)造出一種名為假尿苷的類(lèi)似物，這種方法似乎能防止機(jī)體將合成mRNA視為敵人[17]。

Drew Weissman與Karikó共同發(fā)現(xiàn)了修飾mRNA的優(yōu)勢(shì)。來(lái)源：Penn Medicine

那個(gè)時(shí)候，很少有科學(xué)家看到修飾核苷酸的治療價(jià)值，但科學(xué)界很快就意識(shí)到了它們的潛力。2010年9月，波士頓兒童醫(yī)院干細(xì)胞生物學(xué)家Derrick Rossi領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)團(tuán)隊(duì)描述了如何用修飾的RNA改造皮膚細(xì)胞，先變成胚胎樣干細(xì)胞，再變成收縮的肌肉組織[18]。研究結(jié)果引起了轟動(dòng)，Rossi入選了《時(shí)代周刊》（Time）2010年“年度重要人物”并在坎布里奇市聯(lián)合創(chuàng)立了Moderna公司。

Moderna公司嘗試獲得賓大在2006年申請(qǐng)的Karikó和Weissman的修飾mRNA專(zhuān)利的許可，但晚了一步。在與RNARx達(dá)成許可協(xié)議未果后，賓大已于2010年2月向麥迪遜的一家小型實(shí)驗(yàn)試劑供應(yīng)商授予了獨(dú)家專(zhuān)利。如今名為Cellscript的這家供應(yīng)商當(dāng)時(shí)在協(xié)議中支付了30萬(wàn)美元，現(xiàn)在能從Moderna和BioNTech的轉(zhuǎn)授許可費(fèi)中獲得數(shù)億美元。Moderna和BioNTech是最先推出新冠mRNA疫苗的兩家公司，它們的產(chǎn)品都含有修飾的mRNA。 

與此同時(shí)，RNARx用光了另一筆總額80萬(wàn)美元的小企業(yè)資助款項(xiàng)，并在2013年停止經(jīng)營(yíng)，在這前后Karikó也加入了BioNTech（同時(shí)保留了她在賓大的兼職）。

假尿苷之爭(zhēng)

Karikó和Weissman的發(fā)現(xiàn)對(duì)mRNA疫苗的成功是否關(guān)鍵，研究人員對(duì)此爭(zhēng)論不休。Moderna一直在使用修飾的mRNA，其公司名本身就是這兩個(gè)詞的組合。其他一些公司則不然。

馬薩諸塞州制藥公司Shire的人類(lèi)遺傳學(xué)療法部研究人員給出的理由是，只要添加正確的“帽”結(jié)構(gòu)并清除所有雜質(zhì)，未修飾的mRNA也能成為一種效果類(lèi)似的產(chǎn)品。“歸根結(jié)底還是要看RNA的質(zhì)量?！盡ichael Heartlein說(shuō)。Heartlein在Shire負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)科研工作，日后在Translate Bio繼續(xù)推進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)——Shire后來(lái)把它的mRNA產(chǎn)品線(xiàn)出售給了Translate Bio。（Shire現(xiàn)在屬于日本的武田制藥。）

雖然Translate公司的一些人體數(shù)據(jù)顯示，其mRNA不會(huì)誘導(dǎo)危險(xiǎn)的免疫應(yīng)答，但它的平臺(tái)依然需要接受臨床驗(yàn)證：它的候選新冠疫苗仍處于人體試驗(yàn)初期。但法國(guó)制藥巨頭賽諾菲（Sanofi）很看好該技術(shù)的前景：2021年8月，賽諾菲宣布計(jì)劃以32億美元收購(gòu)Translate。（Heartlein去年另起爐灶，在馬薩諸塞州創(chuàng)建了一家名為Maritime Therapeutics的公司。）

與此同時(shí)，CureVac公司也為緩解免疫應(yīng)答提出了自己的策略，該策略需要改變mRNA的基因序列，將其疫苗中的尿苷減至最少。二十年的辛苦耕耘似乎終于有了收獲，該公司的狂犬病[19]和COVID-19[20]實(shí)驗(yàn)性疫苗都在早期試驗(yàn)中表現(xiàn)不俗。但在6月，后期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，CureVac的候選新冠疫苗在保護(hù)效力上不如Moderna或BioNTech的疫苗。

看到這些結(jié)果，一些mRNA專(zhuān)家現(xiàn)在相信，假尿苷是這項(xiàng)技術(shù)中不可或缺的元素，他們說(shuō)，Karikó和Weissman的發(fā)現(xiàn)是值得認(rèn)可和嘉獎(jiǎng)的主要貢獻(xiàn)之一?！?strong>真正的獲獎(jiǎng)?wù)邞?yīng)該是修飾的RNA。”專(zhuān)注于mRNA療法的合成生物學(xué)公司Strand Therapeutics的聯(lián)合創(chuàng)始人、首席執(zhí)行官Jake Becraft說(shuō)。

但也不是人人都這么肯定。“可能影響mRNA疫苗安全性和效力的因素有很多，mRNA的化學(xué)修飾只是其中之一?！碧K州艾博生物科技有限公司首席執(zhí)行官英博說(shuō)。這家中國(guó)公司的新冠mRNA疫苗已進(jìn)入臨床后期。（產(chǎn)品名為ARCoV，使用的是未修飾的mRNA。）

脂質(zhì)突破

說(shuō)到關(guān)鍵技術(shù)，許多專(zhuān)家還提到了對(duì)mRNA疫苗至關(guān)重要的另一項(xiàng)創(chuàng)新成果——這次和mRNA沒(méi)有任何關(guān)系。它就是脂質(zhì)納米粒（LNP），這種微小脂滴能保護(hù)mRNA并將其送入細(xì)胞。

這項(xiàng)技術(shù)來(lái)自Pieter Cullis的實(shí)驗(yàn)室和他創(chuàng)立或管理的多家公司。Cullis是加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)的生物化學(xué)家。90年代末起，他的實(shí)驗(yàn)室和公司便首創(chuàng)將LNP用于遞送能讓基因失去活性的核酸鏈。其中一種藥物叫patisiran，現(xiàn)已被批準(zhǔn)用于治療一種罕見(jiàn)遺傳病。

Pieter Cullis。來(lái)源：Paul Joseph for UBC

之后，基因沉默療法逐漸在臨床試驗(yàn)中顯示出效果，2012年，Cullis的兩家公司開(kāi)始轉(zhuǎn)型，探索LNP遞送系統(tǒng)在基于mRNA的藥物中的應(yīng)用前景。比如溫哥華的Acuitas Therapeutics公司在首席執(zhí)行官Thomas Madden的領(lǐng)導(dǎo)下與Weissman在賓大的團(tuán)隊(duì)以及多家mRNA公司合作，共同測(cè)試mRNA-LNP的不同配比。其中一個(gè)配比已經(jīng)被BioNTech和CureVac的新冠疫苗所使用。Moderna的LNP復(fù)合物也與此相差無(wú)幾。

這種納米粒含有四種脂質(zhì)分子：三個(gè)分子決定結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性；第四個(gè)名為可電離脂質(zhì)的分子是LNP有效的關(guān)鍵。這種物質(zhì)在實(shí)驗(yàn)條件下帶正電，與Felgner開(kāi)發(fā)的、Malone在80年代末測(cè)試的脂質(zhì)體具有類(lèi)似優(yōu)勢(shì)。但Cullis和商業(yè)伙伴開(kāi)發(fā)的可電離脂質(zhì)能在生理?xiàng)l件下（如在血液中）變成中性，這樣能減少對(duì)人體的毒性。

此外，混合四種脂質(zhì)能讓產(chǎn)品的保質(zhì)期更長(zhǎng)，在體內(nèi)的穩(wěn)定性更好，在Cullis管理的多家公司擔(dān)任前高管的Ian MacLachlan說(shuō)，“我們現(xiàn)在的藥理學(xué)是建立在所有這一切的基礎(chǔ)之上的?！?

Ian MacLachlan（左）和Thomas Madden（右）。來(lái)源：Ian MacLachlan; Acuitas Therapeutics

到了2000年代中期，研究人員想出了一種混合和生產(chǎn)這些納米粒的新方法，需要用到名為T(mén)-connector的裝置將脂肪（溶解在酒精中）與核酸（溶解在酸緩沖液中）結(jié)合。當(dāng)兩種溶液混合時(shí)，這些成分會(huì)自發(fā)形成緊密的LNP[21]。這種方法已被證明比生產(chǎn)基于mRNA的藥物的其他方式更可靠。

一旦將所有碎片拼接起來(lái)，“就像是天吶，我們終于有一個(gè)可以規(guī)?；纳a(chǎn)流程了。”目前在圣迭戈Replicate Bioscience公司擔(dān)任首席發(fā)展官的Andrew Geall說(shuō)。2012年，Geall帶領(lǐng)首支團(tuán)隊(duì)在諾華（Novartis）美國(guó)分部成功結(jié)合了LNP與RNA疫苗[22]。所有mRNA公司現(xiàn)在都在用類(lèi)似這種LNP遞送平臺(tái)和生產(chǎn)系統(tǒng)，但相關(guān)專(zhuān)利的歸屬權(quán)仍深陷法律糾紛。比如Moderna就與Cullis的一家公司——溫哥華的Arbutus Biopharma——對(duì)簿公堂：Moderna新冠疫苗使用的LNP技術(shù)到底是誰(shuí)的專(zhuān)利？

一個(gè)產(chǎn)業(yè)的誕生

到了2000年代末，多家大型藥企都開(kāi)始向mRNA進(jìn)軍。2008年，諾華和Shire都成立了mRNA研發(fā)部門(mén)——前者（由Geall領(lǐng)導(dǎo)）關(guān)注疫苗，后者（由Heartlein領(lǐng)導(dǎo)）關(guān)注藥物。BioNTech便在那年成立，其他初創(chuàng)公司也紛紛入局，這是因?yàn)槊绹?guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）在2012年決定資助產(chǎn)業(yè)界研究RNA疫苗和藥物。Moderna便是在此基礎(chǔ)上壯大的公司之一——2015年已經(jīng)籌資超過(guò)10億美元，其目標(biāo)是利用mRNA誘導(dǎo)體內(nèi)細(xì)胞產(chǎn)生自己的藥物，治療因蛋白缺失或失效導(dǎo)致的疾病。當(dāng)這個(gè)計(jì)劃落空時(shí)，Moderna在其首席執(zhí)行官Stéphane Bancel的領(lǐng)導(dǎo)下只能選擇一個(gè)更小的目標(biāo)：做疫苗。

Moderna的Derrick Rossi（左）和Stéphane Bancel（右）。來(lái)源：Derrick Rossi; Adam Glanzman/Bloomberg/Getty

一開(kāi)始，許多投資者和觀(guān)望者都非常失望，因?yàn)橐呙缙脚_(tái)的顛覆性和盈利性看起來(lái)都要遜色不少。截至2020年初，Moderna共有9種針對(duì)傳染病的候選mRNA疫苗進(jìn)入了人體測(cè)試，但沒(méi)有一個(gè)大獲全勝。只有一個(gè)候選疫苗進(jìn)入了更大規(guī)模的試驗(yàn)。 

面對(duì)突如其來(lái)的COVID-19，Moderna火速行動(dòng)，在新冠病毒基因組序列公開(kāi)后的幾天內(nèi)就做好了一個(gè)原型疫苗。Moderna后來(lái)與美國(guó)國(guó)家過(guò)敏和傳染病研究所（NIAID）合作開(kāi)展小鼠研究和人體試驗(yàn)，這一切只用了不到10周。

BioNTech這邊也是全員出動(dòng)。2020年3月，BioNTech與紐約制藥公司輝瑞（Pfizer）合作，在不到8個(gè)月的時(shí)間里破紀(jì)錄地走完了從首次人體試驗(yàn)到緊急使用批準(zhǔn)的流程。

這兩款獲得授權(quán)的疫苗都使用修飾的mRNA加入LNP，而且所含序列編碼的新冠病毒刺突蛋白的形狀更易誘導(dǎo)保護(hù)性免疫。許多專(zhuān)家表示，由NIAID疫苗學(xué)家Barney Graham、得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校結(jié)構(gòu)生物學(xué)家Jason McLellan，以及斯克里普斯研究所的Andrew Ward設(shè)計(jì)的這種對(duì)蛋白質(zhì)形狀的調(diào)整也是一個(gè)可以拿獎(jiǎng)的成就，雖然這只針對(duì)新冠病毒疫苗，不適合所有mRNA疫苗?！?

圍繞mRNA貢獻(xiàn)的爭(zhēng)論，一些爭(zhēng)議涉及誰(shuí)才擁有最賺錢(qián)的專(zhuān)利。但是，許多奠基性的知識(shí)產(chǎn)權(quán)都要追溯到Felgner、Malone和他們?cè)赩ical公司的同事在1989年（以及Liljestr?m在1990年）提出的觀(guān)點(diǎn)。這些產(chǎn)權(quán)從授權(quán)日起只有17年的有效期，所以現(xiàn)在已經(jīng)不再受到專(zhuān)利權(quán)限制。

即使是Karikó和Weissman的專(zhuān)利也將在5年后過(guò)期，該專(zhuān)利在2006年申請(qǐng)，后來(lái)授權(quán)給了Cellscript公司。產(chǎn)業(yè)界知情人士表示，這意味著在脂質(zhì)納米粒中遞送mRNA的寬泛概念很快也將難以申請(qǐng)專(zhuān)利了，但各家公司可以合理地對(duì)特定的mRNA序列申請(qǐng)專(zhuān)利，比如某種刺突蛋白的形式，或是專(zhuān)有的脂質(zhì)配比。

各個(gè)公司已經(jīng)在行動(dòng)了。Moderna作為mRNA疫苗領(lǐng)域的主要入局者，其在流感、巨細(xì)胞病毒和一系列其他傳染病上的實(shí)驗(yàn)性疫苗已經(jīng)開(kāi)展了臨床試驗(yàn)，它在去年獲得了兩個(gè)專(zhuān)利，范圍涵蓋廣泛使用mRNA產(chǎn)生分泌蛋白（參見(jiàn)：RNA疫苗如何在新冠疫情中彎道超車(chē)？）。但有多位產(chǎn)業(yè)界知情人士告訴《自然》，他們認(rèn)為這兩個(gè)專(zhuān)利可能會(huì)出現(xiàn)糾紛。

“我們感覺(jué)可申請(qǐng)的專(zhuān)利不多了?！奔幽么髆RNA疫苗公司 Providence Therapeutics的首席科學(xué)官Eric Marcusson說(shuō)。

諾獎(jiǎng)?lì)A(yù)測(cè)

至于誰(shuí)能拿諾貝爾獎(jiǎng)，呼聲最高的是Karikó和Weissman。這兩位已經(jīng)拿了很多獎(jiǎng)，包括科學(xué)突破獎(jiǎng)（Breakthrough Prizes，獎(jiǎng)金300萬(wàn)美元，科學(xué)界獎(jiǎng)金最高的獎(jiǎng)項(xiàng)）和西班牙久負(fù)盛名的阿斯圖里亞斯女親王獎(jiǎng)（Princess of Asturias Award）技術(shù)與科學(xué)研究獎(jiǎng)。同時(shí)獲得阿斯圖里亞斯獎(jiǎng)的還有Felgner、?ahin、Türeci、Rossi，以及英國(guó)牛津大學(xué)和藥企阿斯利康（AstraZeneca）新冠疫苗背后的疫苗學(xué)家Sarah Gilbert，這款疫苗沒(méi)有使用mRNA，而使用一種病毒載體。（Cullis最近一次獲獎(jiǎng)是國(guó)際緩釋協(xié)會(huì)頒發(fā)的一個(gè)獎(jiǎng)金5000美元的創(chuàng)始人獎(jiǎng)，這是一個(gè)由研究緩釋藥物的科學(xué)家組成的專(zhuān)業(yè)組織。）

還有人認(rèn)為，除了獎(jiǎng)勵(lì)Karikó的研究發(fā)現(xiàn)，還應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)她對(duì)整個(gè)mRNA研究領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。“她不僅是一位非常出色的科學(xué)家，還是領(lǐng)域內(nèi)一股強(qiáng)大的力量?！辈涣蓄嵏鐐惐葋喆髮W(xué)的RNA生物工程師Anna Blakney說(shuō)。為表彰Karikó的貢獻(xiàn)，Blakney兩年前請(qǐng)她在一場(chǎng)大型會(huì)議上演講，當(dāng)時(shí)Blakney還是一名初級(jí)博士后研究員（在Blakney聯(lián)合創(chuàng)立英國(guó)疫苗公司VaxEquity之前，該公司主要關(guān)注自擴(kuò)增RNA技術(shù)）。Karikó自己“在整個(gè)職業(yè)生涯中備受忽視，卻不忘積極提攜他人”。

雖然mRNA發(fā)展史上的有些人認(rèn)為自己應(yīng)該得到更多的認(rèn)可，包括Malone，但其他人卻更愿意分享這份榮譽(yù)?！澳阏娴牟荒苎?，”Cullis說(shuō)，以他的脂質(zhì)遞送系統(tǒng)為例，“可能有幾百人甚至幾千人一起在做這些LNP系統(tǒng)，以便它能迎來(lái)自己的高光時(shí)刻?！?

“所有人都在添磚加瓦，包括我?！?nbsp;Karikó說(shuō)。

回顧過(guò)去，許多參與者都表示很高興mRNA疫苗能給人類(lèi)帶來(lái)改變，以及自己有幸做出了有價(jià)值的貢獻(xiàn)。“見(jiàn)證這一切令我無(wú)比激動(dòng)，”Felgner說(shuō)，“我們那時(shí)堅(jiān)信會(huì)發(fā)生的所有事現(xiàn)在都發(fā)生了。”

參考文獻(xiàn)：

1. Malone, R. W., Felgner, P. L. & Verma, I. M. Proc. Natl Acad. Sci. USA 86, 6077–6081 (1989).

2. Malone, R. W. Focus 11, 61–66 (1989).

3. Dimitriadis, G. J. Nature 274, 923–924 (1978).

4. Ostro, M. J., Giacomoni, D., Lavelle, D., Paxton, W. & Dray, S. Nature 274, 921–923 (1978).

5. Melton, D. A. et al. Nucleic Acids Res. 12, 7035–7056 (1984).

6. Krieg, P. A. & Melton, D. A. Nucleic Acids Res. 12, 7057–7070 (1984).

7. Wolff, J. A. et al. Science 247, 1465–1468 (1990).

8. Martinon, F. et al. Eur. J. Immunol. 23, 1719–1722 (1993).

9. Jirikowski, G. F., Sanna, P. P., Maciejewski-Lenoir, D. & Bloom, F. E. Science 255, 996–998 (1992).

10. Conry, R. M. et al. Cancer Res. 55, 1397–1400 (1995).

11. Boczkowski, D., Nair, S. K., Snyder, D. & Gilboa, E. J. Exp. Med. 184, 465–472 (1996).

12. Hoerr, I., Obst, R., Rammensee, H. G. & Jung, G. Eur. J. Immunol. 30, 1–7 (2000).

13. Probst, J. et al. Gene Ther. 14, 1175–1180 (2007).

14. Karikó, K., Kuo, A., Barnathan, E. S. & Langer, D. J. Biochim. Biophys. Acta 1369, 320–334 (1998).

15. Karikó, K., Kuo, A. & Barnathan, E. Gene Ther. 6, 1092–1100 (1999).

16. Karikó, K., Ni, H., Capodici, J., Lamphier, M. & Weissman, D. J. Biol. Chem. 279, 12542–12550 (2004).

17. Karikó, K., Buckstein, M., Ni, H. & Weissman, D. Immunity 23, 165–175 (2005).

18. Warren, L. et al. Cell Stem Cell 7, 618–630 (2010).

19. Aldrich, C. et al. Vaccine 39, 1310–1318 (2021).

20. Kremsner, P. G. et al. Wien. Klin. Wochenschr. https://doi.org/10.1007/s00508-021-01922-y (2021).

21. Jeffs, L. B. et al. Pharm. Res. 22, 362–372 (2005).

22. Geall, A. J. et al. Proc. Natl Acad. Sci. USA 109, 14604–14609 (2012)

原文以The tangled history of mRNA vaccines為標(biāo)題發(fā)表在2021年9月14日《自然》的新聞特寫(xiě)版塊上