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COVID-19 mRNA 疫苗:科学的里程碑和医学的游戏规则改变者

中医药COVID-19 mRNA 疫苗:科学的里程碑和医学的游戏规则改变者

病毒蛋白以疫苗的形式作为抗原给药,身体的免疫系统形成针对给定抗原的抗体,从而提供针对任何未来感染的保护。 有趣的是,这是人类历史上第一次以疫苗的形式提供相应的 mRNA 本身,该疫苗使用细胞机制来表达/翻译抗原/蛋白质。 这有效地将身体细胞变成了生产抗原的工厂,从而通过产生抗体来提供主动免疫。 已发现这些 mRNA 疫苗在人体临床试验中是安全有效的。 而且,现在,正在按照协议向人们施用 COVID-19 mRNA 疫苗 BNT162b2(辉瑞/BioNTech)。 作为第一个正式批准的 mRNA 疫苗,这是科学上的一个里程碑,开创了医学和药物输送的新时代。 这很快就会看到 mRNA 技术在癌症治疗中的应用,以及其他疾病疫苗的范围,从而可能改变医学实践并在未来完全塑造制药行业。  

如果细胞内需要一种蛋白质来治疗疾病或充当抗原以发展主动免疫,则该蛋白质需要以完整形式安全地输送到细胞中。 这仍然是一项艰巨的任务。 是否可以通过注射相应的核酸(DNA 或 RNA)将蛋白质直接表达到细胞中,然后使用细胞机制进行表达? 

一组研究人员构想了核酸编码药物的想法,并于 1990 年首次证明将 mRNA 直接注射到小鼠肌肉中会导致肌肉细胞中编码蛋白的表达(1). 这开辟了基于基因的疗法以及基于基因的疫苗的可能性。 这一发展被认为是一种颠覆性技术,未来的疫苗技术将以此作为衡量标准 (2).

思维过程迅速从“基于基因”转变为“基于 mRNA”的信息传递,因为 mRNA 与 的DNA 因为 mRNA 既不整合到基因组中(因此没有有害的基因组整合)也不复制。 它只有蛋白质表达直接需要的元件。 单链 RNA 之间的重组很少见。 此外,它会在几天内在细胞内分解。 这些特点使 mRNA 更适合作为一种安全、瞬时的信息携带分子,作为基因疫苗开发的载体 (3). 随着技术的进步,特别是与具有正确代码的工程化 mRNA 的合成有关,这些 mRNA 可以传递到细胞中进行蛋白质表达,范围进一步扩大,从 疫苗 到治疗药物。 使用 mRNA 作为一种药物类别开始受到关注,在癌症免疫疗法、传染病疫苗、基于 mRNA 的多能干细胞诱导、基因组工程设计核酸酶的 mRNA 辅助递送等领域具有潜在应用。 (4).  

的出现 基于mRNA的疫苗 临床前试验的结果进一步刺激了治疗方法。 在流感病毒、寨卡病毒、狂犬病病毒等动物模型中,发现这些疫苗可引发针对传染病目标的有效免疫反应。 在癌症临床试验中使用 mRNA 也看到了有希望的结果 (5). 意识到该技术的商业潜力后,各行业对基于 mRNA 的疫苗和药物进行了大量研发投资。 例如,直到 2018 年,Moderna Inc. 可能已经投资了超过 XNUMX 亿美元,但距离任何上市产品还有几年的时间 (6). 尽管在传染病疫苗、癌症免疫疗法、遗传疾病治疗和蛋白质替代疗法中使用 mRNA 作为治疗方式做出了一致的努力,但 mRNA 技术的应用由于其不稳定性和易于被核酸酶降解而受到限制。 mRNA 的化学修饰有所帮助,但尽管使用基于脂质的纳米颗粒来递送 mRNA,但细胞内递送仍然是一个障碍 (7)

真正推动 mRNA 治疗技术进步的动力来了,世界范围内呈现的不幸情况 Covid-19 大流行。 开发安全有效的 SARS-CoV-2 疫苗成为每个人的首要任务。 进行了大规模多中心临床试验以确定 COVID-19 mRNA 疫苗 BNT162b2(辉瑞/ BioNTech)的安全性和有效性。 试验于 10 年 2020 月 19 日开始。经过大约 162 个月的严格工作,临床研究的数据证明 COVID-2 可以通过使用 BNTXNUMXbXNUMX 进行疫苗接种来预防。 这提供了基于 mRNA 的疫苗可以提供针对感染的保护的概念证明。 大流行带来的前所未有的挑战有助于证明,如果有足够的资源,可以快速开发基于 mRNA 的疫苗 (8). Moderna 的 mRNA 疫苗上个月也获得了 FDA 的紧急使用授权。

无论是 COVID-19 mRNA疫苗 即辉瑞/BioNTech的BNT162b2和 Moderna的 mRNA-1273 现在被用于根据国家疫苗接种协议为人们接种疫苗 (9).

两次成功 Covid-19 mRNA(辉瑞/BioNTech 的 BNT162b2 和 Moderna 的 mRNA-1273)疫苗在临床试验中以及随后的使用批准是科学和医学的一个里程碑。 事实证明,这是科学界和制药业近三十年来一直在追求的一项迄今为止未经证实的高潜力医疗技术 (10).   

这一成功带来的新热情必然会在大流行之后聚集能量,而 mRNA 疗法将进一步证明是一种颠覆性技术,开创了医学和药物输送科学的新时代。   

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參考資料  

  1. Wolff, JA 等,1990。在体内将基因直接转移到小鼠肌肉中。 科学 247, 1465–1468 (1990)。 DOI: https://doi.org/10.1126/science.1690918  
  1. 卡斯洛 DC。 疫苗开发中的一项潜在颠覆性技术:基于基因的疫苗及其在传染病中的应用。 Trans R Soc Trop Med Hyg 2004; 98:593 – 601; http://dx.doi.org/10.1016/j.trstmh.2004.03.007  
  1. Schlake, T., Thess A., et al., 2012. 开发 mRNA 疫苗技术。 RNA生物学。 2012 年 1 月 9 日; 11(1319):1330 XNUMX。DOI: https://doi.org/10.4161/rna.22269  
  1. Sahin, U., Karikó, K. & Türeci, Ö。 基于 mRNA 的疗法——开发一类新的药物。 Nature Review Drug Discovery 13, 759–780 (2014)。 DOI: https://doi.org/10.1038/nrd4278 
  1. Pardi, N.、Hogan, M.、Porter, F. 等人,2018 年。mRNA 疫苗——疫苗学的新时代。 Nature Review Drug Discovery 17, 261–279 (2018)。 DOI: https://doi.org/10.1038/nrd.2017.243 
  1. Cross R., 2018. mRNA 能否颠覆制药业? 3 年 2018 月 96 日出版。《化学与工程新闻》第 35 卷,第 XNUMX 期,可在以下网站在线获取 https://cen.acs.org/business/start-ups/mRNA-disrupt-drug-industry/96/i35 27 年 2020 月 XNUMX 日访问。  
  1. Wadhwa A.、Aljabbari A. 等人,2020 年。基于 mRNA 的疫苗交付的机遇和挑战。 发表时间:28 年 2020 月 2020 日。Pharmaceutics 12, 2(102), XNUMX; DOI: https://doi.org/10.3390/pharmaceutics12020102     
  1. Polack F.、Thomas S. 等人,2020。BNT162b2 mRNA Covid-19 疫苗的安全性和有效性。 新英格兰医学杂志。 10 年 2020 月 XNUMX 日发布。DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa2034577  
  1. 英国公共卫生,2020 年。指南 – COVID-19 mRNA 疫苗 BNT162b2 的国家协议(辉瑞/BioNTech)。 18 年 2020 月 22 日发布。上次更新时间为 2020 年 XNUMX 月 XNUMX 日。可在线获取: https://www.gov.uk/government/publications/national-protocol-for-covid-19-mrna-vaccine-bnt162b2-pfizerbiontech 28 年 2020 月 XNUMX 日访问。   
  1. Servick K.,2020 年。mRNA 的下一个挑战:它可以作为药物使用吗? 科学。 18 年 2020 月 370 日发布:卷。 6523,第 1388 期,第 1389-XNUMX 页。 DOI: https://doi.org/10.1126/science.370.6523.1388 可以在线获得 https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1388/tab-article-info  

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