目前針對新型冠狀病毒COVID19疫苗競賽正在進行。據世界衛生組織稱,有54種不同的疫苗正在開發中,其中兩種已經在人類中進行測試。而在這些不同的候選疫苗中,有一個新的參與者--mRNA疫苗。
美國公司Moderna開發的一種mRNA疫苗已於3月16日開始進行首次人體試驗,而德國公司CureVac正在開發的另一種mRNA疫苗已獲得歐盟委員會8000萬歐元的投資。
mRNA疫苗究竟是什麼,為什麼它們在對抗冠狀病毒方麵會大有可為?對此,德國Paul Ehrlich研究所的微生物學部門負責人Isabelle Bekeredjian-Ding教授,提出了五點見解。
1. 它們是一種新型的疫苗
如果針對冠狀病毒的mRNA疫苗獲得批準,這將是同類疫苗中的首例。"這是一種非常獨特的疫苗製作方式,到目前為止,還沒有(這種)疫苗被批準用於傳染病的治療。"Ding教授說。
疫苗的工作原理是通過“訓練”人體識別並對病毒或細菌等致病生物所產生的蛋白質作出反應。傳統的疫苗是由小劑量或滅活的整個致病生物體或其產生的蛋白質組成,將其導入人體,激發免疫係統作出反應。
相比之下,mRNA疫苗則是通過誘導人體產生部分病毒蛋白。"mRNA基本上就像一個蛋白質的前體,它的(序列編碼)決定了蛋白質的組成。"Bekeredjian-Ding教授說。
為了製造mRNA疫苗,科學家們會製造出一種合成版的mRNA,而病毒就是用這種mRNA來構建它的傳染性蛋白。這種mRNA被輸送到人體內,人的細胞會將其作為構建該病毒蛋白的指令來讀取,從而自己製造出一些病毒分子。這些蛋白質是獨立的,因此它們不會組裝成病毒。然後,免疫係統會檢測到這些病毒蛋白,並開始對它們產生防禦性的反應。
2. 與傳統的疫苗相比,它們可能更有效,生產起來也更直接
我們的免疫係統有兩個部分:先天性(我們天生的防禦能力)和後天性(我們在接觸病原體時形成的)。傳統的疫苗分子通常隻對後天免疫係統起作用,而先天免疫係統是由另一種被稱為佐劑的成分激活的。有趣的是,疫苗中的mRNA也可以觸發先天性免疫係統,無需添加佐劑就能提供額外的防禦。
"各種先天性免疫細胞都被mRNA激活,"Bekeredjian-Ding教授說。"這使免疫係統對危害性病原體做好了準備,因此引發的免疫反應類型非常強烈。"
然而,要了解這種反應,了解它能提供多長時間的保護,以及是否有任何弊端,還有很多工作要做。Bekeredjian-Ding教授還解釋說,因為沒有把整個病毒引入體內,因此病毒無法裝上自己的自我防禦,所以免疫係統可以集中精力,在不受病毒幹擾的情況下,對病毒蛋白產生反應。
而且,通過讓人體自身產生病毒蛋白,mRNA疫苗削減了部分製造過程,應該比傳統疫苗更容易、更快捷。在疫情如此急迫的情形下,漸變的疫苗製作流程是有很大的正麵意義的。
3. 已知關於mRNA疫苗的大部分內容都來自於對癌症的研究
到目前為止,大多數利用mRNA誘發免疫反應的工作都集中在癌症領域,腫瘤mRNA被用來幫助人們的免疫係統識別並對特定腫瘤產生的蛋白質做出反應。"這項技術對於腫瘤領域來說是非常好的,因為你可以開發出針對不同腫瘤患者的疫苗。"Bekeredjian-Ding教授說。
以這種方式利用腫瘤mRNA激活人體的T細胞--後天免疫係統中殺傷細胞的部分,這對消滅腫瘤是有幫助的。這可能對冠狀病毒也很重要。"因為病毒喜歡隱藏在細胞中,往往需要強烈的T細胞反應,"Bekeredjian-Ding教授說。
但要對抗像COVID19這樣的病毒,很可能還需要激活後天免疫係統的另一個部分--B細胞,這些B細胞會產生抗體。"而在這方麵的經驗很少(除了動物感染模型外),因為對於腫瘤來說,是否激發B細胞反應並沒有那麼重要。"
4. 有很多未知數
由於mRNA疫苗現在才開始在人類中進行試驗,因此有很多相當多的未知數,隻有通過人體試驗才能回答。"我認為,目前真正的挑戰是了解這些疫苗是否真的能夠在人體內誘導足夠的保護性免疫反應。"白建鼎教授說。
其他問題包括:疫苗所選擇的蛋白質是否是預防冠狀病毒在人體內感染的合適蛋白質分子,免疫反應對這種特殊的冠狀病毒有多大的針對性,任何免疫力會持續多久,以及是否會引起嚴重的副作用等。
5. 是否可以大規模接種疫苗
一旦mRNA疫苗獲得批準(可能需要12-18個月的時間),應該很容易實現規模化生產。由於生產過程比其他疫苗的時間短,Bekeredjian-Ding教授估計隻需幾個月的時間,而不是傳統疫苗的1-2年,因此這些疫苗有可能迅速擴大生產規模。
"我認為我們將需要非常高的人群覆蓋率,但這有點兒取決於地區差異和流行病學特征,"Bekeredjian-Ding教授說。"在冠狀病毒傳播速度非常快的國家,我們也期望有很多接觸過這種病毒的人,他們實際上已經啟動了自然免疫反應。但另一方麵,如果你看一下德國,現在大家都在家裏被禁足了,除了購買生活必需品之外,不能出門。因此,這部分人口仍然很容易受到感染,她說。"所以在這裏,你肯定要考慮給整個人群接種疫苗。