mRNA疫苗，太多的驚喜了

mRNA疫苗，太多的驚喜了

11/24/2020

有讀者蠱惑咱寫一下美國最新出台的兩款mRNA新冠疫苗（Moderna和輝瑞公司的疫苗），這有點勉為其難了，因為，咱是一不小心混進了醫學科研領域，而該領域佔地面積遠遠大於銀河系，咱就居住在一個小小的蝸居，就敢縱橫天下，似乎有「不自量力」的嫌疑。

為了不違鐵杆粉絲們的期許，咱斗膽查閱了不屬於自己專業的疫苗知識和RNA研究動向，也不恥下問向數位美國專家請教，總算對這兩款疫苗有了粗淺的認識，咱用科盲能夠理解的語言，給大家白活一下。

很多讀者想了解美國出台的mRNA和國內滅活疫苗有什麼區別，但鑒於這個話題很容易犯錯，咱還是就自己了解的有限知識，給大家談一下，mRNA新冠疫苗為什麼給全世界帶來如此大的轟動吧。

一、先介紹一下mRNA這個概念

吃瓜群眾普遍了解的是DNA，就是遺傳基因，自然界「種瓜得瓜、種豆得豆」，孩子象爹媽這都是遺傳基因起作用的，（孩子象隔壁老王，那是變異，此處不表），也就是DNA起作用。

如果說DNA是決定人體活動（吃喝拉撒睡、開心沉默悲）的指揮部（遺傳源頭），那麼，由DNA決定人體細胞產生的特殊蛋白質就是執行者，這些蛋白質執行者不折不扣地執行著指揮部傳來的信息，與外來物質、自身疾病戰鬥或者表達機體的喜怒哀樂。把DNA指揮部決定的信息，傳遞給細胞產生蛋白，mRNA就是這個信息的傳遞員，她是DNA的翻版，會準確無誤地把DNA的信息傳遞給細胞，讓細胞產生激素、酶等供人體活動的蛋白質，有了這些蛋白質，人類活動才豐富多彩。比如，您吃下很多糖，胰島細胞就分泌胰島素（蛋白質），幫助你把吃下去的糖分解掉，讓您不會得糖尿病。

下圖就是DNA，mRNA和蛋白質的關係圖

二、科學家利用mRNA造福人類的歷史

雖然人類早已認識到mRNA的作用，但真正在實驗室和科研領域利用她造福人類，還是近30年的事。

最早使用實驗室注射mRNA到生物體並成功獲得需要的蛋白質是威斯康辛大學Jon Wolff 團隊，該團隊直接將mRNA注射到小鼠肌肉內，並成功檢測到小鼠肌肉內產生了蛋白質（文章發表在1990年《科學》雜誌上）。這個試驗給人類帶來了極大的希望：人類可以使用該技術，生產人體需要的蛋白物質，對很多疾病（癌症、瘟疫等疑難重症）進行防治。

三、mRNA人體注射治療疾病的優點

這項技術，屬於目前醫學最熱的前沿研究領域「基因治療」的一部分，但該技術比普通的基因治療有極大的優勢。普通基因治療是在DNA上「動刀」，使用各種技術切割修改人體的遺傳物質DNA，這種「手術」有很大的風險。

地球上的物種，都是經過數百萬年進化而來的，現有的遺傳DNA序列，是大自然淘汰的結果，假如咱們用技術，在人體上切割DNA，改變人體遺傳基質，可能出現的未知「災害」，在人類目前的認知條件下，實在難以預測。

國內某科學家曾經「基因編輯」了受精卵並誕生了兩位DNA被人工修飾了的女嬰，被全世界科學家詬病並譴責，正是基於這個原因。咱們居住在自己的陋室，對人體複雜程度超過銀河系的外宇宙，了解得實在太少太少了。

而注射mRNA到人體進行「基因治療」，就沒有這樣的「後顧之憂」，因為，mRNA只是通知細胞，按照這種方式產生蛋白，而根本不改變人體DNA序列，也就是不會改變人體基因。一旦細胞接受了信息，mRNA的任務就完成了，在細胞里自動降解。

四、mRNA基因治療的難處

前面介紹了，mRNA基因治療有這等好處，為什麼臨床上沒見大量使用？

這是mRNA的性質所決定的。

mRNA極為不穩定，自然界到處有其降解酶！咱們的手上、空氣里、物品檯面上…..mRNA降解酶幾乎無所不在，實驗室如果提取RNA，需要嚴格控制的環境，稍不注意，一天的提取工作就浪費了。

對於看不見聞不到、還這麼不穩定的mRNA，使之成為臨床上可以用來防治疾病的生物製劑，從技術上幾乎是不可能的，這就需要對生成的mRNA進行保護，加上一層「保護膜」，使之能從產地運輸到臨床並用於人體。Moderna和輝瑞公司就掌握了這項技術，尤其是Moderna公司，對mRNA保護技術更為領先，以至於其生產的新冠疫苗，可以在-20度的情況下保存半年以上。輝瑞疫苗雖然療效不錯，但需要保存在-70度，使之廣泛應用受到極大的限制。

僅僅這項「保護膜」技術，不知道讓這些生物公司和相關領域的科學家花費了多少年時間。

注射mRNA到人體，還有很多技術環節，科學家們幾乎是毫無收穫地花費了數十年時間，默默無聞地攻克一個個難關。

僅舉幾例。

mRNA注射到人體，這些小分子不會自動進入指定的細胞的，需要給mRNA有特定的「制導系統」，引導mRNA進入指定的細胞；

細胞對外來物質有天然的抵抗作用（細胞膜的保護），這些mRNA小分子還需要有「鑽頭」，鑽開細胞膜，讓mRNA進入細胞；

細胞有很多保護酶，對外來的物質會自動降解，進入細胞的mRNA碰上這些酶后，會「全軍覆沒」……

這也是為什麼，1990年就有實驗室報道該技術，但一直沒見諸多臨床產品見世，因為，這30年以來，科學家們在沒有產出的情況下，日復一日、年復一年地突破人體設置的各個「障礙」，比如：部分改變mRNA序列、在分子頂端加一個「帽子」、在分子末端加一個「尾巴」……不斷試驗，摸索條件……讓mRNA能進入指定細胞，讓細胞不對進入的mRNA攻擊。

99%的上述摸索，都進入了「死胡同」……

這是為什麼，當這次新冠mRNA疫苗研發成功，並且有如此好的防護功能，吃瓜群眾開心，更讓全世界科學家極為興奮，因為：隨著這些難關的克服，該項技術廣泛應用於很多疾病（癌症、糖尿病、傳染病、心臟病等等）的防治，都將成為可能。

當然，mRNA基因治療技術，目前還有很多不足，此處不展開了。

五、mRNA疫苗的優點

相比較傳統的滅活疫苗，mRNA疫苗的優點實在是太突出了。

滅活疫苗是使用死亡或者減毒的病原菌，注射入人體，讓人體產生抗體。這類疫苗生產周期長（病毒只能在細胞里繁殖）、成本高（需要大量的細胞和營養液）、防疫效果不佳（病毒變異快）、副作用較大（死亡病原體是超大分子蛋白）。

僅僅一個病毒變異，就可能讓滅活疫苗的保護功能大大下降。這裡圖示一下原始病毒「長相」，這樣的滅活病毒進入人體，人體產生的抗體會和病毒刺突蛋白結合（紅色橢圓圈處），讓殺毒細胞殺死病毒。但病毒變異后，人體產生的橢圓抗體不認識原來的結合點，變異病毒結合點變成了後面不規則的紅色圈圈，先前的滅活疫苗則不再有保護作用了，抗體「抓不住」病毒，殺毒細胞就沒辦法殺死病毒

即使牛津大學目前號稱的腺病毒載體疫苗，和mRNA疫苗也是無法比擬的，除了成本、保護率等，短時間大批量生產也是一個很大的難題。

而mRNA疫苗則有效避免了上述的缺點，其針對性強（針對病毒刺突蛋白），一旦病毒變異，生產源端很容易改變mRNA的序列，產生針對變異后病毒的疫苗，尤其是其只是一段核苷酸序列分子，源頭極易生產，成本極低，對這次波及全球的疫情，可以在最短的時間，生產足夠的mRNA疫苗，滿足市場需求。

這也是為什麼，Moderna這個小公司的股票坐上了火箭，實在是太令人興奮的消息了，不僅僅是針對此次疫情。

六、Moderna公司趕上了「好時光」

在眾多製藥廠和生物公司中，Moderna公司一直默默無聞，雖然其在RNA藥物和疫苗研究上有很強的實力，但苦於沒有大的突破。從其公司的網頁可以了解到，該公司一直和美國國立衛生研究院（NIH）有著密切聯繫，mRNA分子序列生產技術早已成熟。當中國學者1月11日公布了此次新冠病毒的序列后，1月13日公司就拿出來病毒刺突蛋白mRNA序列（2天後啟動），2月7日就生產了第一批供臨床試驗的mRNA疫苗，2月24日進行了一期試驗（PhaseI）。從知道序列，不到一個月就拿出了產品，40天後即進入一期實驗。

美國製藥行業從來沒有過這樣的速度。

更好的時光來自美國的FDA。由於美國被疫情拖進了「深水區」，美國政府對新冠病毒疫苗研發開展了一個 「曲速行動」（Operation Warp Speed）計劃，FDA啟動了「緊急通道」（Emergency Use Authorization，EUA），根據一期試驗數據，FDA 3月4日（疫苗啟動一個半月後）就批准了該疫苗的臨床試驗……

一位研究心臟病的同事和咱聊天，他對該疫苗的成功上市感到非常激動，他關注了mRNA生物製劑近20年，一直沒看到該技術有重大突破，而這個疫苗，給了同行們太多的鼓勵了，他對該領域無怨無悔進行投入並研究的科研人員表示了由衷的敬意。

內行看門道，咱們吃瓜群眾看熱鬧，咱也是從一個吃瓜群眾，被內行點撥，才了解了其中的少許門道。

可以毫不猶豫地預測，未來10年，臨床上出現和mRNA相關的產品，將是紛至沓來的事件。

從Moderna公司的勵志故事裡，咱算明白了一個道理：機會是給有準備的人的。正是該公司具有了生產mRNA分子的技術平台，並埋頭鑽研相關領域的技術環節，新冠來了，老天不負有心人啊。

咱是無心人，沒有在該公司宣稱其已經生產出mRNA疫苗后，購買該公司的股票，現在，咱的腸子都悔青了。

假如未來利用mRNA技術生產「後悔葯」，咱一定第一個購買。

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