专家解读诺奖生理医学奖：探索了近30年的mRNA疫苗是如何走向实际应用的
2023年诺奖生理医学奖今晚揭晓：奖项授予两位在mRNA疫苗上作出突破性贡献的科学家：卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼，以表彰他们发现促成新冠疫苗开发。mRNA疫苗开发在人类历史上经过漫长30年征程，这种类型疫苗有怎样的突破意义？如何看待疫苗发展与人类进步？解放日报·上观新闻记者就此采访医学科学家求解。
几十年以来，mRNA基因传递方法一直是全球科学家的梦想。40年前，本次获奖者之一的卡塔琳·考里科举家前往宾夕法尼亚州费城的天普大学开始博士后研究。当时，“基因治疗”概念开始兴起，大众认为，如果能够纠正体内那些导致疾病的基因突变，那么多种遗传疾病都会迎刃而解。
修正这些基因，最有效的方法就是通过DNA来实现。但卡塔琳不这么认为：在博士期间，她研究如何利用mRNA治疗病毒感染，认为负责将DNA信号转化为蛋白质的mRNA更有潜力。因为直接改变DNA是极其危险的，瞬时性的mRNA则没有这种问题。正如卡塔琳所想，mRNA的确极具潜力。她没有想到，为了梦想成真，这位匈牙利裔美国科学家几乎坐了40年冷板凳。
上海交通大学医学院附属瑞金医院临床病毒研究室主任张欣欣介绍，mRNA疫苗最初的研发重心是肿瘤癌症，这是一项持续已久的低调、坎坷的征程。
为何疫苗会与癌症治疗相关？张欣欣解释：一些癌症由致癌病毒所引起，比如大家较为熟悉的、人类乳头状瘤病毒引起的宫颈癌，目前这种癌症已有了预防性疫苗。更多肿瘤并非由外来病原体导致的，是人体细胞发生了基因突变后，不受控制“疯长”的结果。
学界研究发现：癌细胞突变后，会产生独特表达的新抗原。因此，一种类似于开发流感疫苗的思路也被用于对付癌症。而研究的难点也正在于此：肿瘤患者的异质性很高，每位患者的基因都不同，肿瘤突变情况也不完全相同。
“可以说，新冠疫情的突然暴发，将mRNA技术真正向实际应用阶段推了一把。肿瘤治疗的临床研究需要漫长、严谨的步骤，但在严峻的疫情形势下，各个环节的节奏都加快了。”她表示，mRNA疫苗的出现，也为大众在灭活疫苗、重组蛋白疫苗、腺病毒载体疫苗等之外又增添了一个新选择。
今年三月，我国迎来首款国产mRNA新冠疫苗。国家传染病医学中心、复旦大学附属华山医院感染科艾静文医生表示，从技术路线上看，mRNA疫苗相较于传统技术路线，有着研发时间短、研发过程安全、疫苗免疫原性高效三大非常显著的优势。这也是为什么在过去三年传染病疫情中，mRNA疫苗能在数个月内被研发成功，并全球大量生产及使用的关键。客观来说，除了研发技术路线上的既定特点，疫情对全球科技研发、临床研究、实际应用大环境的重大影响，也进一步催化了mRNA疫苗技术路线的快速成熟。
1997年，在宾夕法尼亚大学的卡塔琳偶遇本次另一位获奖者、免疫学家德鲁·韦斯曼。双方很快发现，对mRNA疗法的观点不谋而合，随即开始合作。在经历数年的漫长研究后，他们发现，通过核酸的甲基化，能够有效避免免疫识别受体对mRNA的响应，并极大程度降低了mRNA带来的副作用。该研究于2005年发表在免疫学领域顶尖期刊《免疫》上，也让mRNA疗法的应用成为了可能。
15年后的2020年11月8日，辉瑞首批mRNA疫苗检测结果出炉，表明其对新冠病毒具有强大的防护功效。当年12月18日，两人均在宾夕法尼亚大学接种了疫苗。
专家介绍，以脂质载体介导的新冠棘突蛋白mRNA为主体的基因传递，避免了在DNA转录过程中的误差和转录过程中的潜在副作用，让棘突蛋白在人体细胞内短期内高效表达，激活机体的免疫反应，这比自然感染更加有效地产生专一的抗病毒抗体和免疫杀伤细胞。
尽管基因表达短暂，激活的B细胞和T细胞却有自己的记忆，能够“长久”地消灭或者抑制病毒。同时，这种mRNA并不会逆转录变成DNA,更不会整合到宿主DNA里，安全可靠。
张欣欣说，疫苗对传染病的预防是目前最快速、有效的方法，这一点毋容置疑。随着mRNA技术愈发成熟和普遍后，除了在传染病领域的应用之外，也期待更多癌症病种能从中尽快获益。
大数据及人工智能将持续助力防病
自18世纪末，英国医生爱德华·詹纳发现接种牛痘可以预防天花开始，现代疫苗发展经历了200多年的时间。200年疫苗史也就是人类和传染病斗争的历史。直至今日，疫苗接种而避免的死亡人数超过了其他任何的一项医学治疗干预的手段。
艾静文认为：从事物发展的角度，新的科学发现一定会伴随着新的智慧积累。进入21世纪，生命科学领域的信息和数据更是以指数级体量增加，如此大背景下，怎样更好、更准确地从大量数据中获取核心信息并将其转化为临床应用，都将是新世纪应对传染病乃至其他疾病的重要“功课”。
此次两位科学家因mRNA疫苗获得诺贝尔奖，是对科学家们在应对新型传染病爆发中，将科学知识转化为保护人类武器的最佳表彰。她告诉记者，未来伴随大数据分析平台及更多人工智能工具的加入，更有信心能够尽可能追上、甚至预判新发病原体进化的脚步，从单纯“追逐战”转为全球大流行的预防，各领域科学家们将有更多武器，进一步为全球健康建设做出贡献。
