mRNA疫苗的n个话题
随着新冠疫情的肆虐，越来越多的人开始接种疫苗以加强自身防护。据新华社最新推送消息，我国目前疫苗接种已达到了3亿剂次。
“疫苗”成为人们街头巷尾热议的话题，受到了前所未有的关注。有专家呼吁“大家要关注mRNA疫苗，它给人类提供了无限的思考”。那么你知道mRNA疫苗是什么吗？它有何独特之处？它是怎样诞生的？它的应用价值是怎样的？我国的mRNA疫苗在国际上处于什么地位？
疫苗的工作原理是通过“训练”人体识别并对病毒或细菌等致病生物所产生的蛋白质作出反应。
传统的疫苗是由小剂量或灭活的整个致病生物体或其产生的蛋白质组成，将其导入人体，激发免疫系统作出反应，而mRNA疫苗则是通过诱导人体产生部分病毒蛋白。
为了制造mRNA疫苗，科学家们会制造出一种合成版的mRNA，而病毒就是用这种mRNA来构建它的传染性蛋白。这种mRNA被输送到人体内，人的细胞会将其作为构建该病毒蛋白的指令来读取，从而自己制造出一些病毒分子。这些蛋白质是独立的，因此它们不会组装成病毒。然后，免疫系统会检测到这些病毒蛋白，并开始对它们产生防御性的反应。
1.什么是mRNA？
mRNA（Messenger RNA），即信使RNA，是由DNA的一条链作为模板转录而来的，携带遗传信息的能指导蛋白质合成的一类单链RNA。通俗来讲，mRNA复制了细胞核中双链DNA的一条链的遗传信息，随即离开细胞核在细胞质中生成蛋白质。在细胞质中，核糖体沿着mRNA移动，读取其碱基序列，并翻译成其相应的氨基酸，最终形成蛋白质。
mRNA工作过程（图源网络）
2.mRNA疫苗是什么，有何独特之处？
mRNA疫苗是将编码疾病特异性抗原的mRNA引入体内，利用宿主细胞的蛋白质合成机制产生抗原，从而触发免疫应答。通常可根据不同疾病构建特异性抗原的mRNA序列，由新型脂质纳米载体颗粒包裹运送至细胞内，再利用人体核糖体翻译mRNA序列产生疾病的抗原蛋白，分泌后被自身免疫系统识别产生免疫反应，从而达到预防疾病作用。
mRNA疫苗在体内作用（图源网络）
mRNA疫苗属于最为前沿的第三代疫苗，还有待于发展增强其稳定性、调节其免疫原性、发展新的传递技术等研究。与传统疫苗相比，mRNA疫苗具有独特之处。
第一代传统疫苗主要包括灭活疫苗和减毒活疫苗，使用最为广泛。灭活疫苗是指先对病毒或细菌进行培养，然后用加热或化学剂(通常是福尔马林)将其灭活；减毒活疫苗是指病原体经过各种处理后，发生变异，毒性减弱，但仍保留其免疫原性。将其接种到身体内，不会引起疾病的发生，但病原体可在机体内生长繁殖，引发机体免疫反应，起到获得长期或终生保护的作用。
第二代新型疫苗包括亚单位疫苗和重组蛋白疫苗。亚单位疫苗是将致病菌主要的保护性免疫原存在的组分制成的疫苗亚单位疫苗，即通过化学分解或有控制性的蛋白质水解方法，提取细菌、病毒的特殊蛋白质结构，筛选出的具有免疫活性的片段制成的疫苗；重组蛋白疫苗是在不同细胞表达体系中产生的抗原重组蛋白。
第三代前沿疫苗包括DNA疫苗和mRNA疫苗。就是将编码某种抗原蛋白的病毒基因片段(DNA 或RNA ) 直接导入动物体细胞内（疫苗注射到人体），并通过宿主细胞的蛋白质合成系统产生抗原蛋白，诱导宿主产生对该抗原蛋白的免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。两者的区别在于DNA是先转录成mRNA再合成蛋白质，mRNA则直接合成。
3. Kati Kariko对mRNA疫苗的贡献
Kati Kariko——mRNA疫苗奠基人，是一位了不起的女性科学家，她为当今mRNA疫苗的问世打下了扎实的科研基础。她在读书期间就对mRNA充满了研究兴趣，在四十多年科研生涯中，屡屡受挫，未申请到科研基金，没有稳定的科研职位，但是她一直坚守mRNA的研究。她的贡献在于，成功地通过细胞培养制造出了想要的mRNA分子。在她的坚持以及不断加入进来的科学家们的共同努力下，mRNA疫苗终于研制成功。
Kati Kariko（图源：网络）
目前，BioNTech、Moderna和CureVac并称为全球三大mRNA疗法引领者，其中，BioNTech和Moderna在此次新冠疫苗研发中均处于研发前列。Moderna一直专注于mRNA相关药物和疫苗的研发，新冠肺炎三期试验疫苗mRNA-1273就是该公司目前进展最快的项目。BioNTech也是全球领先的mRNA药物和疫苗研发企业，mRNA药物/疫苗共19个，其中7个进入临床阶段。CureVac一直专注于mRNA药物/疫苗的研发，全球首家建立符合GMP标准的RNA生产线的公司，主要关注肿瘤、感染性疾病和罕见病。
4.mRNA疫苗在COVID-19的应用前景
随着COVID-19的全球流行，各国倾力研究用于阻遏新冠流行的疫苗。mRNA疫苗作为一种新型疫苗，在新冠疫情来临时发挥了先导作用。
图3 mRNA疫苗预防新冠病毒的报道（来自NCBI）
此次新冠疫情，美国科学家和企业，成功的研发出了信使疫苗（mRNA疫苗）。日前，纽约时报首次公开了辉瑞公司的信使疫苗制造过程，共有18个步骤。即从冷库中提取DNA、促使细胞成长繁殖、发酵混合物（细菌）、采集并净化DNA、质量检测、切割质粒、净化DNA、进行DNA到mRNA的转变、mRNA检测、冷藏、打包和再次运输、准备脂质、制作mRNA疫苗、准备疫苗瓶、罐装疫苗、打包、冷藏和测试、打包和运输成品疫苗。
辉瑞-BioNTech疫苗是第一批被批准能够在紧急情况下使用的mRNA疫苗。如今一半美国人，超过1.4亿，已经至少注射了一针疫苗，绝大部分都是mRNA疫苗。
5.我国mRNA疫苗在世界的地位
我国也加入了mRNA疫苗的研发，虽起步晚，但正在奋起直追。2020年7月23日，国际顶刊Cell报道了我国由苏州艾博生物科技公司联合军事医学研究院、云南沃森生物共同研制的首个针对COVID-19的耐高温mRNA疫苗ARCoV。该疫苗功能强大，为液体制剂，可以在室温下保存至少1周时间。
该疫苗2020年7月处于1期临床试验中，预计今年年底问世，让我们拭目以待。
（本文参考中国生物技术网中科院微生物研究所有关文章编写）
