预防冠状病毒感染,这种新型疫苗会是未来的希望吗?
2020年的春節(jié),我們過(guò)得和往年很不一樣。張燈結(jié)彩的街道上,罕有行走的路人。而如何預(yù)防和治療新型冠狀病毒,則成了我們最為關(guān)心的話題。昨天,藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)與各位讀者分享了研發(fā)抗冠狀病毒新藥的策略與瓶頸。今天,我們將聊一聊有望預(yù)防感染的疫苗。
圖片來(lái)源:Pixabay
3天前,當(dāng)不斷上升的確診數(shù)和死亡病例數(shù)占據(jù)了新聞的頭條,很多人可能錯(cuò)過(guò)了這樣一條消息:總部位于挪威的“流行病防范創(chuàng)新聯(lián)盟”(CEPI)宣布開(kāi)啟三項(xiàng)合作項(xiàng)目,研發(fā)針對(duì)新型冠狀病毒的疫苗,其中一種屬于mRNA疫苗。作為一家在防治其他冠狀病毒上有著大量經(jīng)驗(yàn)的非營(yíng)利組織,CEPI期望從拿到新型冠狀病毒的基因序列,到臨床測(cè)試疫苗的效果,整個(gè)流程能壓縮到16周之內(nèi)。相比常規(guī)的疫苗研發(fā),這是個(gè)巨大的進(jìn)步。
那么,究竟什么是mRNA疫苗?
疫苗的“新紀(jì)元”?
自誕生以來(lái),疫苗每年都讓無(wú)數(shù)人的免疫力得到提高,使他們免于疾病的侵犯。考慮到新藥研發(fā)的周期較長(zhǎng),且存在種種不確定因素,用疫苗來(lái)預(yù)防新型冠狀病毒感染,也就成了順理成章的想法。
從傳統(tǒng)技術(shù)來(lái)看,許多疫苗使用的是減活或者滅活的病原體。這種策略在許多疾病的預(yù)防上取得了巨大的成功,但不適用于所有的疾病。譬如對(duì)于急性爆發(fā)的傳染病,使用傳統(tǒng)方式研發(fā)和制造的疫苗就難以趕上疾病傳播的速度。面對(duì)這些疾病給我們帶來(lái)的威脅,開(kāi)發(fā)新型的疫苗體系也就迫在眉睫。
2018年,藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的權(quán)威期刊Nature Reviews Drug Discovery發(fā)表了一篇綜述,介紹了一種叫做“mRNA疫苗”的新型在研疫苗在過(guò)去的發(fā)展,并認(rèn)為這是“疫苗學(xué)的新紀(jì)元”。我們知道,基因里儲(chǔ)存的遺傳密碼,會(huì)被用于合成蛋白質(zhì)。而mRNA則好像是“快遞員”,把DNA里的遺傳密碼抄寫(xiě)下來(lái),送到合成蛋白質(zhì)的工廠里。事實(shí)上,mRNA里的“m”,也正是“信使”(messenger)的意思。
利用mRNA的這種特性,一些研發(fā)人員們想到把能夠激發(fā)免疫反應(yīng)的抗原信息“寫(xiě)入”mRNA疫苗。當(dāng)這些疫苗進(jìn)入細(xì)胞后,mRNA攜帶的信息會(huì)被細(xì)胞用于合成抗原蛋白。而接觸到這些抗原蛋白后,人體也會(huì)相應(yīng)發(fā)生免疫反應(yīng)。
▲我們能用mRNA來(lái)指導(dǎo)抗原蛋白的合成(圖片來(lái)源:Moderna官方網(wǎng)站)
mRNA疫苗的優(yōu)勢(shì)
與傳統(tǒng)的疫苗相比,該綜述認(rèn)為mRNA疫苗有著多種優(yōu)勢(shì)。首先,mRNA疫苗的安全性能得到保障。作為一種不具有傳染性的物質(zhì),我們不用考慮mRNA是否會(huì)感染其他人,或者是否會(huì)發(fā)生突變。此外,利用正常的細(xì)胞代謝機(jī)制,mRNA就可以得到降解,不會(huì)在人體內(nèi)長(zhǎng)期駐留。而且,mRNA的免疫原性較低,不容易引起嚴(yán)重的免疫反應(yīng)。
其次,該綜述的作者對(duì)mRNA疫苗的療效也保持樂(lè)觀。文中指出,多種修飾有望穩(wěn)定mRNA的結(jié)構(gòu),確保它們能在細(xì)胞內(nèi)翻譯成所需的蛋白,刺激免疫系統(tǒng),帶來(lái)疫苗的效果。而把mRNA送入細(xì)胞的遞送方式在近年來(lái)也得到了很大的改善,能夠讓細(xì)胞快速吸收mRNA。此外,我們還能反復(fù)接種mRNA疫苗,進(jìn)一步提高療效。
mRNA疫苗的另一個(gè)優(yōu)勢(shì),則在于規(guī)模化量產(chǎn)的周期可能較短。在現(xiàn)有的技術(shù)下,我們有望快速進(jìn)行mRNA疫苗的規(guī)模化生產(chǎn),且成本相對(duì)較低。這對(duì)于疫苗的緊急部署而言,有著很大的意義。而較快的生產(chǎn)流程則有望進(jìn)一步減少生產(chǎn)污染的風(fēng)險(xiǎn),增加其安全性。
概念尚未得到完全驗(yàn)證
盡管mRNA疫苗有著種種潛在優(yōu)勢(shì),但我們也需要注意,這一療法目前尚未完全取得臨床上的驗(yàn)證。
以本次負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)新型冠狀病毒mRNA疫苗的Moderna公司為例,這家位于波士頓地區(qū)的生物技術(shù)獨(dú)角獸以其獨(dú)特的mRNA平臺(tái)得到了許多投資人的關(guān)注,并在2018年完成上市,融資金額在當(dāng)時(shí)為生物技術(shù)公司的IPO之最。
從Moderna公司的技術(shù)來(lái)看,其研發(fā)人員能在特定的RNA序列上添加修飾,并將其遞送入細(xì)胞,以求這些mRNA能順利翻譯成相應(yīng)的蛋白質(zhì),從而產(chǎn)生免疫療效。
目前,該公司的臨床研發(fā)管線中有多款“預(yù)防性”的疫苗產(chǎn)品,其中進(jìn)展最快的一款在研療法叫做mRNA-1647,針對(duì)的是巨細(xì)胞病毒(CMV)感染。這種病毒屬于皰疹病毒,世界上大部分成年人都被其感染過(guò)。由于癥狀輕微,很多人對(duì)這種病毒并不重視。然而對(duì)于育齡期的女性而言,此類病毒感染會(huì)影響到胎兒。據(jù)估計(jì),大約20%受到感染的嬰兒會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期缺陷,25%的嬰兒會(huì)聽(tīng)力喪失。而在過(guò)去50年里,還沒(méi)有一款能預(yù)防巨細(xì)胞病毒感染的疫苗。
▲Moderna目前有多款預(yù)防性的疫苗產(chǎn)品(圖片來(lái)源:Moderna官方網(wǎng)站)
今年初,Moderna公司宣布,這款mRNA疫苗在1期臨床中取得了積極的結(jié)果——它不但安全性良好,還展現(xiàn)了持久的免疫反應(yīng)。為此,該療法已進(jìn)入2期臨床階段,進(jìn)一步評(píng)估其安全性和免疫療效。而關(guān)鍵的3期臨床試驗(yàn),則計(jì)劃在2021年展開(kāi)。
為此,Moderna也在公告中指出,他們平臺(tái)只是“有可能”應(yīng)對(duì)冠狀病毒等新興的病毒威脅,且之前尚未測(cè)試過(guò)類似的快速應(yīng)對(duì)能力。在CEPI的支持,以及與美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院等機(jī)構(gòu)的合作下,該公司期望其疫苗能帶來(lái)潛在的免疫反應(yīng),緩解當(dāng)下的公共衛(wèi)生緊急事件。
應(yīng)對(duì)急性傳染病的瓶頸
除了尚未在臨床上得到完全驗(yàn)證外,mRNA疫苗還存在其他的一些研發(fā)瓶頸。首先,盡管實(shí)際生產(chǎn)要比傳統(tǒng)疫苗方便不少,但mRNA疫苗的生產(chǎn)依然沒(méi)有那么簡(jiǎn)單。目前的mRNA疫苗依賴于體外的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng),即在體外提供DNA模板和一些酶,合成相應(yīng)的mRNA。這樣的做法對(duì)于生產(chǎn)有著不少的要求,而要大規(guī)模量產(chǎn),則會(huì)進(jìn)一步增加難度。在STAT news的一篇報(bào)道中,Moderna的首席醫(yī)學(xué)官Tal Zaks博士就坦言,其生產(chǎn)能力雖足以提供用于臨床試驗(yàn)的疫苗,但要生產(chǎn)足以部署到全球的mRNA疫苗,仍然需要其他合作伙伴的協(xié)助。
▲疫苗的開(kāi)發(fā),還需跑贏時(shí)間(圖片來(lái)源:Pixabay)
另外一大瓶頸,則是與時(shí)間的賽跑。2015年,當(dāng)Zika(寨卡)病毒在南美洲肆虐時(shí),一家名為Inovio的生物技術(shù)公司從零開(kāi)始,在短短7個(gè)月的時(shí)間內(nèi)研發(fā)出了相應(yīng)的疫苗產(chǎn)品,在當(dāng)時(shí)屬于“極快”的范疇。然而在2016年,Zika病毒的影響力銳減,使該公司無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模的臨床試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證療效。最終,這款疫苗的研發(fā)經(jīng)歷雖然登上了《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》,但從未得到批準(zhǔn)。
總結(jié)
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