如何開發對抗新冠病毒的mRNA疫苗?

發布時間:2020-04-14 14:27     文章來源:未知     作者:百替生物

Bekeredjian Ding教授所說,與傳統疫苗相比,經上市批準的mRNA冠狀病毒疫苗將能更加容易及快速地在全球范圍內進行生產和部署。
 
針對新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的疫苗研發競賽正在進行據世界衛生組織(who)稱,目前有54種不同的疫苗正處于開發之中,其中兩種已經在人體上進行了測試。而在不同的候選疫苗中,一位新選手-mRNA疫苗,亦位列其中。
 
一種由美國Moderna公司開發的mRNA疫苗于316開啟了首次人體試驗;而另一種由德國CureVac公司開發的mRNA疫苗則獲得了歐盟委員會提供8000萬歐元的投資。但是,到底什么是mRNA疫苗?為什么它們有望對抗冠狀病毒?我們采訪了德國保羅埃利希研究所(Paul Ehrlich Institut)微生物學部負責人伊莎貝爾·貝克雷吉安·丁(Isabelle Bekeredjian Ding)教授他為包括CureVac在內的公司提供科學建議,并擔任歐洲創新藥物倡議科學委員會成員。以下是關于mRNA疫苗所需要知道的五件事。

1. 它們是一種全新的疫苗

如果一種針對冠狀病毒的mRNA疫苗獲得上市批準,它將是第一種該類型的疫苗這是一種非常獨特的制造疫苗的方法。到目前為止,還沒有類似疫苗被授權以用作防治傳染病,”Bekeredjian Ding教授說。
 
疫苗的工作原理是訓練身體識別并對致病有機體(如病毒或細菌)產生的蛋白質做出應答。傳統疫苗由小劑量或滅活劑量的整個致病有機體或其產生的蛋白質制成,這些疫苗被注入人體,以激發免疫系統產生應答反應。
 
相比之下,mRNA疫苗誘使人體自身生成一些病毒蛋白。它們通過利用mRNA信使RNA)來工作,信使RNA本質上是將DNA指令付諸行動的分子。在細胞內,mRNA被用作構建蛋白質的模板。” mRNA大約等同于蛋白質的前身,它(序列編碼)基本上決定了接下來的蛋白質由什么組成。
 
為了生產mRNA疫苗,科學家們制造了一種合成的mRNA以供病毒利用來構建感染性蛋白質。這種mRNA被傳送到人體內,人體細胞解讀它構建病毒蛋白的指令,從而自主創造出一些病毒分子。這些蛋白質是各自獨立產生的,因此它們不會聚集形成病毒。隨后,免疫系統檢測到這些病毒蛋白并開始對它們產生防御反應。

2. 它們可能比傳統疫苗更有效、更易于生產

我們的免疫系統有兩個部分:先天性免疫(與生俱來的防御系統)及獲得性免疫(后天與病原體接觸時產生的防御系統)。傳統疫苗分子通常只作用于獲得性免疫系統,而先天性免疫系統則由另一種叫做佐劑的成分激活。
 
有趣的是,疫苗中的mRNA也可以觸發先天免疫系統,提供額外的一層防御,而無需添加佐劑。各種天然免疫細胞都mRNA激活。”  Bekeredjian Ding教授稱,這使免疫系統為一種危險的病原體的到來做好準備,因而此類疫苗觸發的免疫反應非常強。要理解這一反應、其能夠提供的保護期限以及是否存在任何不利因素,還有很多工作要做。
 
Bekeredjian Ding教授還解釋說,由于你沒有將整個病毒導入體內,病毒無法自行防御,因此免疫系統可以集中精力對病毒蛋白產生反應,而免受病毒干擾。
 
通過讓人體自身產生病毒蛋白,mRNA疫苗省略了部分制造過程,應該比傳統疫苗更容易、更快地生產。” 在這種情況下,最大的好處是,疫苗生產起來很容易,(而且)也可能相對容易進行生產升級。當然,如果你考慮在歐洲和世界各地部署疫苗量產化,這一點非常重要” Bekeredjian Ding教授說。

3. 我們所知的大部分關于mRNA疫苗的知識來自于對癌癥的研究

迄今為止,利用mRNA激發免疫反應的大部分工作都集中癌癥,腫瘤mRNA被用于幫助人們的免疫系統識別和對特定腫瘤產生的蛋白質作出反應。這項技術對腫瘤學領域非常有利,因為每個腫瘤都是不同的,你可以因此開發針對特定病人的疫苗” Bekeredjian Ding教授說。
 
以這種方式利用腫瘤mRNA可以激活機體的T細胞,這是獲得性免疫系統殺死細胞的一部分,有助于消滅腫瘤。這對冠狀病毒也很重要。我們知道,在預防病毒感染機體的過程中,需要一個強大的T細胞反應,因為病毒喜歡隱藏在細胞中,” Bekeredjian Ding教授說 有一定的希望,特別是在這種防御機制下,mRNA疫苗真的能起作用,從而消除體內受感染的細胞。
 
但是,為了對抗像SARS-CoV-2這樣的病毒,獲得性免疫系統的另一部分很可能也需要激活B細胞,B細胞產生抗體,將病毒標記出來以供身體破壞。“而我們對此幾乎沒有經驗(除了動物感染模型外),因為這一過程與腫瘤模型的相關性較低

4. 存在大量未知之數

因為mRNA疫苗現在才剛開始在人類身上進行試驗,所以有很多基本的未知因素只能通過人體試驗來解決。我認為,目前真正的挑戰是,弄清楚這些疫苗是否真的能夠在人體內產生足夠的保護性免疫反應,并了解,例如,要做到這一點,需要多少mRNA。”Bekeredjian Ding教授說。
 
其他懸而未決的問題包括:選擇用于疫苗的蛋白質是否能正確預防體內冠狀病毒感染,免疫應答對這種特定冠狀病毒的靶向性如何,免疫效果將持續多久,它是否會引起副作用,如炎癥反應增加或紅腫,甚至在最壞的情況下加重疾病。

5. 有望實現大規模接種疫苗

一旦mRNA疫苗獲得上市批準可能需要12-18個月的時間),應該很容易擴大生產規模。由于它的生產過程比其他疫苗短,Bekeredjian Ding教授估計,該疫苗的生產周期為幾個月,而不是傳統疫苗所需的1-2年,因此這些疫苗有可能迅速擴大規模。這是十分有用的,因為對抗冠狀病毒可能需要大規模的免疫接種計劃。
 
“我認為我們需要一個非常高的人口覆蓋率,但這將取決于一些國家和流行病學,”Bekeredjian Ding教授說。 “在冠狀病毒傳播速度非常快的國家,我們也希望有很多人接觸過冠狀病毒,并且實際上已經產生了自然免疫反應。但另一方面,舉個例子,如果你看看德國,現在我們都在家,被禁止出門,除了必需品。因此,該人群仍易受感染。”她指出“所以在這種情況下,你肯定需要考慮給所有人接種疫苗。”
 
“這就是為什么這些疫苗會引起人們的興趣,因為你有望可以實現量產。而對于其他疫苗來說,(在短時間內)生產如此大量的疫苗會更難。”
 

參考資料:

https://www.genengnews.com/a-lists/how-to-conquer-coronavirus-top-35-treatments-in-development/

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