十年磨一剑:mRNA疫苗诞生史

发布时间:2021-03-11 10:12     文章来源:未知     作者:普略生物

mRNA疗法

我们的身体由成千上万种蛋白质相互协调作用,细胞只需要按照mRNA进行加工合成蛋白质即可。通过自定义mRNA序列,我们可以得到任何想要的蛋白质。

在mRNA药物治疗时代来临之前,传统的蛋白药物设计是在体外应用基因工程使细胞大批量表达目标蛋白,再将其分离纯化制成药物进行体内给药,整个过程漫长且繁琐。mRNA疗法是将以往的体外表达过程转移至体内这是不同于传统药物治疗研发过程的一次技术革新。
mRNA疗法的诞生

出生于1955年的匈牙利科学家塔林·卡里科(Katalin Karikó)一直在宾夕法尼亚大学进行关于RNA的研究。当时开展这样的研究工作是非常艰难的,通常科学家只能从样本中分离出少量的RNA,并且在分离的过程中获得的mRNA很容易被皮肤和空气中的RNA降解酶破坏。

一直以来,Katalin都在积极尝试利用mRNA疗法去治疗疾病,但没有人对此感兴趣,申请基金也一直失败。1995年,由于持续性地无法申请到项目基金,Katalin被降职,错失成为该校全职教授的机会。


卡塔林·卡里科(Katalin Karikó)

1997年,事情出现了转机,Katalin遇到了同为宾夕法尼亚教授的免疫学家德鲁·魏斯曼(Drew Weissman)Katalin的研究遇到的最大瓶颈在于天然RNA和体外人工合成的RNA都会激活人体免疫细胞反应,从而导致RNA还没被翻译就已降解。2005年,在Drew的协助下,Katalin发现当他们对RNA组成成分尿苷进行修饰合成的mRNA可逃避免疫传感器的信号识别,从而解决了RNA应用研究中最大的难题。他们当即申请了专利,并将这一突破性的研究发表在了Immunity杂志上(10.1016/ j.immuni.2005.06.008)RNA疗法从此诞生

德鲁·魏斯曼和卡塔林·卡里科

从那以后,关于RNA疗法的研究陆续开展,也逐渐受到了各领域科学家们的关注。在后来关于RNA的众多研究中,影响最深远的是一名加拿大的干细胞生物学家德里克·罗西(Derrick Rossi)的工作。

2005年,当还是斯坦福大学博士后Derrick读到KatalinDrew的研究的时候,便敏锐地意识到这一技术将带来深远影响。2007年,Derrick成为了哈佛大学医学院的助理教授,他通过使用KatalinDrew修饰mRNA尿苷的方法在干细胞上进行了RNA应用研究,并成功将体细胞重编程为胚胎样干细胞。

德里克·罗西(DerrickRossi)

2010年5月,Derrick结识了MIT的教授罗伯特·兰格(Robert Langer)Robert是美国三院院士,也是著名的生物技术企业家,在生物科技和药物研发领域都有着杰出的才能。当Robert和Derrick交谈了短短两个小时后,他们便意识到这不仅仅是一种只能来改造干细胞的创新手段,它拥有着更加巨大的前景。Robert认为这种技术几乎可以用来编译所有想要的蛋白质,这种技术除了重编程干细胞还可以用于其他的领域,如药物、疫苗等,它几乎可以治疗所有疾病,从而拯救成千上万的生命。

罗伯特·兰格(Robert Langer)

三天后,著名生物科技风投公司Flagship的首席执行官努巴·阿飞扬(Noubar Afeyan)看到了mRNA疗法的潜力。他领导自己公司的研究人员在证实Derrick数据的有效性后,便从Flagship辞职,与DerrickRobert在2010年共同创立了Moderna公司,表示Modified RNA(修饰的RNA)

在地球的另一边,一对土耳其科学家夫妻也早早就关注到了KatalinDrew的研究,也迅速地创立了基于mRNA疗法的生物技术公司——BioNTech当时,他们二人在德国的一个医院里进行免疫疗法的相关研究,希望通过改造一种个性化肿瘤疫苗去诱导免疫系统杀伤肿瘤。在发现mRNA的潜力后,他们成功地拿到投资,创办了用mRNA的手段发展肿瘤疫苗的BioNTech,并聘请了Katalin任职高级副总裁。

Moderna成立不久后,比尔及梅琳达·盖茨基金会就投资了Moderna的mRNA疫苗计划,以治疗由寨卡病毒和HIV引起的疾病;辉瑞公司BioNTech也合作开发了mRNA流感疫苗。

然而让ModernaBioNTech大放异彩是在新冠疫情爆发之后。2020年1月10号中国科学家公布新冠病毒基因序列,BioNTechModerna都在第一时间开始了mRNA疫苗的研发工作

两家公司的疫苗设计都是将编码新冠病毒刺突蛋白的mRNA包裹在脂质体中,当疫苗注射到体内时,体内的细胞即可通过该mRNA合成大量的病毒蛋白,并诱导免疫系统识别该蛋白从而产生对新冠病毒的免疫记忆以抵抗病毒感染。

2020年11月20日BioNTech的疫苗产品BNT162申请了FDA紧急审批。11月30日Moderna向FDA提出申请。12月2日 BNT162在英国上市,为全球首款新冠疫苗,并在11日获得了美国FDA批准的紧急使用权。12月18日,Moderna也获得了新冠疫苗的紧急使用权。

回顾关于mRNA的诞生,短短十年间每一个节点都有重要的意义。Katalin在拿不到基金情况下的坚持,遇到Drew后的突破发现,以及后来ModernaBioNTech的创办都推动了该领域的前行。更重要的是,新冠疫情的爆发给了短时间内将mRNA疫苗推向市场的可能,并以此促进整个药物研发领域朝着mRNA治疗方向的展望和规划

 
 
 
 
 
 

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