《自然》：新冠疫情如何解鎖RNA疫苗的“洪荒之力”？

◎ 科技日報實習記者 張佳欣 實習生 高行健

疫苗教會我們的身體識別並摧毀致病因子。通常情況下，疫苗采取注射的形式，將低劑量的病原體或其表面的蛋白質或糖片段，即抗原注入人體，以訓練免疫系統識別入侵者。但是，RNA疫苗無需攜帶任何感染因子，只為人體細胞提供指令，指導細胞表達病毒蛋白片段，讓細胞產生抗原。

早在30年前，將RNA應用於疫苗的想法已然出現。幾十年後，在今天的新冠病毒疫苗研發中，RNA技術再次被寄予厚望。英國《自然》近日發文回顧RNA疫苗技術的發展歷程。

疫苗生產工廠。圖片來源：《自然》網站

RNA疫苗早在30年前就獲關注

30年前，RNA疫苗被法國研究員最早用於在老鼠體內編碼流感病毒抗原，並顯現出預期反應。然而由於當時用於注入RNA疫苗的脂質載體在人體內使用毒性過大，直至後來脂質納米粒技術被發現，RNA疫苗才得以投入使用。

2012年，瑞士著名製藥企業諾華公司的吉爾與其團隊開始嘗試將RNA疫苗在發展中產生的新技術投入測試。他們將一串RNA封裝在小脂肪滴中，並以此成功地為老鼠接種了對抗呼吸道病毒的疫苗。

大約在吉爾和他的同事們描述了首個脂質納米粒技術封裝的RNA疫苗時，美國國防高級研究計劃局（DARPA）開始資助諾華、輝瑞、阿斯利康、賽諾菲巴斯德和其他團隊研究RNA編碼的疫苗和療法。然而，沒有一家大牌公司堅持使用這項技術。DARPA前項目經理丹·瓦滕多夫表示：“儘管數據看起來不錯，但他們不願承擔新的疫苗監管途徑帶來的任何風險。”

但與DARPA項目有聯繫的兩家規模較小的公司仍在繼續研發這項技術。其中之一是德國圖賓根的CureVac公司，該公司於2019年開始對狂犬病疫苗進行人體試驗。目前，CureVac也有一種新冠肺炎疫苗處於臨床試驗晚期階段。

另一家是美國Moderna公司，它建立在DARPA資助的基礎上，最終在2015年底將一種新禽流感病毒株的RNA疫苗投入臨床測試，結果引起足夠強烈的免疫反應。於是，該公司推進了巨細胞病毒（一種常見的出生缺陷病因）、兩種蚊媒病毒（基孔肯雅病毒和寨卡病毒）和3種導致兒童呼吸道疾病的病毒的RNA疫苗的人體試驗。

2015年，由於製造臨床級RNA疫苗能力有限，應用於人體還遙遙無期，諾華公司出售了其疫苗業務。英國葛蘭素史克制藥公司曾收購諾華大部分疫苗資產，並在2019年也開始評估一種基於RNA的狂犬病疫苗。

到2020年初，RNA疫苗臨床開發的全部範圍僅限於：只有12種候選疫苗進入人體試驗；4種候選疫苗在初步測試後迅速被放棄；只有一種巨細胞病毒疫苗進入了更大規模的後續研究。

RNA疫苗工作原理。圖片來源：《自然》網站

RNA疫苗技術在病毒防治中受到重視

南非威特沃特斯蘭德大學的基因治療研究員克里斯蒂·布盧姆說，隨著新型冠狀病毒的出現，僅在過去的10個月裡，就有至少6種基於RNA的新冠肺炎疫苗進入人體試驗。

例如，Moderna公司在收到新冠病毒基因組序列後的4天內就做到了這一點。隨後，該公司與美國國立衛生研究院合作，在老鼠身上進行了概念驗證實驗，然後在短短兩個月的時間裡啟動了第一次人體試驗。

上個月，美國輝瑞公司和德國BioNTech公司合作研發的RNA疫苗，以及美國Moderna公司的RNA疫苗，獲得了幾個國家監管機構的緊急批準，用於投入新冠肺炎的防治。

此外，美國芝加哥伊利諾伊大學醫學院的疫苗專家賈斯汀·裡奇納正在自己的實驗室研發一種基於RNA的登革熱疫苗，通過對攻擊人類細胞的包膜蛋白的登革熱病毒基因序列進行切斷或編碼。通過重複這種設計，研究人員已經在老鼠身上測試了大約15種候選疫苗。

疫情推動RNA疫苗進一步發展

RNA疫苗似乎是為速度而生的，其最大的優勢在於更易於快速合成並投入使用。研究人員可以從病原體的遺傳序列中快速提取出一個潛在的抗原編碼片段，將該序列插入DNA模板中，然後在疫苗進入人體之前合成相應的RNA。

有了RNA技術，疫苗製造商可以更快地轉向有效選擇抗原，僅根據基因測序即可快速開展疫苗研發。

相較傳統疫苗，RNA疫苗技術的改進創新之處還在於它可以幫助研究人員快速追蹤疫苗研發的不同階段。在現階段，RNA疫苗技術更成為治療肺結核、艾滋病、瘧疾等頑固疾病，以及快速更新季節性流感疫苗的有效方案。

但儘管具有許多潛在的優勢，但是今天的RNA疫苗技術仍有改進的余地，其發展的不成熟使得大規模投入生產和使用面臨諸多挑戰。例如生產原料昂貴、存在副作用、需要-70℃冷鏈方式貯存等問題仍亟待解決。新冠疫情發展的緊急情形正促使專業人員加緊對RNA疫苗的研究進程。此外，RNA疫苗研發還面臨資金方面的阻力，一旦當前新冠肺炎疫情危機消退，許多公司可能會放棄這一技術戰略。

科技進步的腳步永不停歇。正如英國倫敦帝國理工學院免疫學家羅賓·沙托克所言：“RNA技術還處於早期的發展階段，我想，未來幾年，我們還將看到幾代人對這項技術的更新迭代。”

來源：科技日報

編輯：張琦琪

審核：管晶晶

終審：冷文生