新冠疫苗让mRNA技术一战成名,在抗肿瘤上它也将大有作为

作者: 丁零

来源: 赛先生

发布日期: 2021-05-11 20:37:44

mRNA技术通过新冠疫苗一战成名,不仅在新冠疫苗领域取得了显著成就,还在癌症疫苗的研究中展现了巨大潜力。本文详细介绍了mRNA技术的发展历程、其在癌症疫苗中的应用以及未来可能的发展方向。

在紧急应对新冠疫情中,首批面世的疫苗都基于mRNA技术。近日,印度出现的“双重突变”变异病毒,mRNA疫苗因研究周期短等优点再次凸显,开发者之一BioNTech4月29日对CNBC表示,BioNTech已针对“双重突变”变异病毒展开相关疫苗测试,有信心能对抗此顽固病毒。

而仅仅一年之前,mRNA并不是有公众吸引力的科学术语,也没有任何一个国家批准过mRNA疫苗,可以说mRNA通过新冠疫情一战成名。

连传奇人物埃隆·马斯克继太空探索、脑机接口等畅想后,也瞄准了mRNA技术,认为mRNA就好比人体的计算机程序,可以对其编程来执行任何操作,比如停止衰老返老还童,再疯狂点,甚至可以将一个人变成一只蝴蝶,直接将“周庄梦蝶”升级为大变活蝶。面对如此有意思的未来科技,作为实干家的马斯克已经宣布,特斯拉将为总部位于德国的CureVac公司打造RNA微型工厂。

无疑,mRNA新冠疫苗的推出是一场重要的医学革命,引发全球各大媒体争相报道,但这种关注在某种意义上其实掩盖了mRNA技术超越疫情本身的意义,其中便包括本文将介绍的mRNA癌症疫苗。

和大多重要科学突破一样,mRNA一夜成名归功于数十年的厚积薄发。从上世纪70年代萌芽到2020年疫苗的紧急获批,mRNA技术发展之路却并非一帆风顺。

历史见证了科学家们职业生涯的重大抉择和起起落落,以及代表企业的几近破产,比如美国抗疫专家福奇在《科学》杂志上实名点赞的宾大研究人员卡塔琳·卡里科(Katalin Karikó),就在mRNA这个“冷板凳”坐了30多年,不断收到各方拒信及质疑,事业几度进入死胡同。

mRNA技术在美国高校孕育,德国生物技术公司却当仁不让,在临床上甚至冲在了前头,比如上文提到的BioNTech以及另外一家CureVac。CureVac早在2009年就有产品进入临床。那2010年才成立的Moderna为何更受追捧?这半路杀出的“程咬金”有什么来头?又是凭借什么技能后来者居上?

mRNA新冠疫苗让 Moderna和BioNTech等顺利出圈,但mRNA疫苗远远不只限于新冠或其他病毒,癌症疫苗其实在新冠爆发前也是各大公司全力火拼的赛道。mRNA癌症疫苗和大家熟知的宫颈癌疫苗不同,宫颈癌疫苗是预防性疫苗,顾名思义就是起到防范于未然的目的,目前正在开发的mRNA癌症疫苗则为治疗性疫苗。

何为治疗性疫苗?先来了解一下抗原这个概念:癌细胞携带很多基因突变的特异性蛋白(抗原)。按理说,这些特异性蛋白应该被人体自带的抗癌神器免疫细胞及时识别一键清除。然而,肿瘤细胞有非常高深的伪装术,装作良民逃过免疫细胞的火眼金睛。

治疗性mRNA疫苗则是通过注入mRNA生产大量癌细胞抗原,将这些抗原暴露在免疫细胞眼前,诱导免疫细胞擦亮眼睛看清楚,携带这些抗原的都是入侵者,需要一网打尽。接受过集训的免疫细胞这下自然就学聪明了,癌细胞再如何有心机地藏着狐狸尾巴(抗原),也能敏锐发现。

一针疫苗下去肿瘤就被打得灰飞烟灭,想想就激动,因此癌症疫苗一直是抗癌领域的梦想。然而几十年尝试下来,只有一款名为Provenge的疫苗获批,后来还因为高昂成本等因素销售惨淡,原研企业Dendreon破产后也是像皮球一样被踢来踢去,最后兜兜转转被中国三胞集团收购。

难道癌症疫苗终究只是黄粱一梦?不尽然。起初癌症疫苗的开发基本都集中在“共享”肿瘤抗原,也就是说从不同病人癌细胞抗原里头挑选几个出现频率高的,寄希望某种特定的广谱(通用)疫苗能发挥神力以不变应万变。然而癌细胞最烦人的德性就是善变,不同病人癌细胞抗原大相径庭,同一病人不同阶段也是变化无常,哪有那么容易对付。

因此近几年又有了“个性化疫苗”这个新的概念,也就是说先比对患者癌细胞和健康细胞DNA,鉴定出特异性抗原,然后定制化生产针对特异性抗原的疫苗,注射到患者体内,训练免疫系统去干掉携带抗原的癌细胞。

个性化癌症疫苗治疗流程,图片来源:[17]。此等顶尖技术理论上没毛病,实际操作起来没那么容易,最大的关卡就是“时不患者待”。如果疫苗制备时间太长,一来晚期患者可能等不了,二来癌细胞指不定又突变出新幺蛾子(抗原),之前的疫苗不一定有效。

和时间赛跑这档子事,mRNA已经在新冠疫情中充分证明了自己的实力,完全有信心在和其他癌症疫苗选手竞争中脱颖而出。毕竟基于细胞、病毒、细菌、蛋白/多肽的癌症疫苗不比mRNA机智,能利用人体细胞这蛋白生产的全天然工厂,大大降低合成复杂性,缩短耗时。

那mRNA癌症疫苗的战绩如何?BioNTech可谓是一鸣惊人。2017年发布结果显示,首批接受个性化mRNA癌症疫苗的13名晚期黑色素瘤患者中,所有患者都出现了针对疫苗的免疫反应,8人肿瘤已经消失且23个月内无复发,其余5名患者由于接种疫苗时肿瘤已经扩散,有2人肿瘤缩小,其中1人接受辅助治疗后肿瘤完全消退。

Moderna自然也不甘落后,正在和默克强强联合共同开发个性化的癌症疫苗,2020年公布的中期数据也可圈可点:10例HPV的头颈部鳞状细胞癌患者中,一半病人病情得到了缓解。

经过约40年的上下求索后,mRNA技术终于迎来全新篇章。从新冠疫苗起步,到癌症治疗,未来mRNA技术可能如兰格和卡里科等所期待的那样,逐步涉足更多疾病领域。

现阶段mRNA技术还有很长的路要走,疫苗获批完全得益于新冠疫情大背景下的紧急使用授权,个性化癌症疫苗在更大规模临床中交出的答卷也差强人意:108例可评估的实体瘤患者中只有9例有反应。再说了,疫苗其实是mRNA疗法的low-hanging fruit,毕竟只需要生产少量蛋白就可诱导免疫,如何利用细胞工厂生产更大量的蛋白依旧悬而未决。

好在mRNA新冠疫苗获得成功之后,政府和投资者可能会更热衷支持mRNA技术,加速释放其更大潜力,成为真正的规则改变者占据主导地位。

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