为什么针对COVID-19的RNA疫苗迅速成为热门

信使核糖核酸疫苗

对于SARS-COV-2的大多数疫苗引起了靶向冠状病毒穗蛋白的免疫反应,该刺激蛋白在病毒表面上。信使RNA疫苗编码尖刺蛋白的片段,并且这些mRNA序列在实验室中比穗蛋白本身更容易产生。信用:图片:Christine Daniloff,麻省理工学院;和股票图像

多年的研究使科学家能够快速合成核糖核酸疫苗并在细胞内递送它们。

开发和测试一种新疫苗通常至少需要12到18个月。然而,仅仅10个月后,基因序列SARS-CoV-2病毒发布后,两家制药公司向FDA申请了似乎对病毒非常有效的疫苗的紧急使用授权。

两种疫苗都是由信使RNA制成的,该分子是细胞自然用来携带的DNA对细胞'蛋白质建筑机械的指示。之前,基于MRNA的疫苗从未被FDA批准过。然而,许多年的研究已经进入RNA疫苗,这是科学家能够开始测试这种疫苗对Covid-19的疫苗进行测试的一个原因。一旦1月份揭示了病毒序列,制药公司现代和辉瑞公司的日子也花了,以及其德国合作伙伴Biontech,产生mRNA疫苗候选人。

他说:“信使rna的独特之处在于,它能迅速生成针对新疾病的疫苗。我认为这是这项技术背后最激动人心的故事之一,”丹尼尔·安德森(Daniel Anderson)说麻省理工学院也是麻省理工学院综合癌症科赫研究所和医学工程与科学研究所的成员。

大多数传统疫苗都是由杀死的或弱化的病毒或细菌组成。这些会引发免疫反应,让身体在随后对抗真正的病原体。

RNA疫苗而不是递送病毒或病毒蛋白,提供允许身体自己的细胞产生病毒蛋白的遗传信息。编码病毒蛋白的合成mRNA可以借用该机器产生许多蛋白质的副本。这些蛋白质刺激免疫系统以安装反应,而不会产生任何感染风险。

mRNA的一个关键优势在于,一旦研究人员知道他们想要靶向的病毒蛋白的序列,它非常容易合成。对于SARS-COV-2的大多数疫苗引起了靶向冠状病毒穗蛋白的免疫应答,该刺激蛋白在病毒表面上发现并给予病毒其特征尖峰形状。信使RNA疫苗编码尖刺蛋白的片段,并且这些mRNA序列在实验室中比穗蛋白本身更容易产生。

“与传统疫苗,你必须做很多发展。你需要一个大工厂来制作蛋白质,或病毒,并且需要很长时间才能成长,“罗伯特·兰德,科赫研究所的成员,罗伯特·科赫学院教授和其中一个现代的创始人。“mRNA的美丽是你不需要那个。如果将纳米淀化的mRNA注入一个人,它进入细胞,然后身体是您的工厂。身体照顾到那里的其他一切。“

兰格花了几十年的时间研发新的药物输送方式,包括RNA和DNA等治疗性核酸。20世纪70年代,他发表了第一项研究,表明可以将核酸和其他大分子包裹在微小的颗粒中,并将它们输送到人体内。(麻省理工学院(MIT)教授菲利普·夏普(Phillip Sharp)等人对RNA剪接的研究也始于上世纪70年代,这也为今天的mRNA疫苗奠定了基础。)

“当时是非常争议的,”Langer回忆起。“每个人都告诉我们这是不可能的,我的第一个九个补助金被拒绝了。我花了大约两年的工作,我发现了200多种方法来努力。但是,最终我确实找到了一种让它工作的方法。“

,它出现在自然1976年,显示由合成聚合物制成的微小颗粒可以安全地携带和缓慢地释放大分子,例如蛋白质和核酸。后来,兰杰和其他人表明,当将聚乙二醇(PEG)加入到纳米颗粒的表面时,它们可以持续更长时间,而不是几乎立即被破坏。

在随后的几年里,兰格、安德森和其他人开发了一种称为脂质纳米颗粒的脂肪分子,这种分子在输送核酸方面也非常有效。这些载体保护RNA在体内不被分解,并帮助它穿过细胞膜。Moderna和Pfizer RNA疫苗都是由PEG脂质纳米颗粒携带的。

信使RNA是一种大型亲水性分子。它不能自然地自己进入细胞,所以这些疫苗被包裹在纳米颗粒中,以便于它们在细胞内的传递。这使得RNA可以被输送到细胞内部,然后被翻译成蛋白质,”安德森说。

2018年,FDA批准了第一种用于RNA的脂质纳米颗粒载体,这是由Alnylam制药公司开发的,用于传递一种称为siRNA的RNA。与mRNA不同的是,siRNA会使其目标基因沉默,这可以通过关闭导致疾病的突变基因而使患者受益。

对于mRNA疫苗的一个缺点是它们可以在高温下分解,这就是为什么当前疫苗储存在这种寒冷的温度下。Pfizer的SARS-COV-2疫苗必须在-70度储存摄氏(-94度华氏温度)和现代化疫苗在-20 C (4 F)。一个方法使核糖核酸疫苗更稳定,安德森指出,是添加稳定剂和删除的水通过这一过程被称为冻干疫苗,这被证明能让一些信使核糖核酸疫苗储存在冰箱代替。

的引人注目的有效性这些Covid-19疫苗在3期临床试验(大约95%)不仅提供了希望,这些疫苗将有助于结束当前的流行,而且在未来,核糖核酸疫苗可能有助于对抗其他艾滋病和癌症等疾病,安德森说。

“这个领域的人,包括我自己,都看到了这项技术的很多前景,但只有得到人类数据,你才能真正知道。因此,看到这种程度的保护,不仅是辉瑞疫苗,还有Moderna,确实验证了这项技术的潜力——不仅适用于新冠病毒,也适用于人们正在研究的所有其他疾病,”他说。“我认为这是该领域的一个重要时刻。”

2的评论在“为什么Covid-19的RNA疫苗赛跑到了包的前面”

  1. ...西班牙语烟草有很多人感染,很多人都死了,但它失去了兴趣,因为它是突变,不再是威胁。
    所以!为什么这一个,Covid的事情没有变异,然后用危险的内容释放,但有更多的潜力来传播......

  2. 有一系列的问题没有考虑到,它们是临床和生物学性质的:

    开始产生冠状病毒峰值蛋白的细胞是否能继续正常工作,并拥有自己的细胞和组织功能?
    或者,这些细胞在产生Covid蛋白后死亡。

    免疫系统如何处理自己的细胞以产生异物?
    如果它们还活着,主要组织相容性系统是否认为它是正常细胞,产生一种被认为是异物的蛋白质?

    当细胞排出产生的新冠病毒蛋白时,它会周期性地爆炸或释放它们。
    细胞能持续多久产生这种新冠病毒蛋白,几天,几周。在某一时刻,它会停止,或者细胞死亡,当它崩溃时,释放出Covid蛋白。

    所有这些都具有临床后果,与主要组织相容性系统的适应有关,这种过程(在正常细胞内创建Covid蛋白)。

    是对健康细胞的识别改变了吗?现在,它会把它们当作异物检测吗?
    这种可能的行为会产生无数的相关疾病,在分析产生免疫反应的背景时没有考虑到。

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