为什么COVID-19 RNA疫苗跑在了前列

Covid Messenger RNA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。信誉:克里斯汀丹尼洛夫,麻省理工学院;和股票图像

多年的研究使科学家能够快速综合RNA.疫苗并在细胞内递送它们。

开发和测试新疫苗通常至少需要12至18个月。但是,在遗传序列之后的10个月超过10个月SARS-CoV-2病毒已发表,两家药品公司申请FDA紧急使用疫苗授权,似乎对病毒具有高度有效。

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。

“mRNA特别独特的是能够迅速产生对新疾病的疫苗。我认为这是这项技术背后最令人兴奋的故事之一,“化学工程教授Daniel Anderson说麻省理工学院和麻省理工学院梭科学综合癌症研究所和医学工程研究所研究所的成员。

大多数传统疫苗包括杀死或削弱的病毒或细菌。这些挑起了一种免疫反应,使身体稍后会对实际的病原体作斗争。

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。“

Langer花了几十年的发展方法来提供药物,包括治疗核酸如RNA和DNA。在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封装在微小的颗粒中并将它们递送到体内。(由麻省理工学院学院普利普教授和其他RNA拼接的工作,也在今天的MRNA疫苗中奠定了基础,同时在70年代开始。)

“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。

在随后的几年中,Langer,Anderson等,他人都促进了脂质纳米颗粒的脂肪分子,其在递送核酸时也非常有效。这些载体保护RNA免受身体中的分解并帮助将其通过细胞膜渡过。普通型和辉铅RNA疫苗均由脂质纳米颗粒用PEG携带。

“信使RNA是一个大的亲水分子。它自然不会自然进入细胞,因此这些疫苗在纳米颗粒中包裹,促进其在细胞内部的递送。这允许RNA在细胞内部递送,然后翻译成蛋白质,“Anderson说。

2018年,FDA批准了RNA的第一脂质纳米颗粒载体,其由alnylam药物开发的RNA,以提供一种称为siRNA的RNA。与mRNA不同,siRNA沉默其靶基因,其可以通过关闭引起疾病的突变基因来利用患者。

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度储存科尔斯群岛(-94度华氏温度),以及-20 c(-4 f)的现代疫苗。使RNA疫苗更稳定,Anderson指出,是通过称为冻干的过程添加稳定剂并从疫苗中除去水,这已被证明允许一些mRNA疫苗储存在冰箱中而不是冷冻机中。

这两种临床试验中这两种Covid-19疫苗(大约95%)的引人注目的效果提供了希望这些疫苗有助于结束目前的大流行,也是在未来,RNA疫苗可能有助于战斗安德森说,对抗其他疾病,如艾滋病毒和癌症。

“在这个领域的人,包括我自己,在技术中看到了很多承诺,但在获得人类数据之前你并不真正知道。所以要看到这种保护水平,不仅仅是用辉瑞疫苗而且与现代人,真的验证了技术的潜力 - 不仅适用于科迪德,而且对人们正在努力的所有这些疾病,“他说。“我认为这对该领域来说是一个重要时刻。”

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