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刷屏的mRNA疫苗,到底是怎么一回事?

 板桥胡同37号 2021-01-07

这是 达医晓护 的第 2931 篇文章

最近,大家的朋友圈都被辉瑞-BioNTech的mRNA疫苗刷屏了,在全球疫情现况严峻的当下,着实引起了一片叫好声:

“辉瑞宣布新冠疫苗有效性 90%,全球首款 mRNA 疫苗要来了吗?”

“辉瑞疫苗的最终结果公布,这结果是一个里程碑!”

从新冠爆发以来,疫苗研发一直是医药界最为关心的话题,其中mRNA疫苗更是被寄予厚望。目前,在mRNA疫苗开发领域,实力最强的3家公司分别是美国Moderna、德国BioNTech和CureVac。截至日前,Moderna、BioNTech已陆续发布了mRNA疫苗临床试验的数据,CureVac也已开始进入临床试验阶段。

    那么,mRNA疫苗到底是怎么一回事呢?

mRNA疫苗是什么?

在认识mRNA疫苗之前,我们先来简单复习一下高中的生物知识——DNA分子的复制、转录和翻译:

复制:DNA解旋,以两条链为模板,按碱基互补配对原则,合成两条子链,子链与对应母链螺旋化。

转录:DNA解旋,以其一条链为模板,按碱基互补配对原则,形成mRNA单链,进入细胞质与核糖体结合。

翻译:以mRNA为模板,合成有一定氨基酸序列的蛋白质。

我们不难发现,mRNA在整个过程中充当了一个重要的桥梁作用,被称为“信使RNA”。

接下来,我们再来复习一下预防免疫的过程,简单来说,就是往人体接种病原体经减毒、灭活等处理后的抗原,诱导人体产生对应的抗体,当人体再次接触该种病原体时,人体的免疫系统就会根据原有的记忆,产生更多的抗体来抵御病原体的入侵,达到预防作用。

看到这里,mRNA疫苗的作用原理也就呼之欲出了:科学家们通过将含有编码抗原蛋白的mRNA导入人体,可以跳过复制、转录过程,直接进行翻译,来形成相应的抗原蛋白,从而诱导机体产生特异性免疫应答,达到预防免疫的作用。

mRNA疫苗有哪些形式?

目前应用的mRNA疫苗主要有两种形式:①基于mRNA的传统mRNA疫苗(非复制型mRNA疫苗)、②自扩增型(self-amplifying, SAM)mRNA疫苗(又称复制子)。

传统mRNA疫苗是在体外转录好的一段编码抗原蛋白的完整mRNA,上游和下游分别包含5′帽子结构和 3′poly(A)尾,只编码目标抗原,优点是结构简单、RNA序列短、不编码其他蛋白,缺点是在体内半衰期短、抗原表达量低,需要较高的量才能诱发有效的免疫应答。

SAM mRNA疫苗是通过基因工程改造的 mRNA病毒基因组,其中编码RNA复制机制的基因是完整的,用编码抗原蛋白的mRNA代替了原病毒的结构蛋白编码基因,可以在体内实现自我扩增,很少的量就可以诱发有效的免疫应答。

mRNA疫苗有哪些优点?

目前市面上的疫苗包括:灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗、DNA疫苗等,与其他类型的疫苗相比,mRNA疫苗具有安全、高效、生产便捷的优点,目前多个研究结果表明mRNA疫苗能够成功用于预防多种病原体的感染, 如HIV、呼吸道合胞病毒、巨细胞病毒、流感病毒、COVID-19等,具有极大的发展潜力。

表1:各类疫苗的特点

尽管mRNA可以发挥疫苗的作用在上世纪90年代就被发现,但由于mRNA进入体内后易被核糖核酸酶降解,递送技术相对复杂,还存在诸多挑战,如何提高mRNA稳定性及翻译效率、调节免疫原性、开发高效无毒的递送载体,成为了mRNA疫苗的研究重点。

我们也可以拭目以待,希望mRNA疫苗可以早日成为战胜COVID-19的有效手段!

参考文献:

[1] Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines - a new era in vaccinology. Nat Rev Drug Discov. 2018 Apr;17(4):261-279.

[2]葛华,蒋丽勇,刘术, 等.COVID-19mRNA疫苗关键技术与产品进展分析[J].军事医学,2020,44(4):264-268.

[3]鲁福娜,王文玲,沈晓玲, 等.流感病毒mRNA疫苗研究进展[J].中华微生物学和免疫学杂志,2019,39(5):396-400.DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5101.2019.05.012

作者:浙江省中医院 范婷、王建平

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