RNA疫苗

RNA疫苗,又称mRNA疫苗,是一类通过令人体细胞导入mRNA后产生抗原、进而达到免疫效果的新型疫苗。RNA疫苗的核心成分为编码抗原的mRNA分子[1]。一般来说,这些mRNA分子由固体脂质纳米粒等特殊载体包裹,既起到保护相对脆弱的RNA分子的作用,也有辅助这些RNA分子进入细胞的作用[2][3][3]。相比传统疫苗,RNA疫苗成本低、生产效率高[4][5],且能同时诱导细胞免疫体液免疫[6]。因RNA疫苗可做到无细胞生产、且生产时无需导入有毒化学品,加之制造速度快,受微生物污染的机会也相对较低,RNA疫苗的安全性相对较高[1]。另一方面,目前对RNA疫苗的长期副作用了解相对较少,RNA疫苗亦有导致自身免疫的风险[7][3][5]。在RNA疫苗的临床试验中,有一些受试者产生短暂的强烈不良反应。研究者认为,这种短暂的不良反应可能是由作为载体的固体脂质纳米粒导致[8]

RNA疫苗的作用机理简图

目前两种针对2019冠状病毒病病原体SARS-CoV-2的RNA疫苗MRNA-1273(莫德纳)、BNT162b2辉瑞/BioNTech)获得了优秀的临床试验数据,已被多个国家和地区批准使用。[9]

历史

1989年,一家美国生物科技公司Vical研究表明,能通过将mRNA包裹在固体脂质纳米粒载体中将RNA导入细胞。1990年,威斯康星大学的研究人员发现,将mRNA注射至小鼠肌肉组织中可起到治疗作用。这些发现为RNA疫苗的出现奠定了基础[10]。此后,一系列有关技术问题在20世纪90年代至21世纪初得到解决。2005年,匈牙利裔学者考里科·考陶琳(Kariko Katalin)与德鲁·魏斯曼(Drew Weissman)报导了一项能在不引发免疫排斥的前提下将RNA导入人体细胞内的技术[9][10]。哈佛大学的干细胞学者德里克·罗西(Derrick Rossi)在读到这篇文章后,提出这项技术能用于疫苗的开发[9][10]。2008年,BioNTech公司成立,并自卡塔琳·卡里科与德鲁·魏斯曼处得到了技术使用许可。但此后一段时间内,各国研发的RNA疫苗的临床试验结果都不够理想,始终没有RNA疫苗能够投入大规模临床使用[11]

两种针对2019冠状病毒病病原体SARS-CoV-2的RNA疫苗MRNA-1273(莫德纳)、BNT162b2辉瑞/BioNTech)取得了优异的临床试验数据。这两种疫苗已被多个国家和地区批准使用。[9]

作用机制

与依靠抗原或减毒病毒刺激免疫系统产生免疫反应的传统疫苗不同,RNA疫苗本身并不含有抗原,而是以编码抗原的mRNA为主要成分。这些编码抗原的mRNA能在细胞内被翻译为抗原蛋白。RNA疫苗中的mRNA通常由固体脂质纳米粒等特殊载体包裹(也有部分研究使用病毒作为载体[12][13][14]),以保护脆弱的RNA分子并帮助RNA进入细胞内[1]。通常来说,RNA疫苗发挥作用的步骤为:被载体包裹的RNA被注射到人体内、RNA进入细胞、RNA翻译为抗原蛋白、抗原蛋白被呈递至细胞表面或被分泌到细胞外引发免疫反应[15]

目前有关RNA疫苗的主要研究方向是如何提高RNA疫苗的稳定性、如何提高mRNA进入细胞的效率、如何增加mRNA制造抗原蛋白的效率。目前来说,一般是通过对mRNA进行改造或改良载体成分来尝试解决以上问题。也有研究者提出,通过RNA疫苗自主扩增,能增加产生抗原的效率[16]

RNA疫苗也有潜力用于癌症疫苗的开发[1]

优缺点

RNA疫苗具有成本低、生产效率高的优点[4][5]。因为生产周期短,不容易出现微生物污染问题。此外,因为RNA疫苗的生产不需要使用有毒化学品,也可以做到无细胞生产,使RNA疫苗理论上具有相较传统疫苗更高的安全性[1]

另一方面,RNA疫苗一般需要低温储存,而且储存时间较短,使RNA疫苗的临床应用受到一定限制[17][18][19]

参见

参考文献

  1. Pardi, Norbert; Hogan, Michael J.; Porter, Frederick W.; Weissman, Drew. . Nature Reviews Drug Discovery. 2018, 17 (4): 261–279. ISSN 1474-1776. doi:10.1038/nrd.2017.243.
  2. Verbeke, Rein; Lentacker, Ine; De Smedt, Stefaan C.; Dewitte, Heleen. . Nano Today. October 2019, 28: 100766. doi:10.1016/j.nantod.2019.100766.
  3. Roberts, Joanna. . Horizon. 2020-06-01 [2020-11-16]. (原始内容存档于2020-11-21).
  4. PHG Foundation. . University of Cambridge. 2019 [2020-11-18]. (原始内容存档于2020-11-20).
  5. Pardi, Norbert; Hogan, Michael J.; Porter, Frederick W.; Weissman, Drew. . Nature Reviews Drug Discovery. April 2018, 17 (4): 261–279. PMC 5906799. PMID 29326426. doi:10.1038/nrd.2017.243.
  6. Kramps, Thomas; Elders, Knut. . . 2017 [2020-11-18]. ISBN 978-1-4939-6479-6. doi:10.1007/978-1-4939-6481-9_1. (原始内容存档于2020-10-31).
  7. . Wellcome Trust. 2020-11-19 [2020-11-26].
  8. Wadman, Meredith. . Science. 2020, 370 (6520): 1022–1022. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.370.6520.1022.
  9. Garade, Damien. . Stat. 2020-11-10 [2020-11-16]. (原始内容存档于2020-11-26).
  10. Verbeke, Rein; Lentacker, Ine; De Smedt, Stefaan C.; Dewitte, Heleen. . Nano Today. April 2019, 28: 5–6 [2020-11-27]. ISSN 1748-0132. doi:10.1016/j.nantod.2019.100766.
  11. Garde, Damien. . Stat. 2017-01-10 [2020-05-19]. (原始内容存档于2020-11-16).
  12. Huang, Tiffany T.; Parab, Shraddha; Burnett, Ryan; Diago, Oscar; Ostertag, Derek; Hofman, Florence M.; Espinoza, Fernando Lopez; Martin, Bryan; Ibañez, Carlos E.; Kasahara, Noriyuki; Gruber, Harry E. . Human Gene Therapy. February 2015, 26 (2): 82–93. ISSN 1043-0342. PMC 4326030. PMID 25419577. doi:10.1089/hum.2014.100.
  13. Schultz-Cherry, Stacey; Dybing, Jody K.; Davis, Nancy L.; Williamson, Chad; Suarez, David L.; Johnston, Robert; Perdue, Michael L. . Virology. December 2000, 278 (1): 55–59. ISSN 0042-6822. PMID 11112481. doi:10.1006/viro.2000.0635.
  14. Geisbert, Thomas W.; Feldmann, Heinz. . The Journal of Infectious Diseases. November 2011, 204 (suppl_3): S1075–S1081. ISSN 0022-1899. PMC 3218670. PMID 21987744. doi:10.1093/infdis/jir349.
  15. Jackson, Nicholas A. C.; Kester, Kent E.; Casimiro, Danilo; Gurunathan, Sanjay; DeRosa, Frank. . npj Vaccines. 2020, 5 (1). ISSN 2059-0105. doi:10.1038/s41541-020-0159-8.
  16. Fuller, Deborah H.; Phimister, Elizabeth G.; Berglund, Peter. . New England Journal of Medicine. 2020, 382 (25): 2469–2471. ISSN 0028-4793. doi:10.1056/NEJMcibr2009737.
  17. . NPR.org. [2020-11-18] (英语).
  18. . NPR.org (英语).
  19. . NPR.org (英语).
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.