随着天气转冷,新冠肺炎疫情急剧上升。由于疫情疲劳、经济限制和政治分歧,公共卫生官员一直在努力控制疫情的蔓延。但现在,制药公司纷纷发布中期分析报告现代的和辉瑞/BioNTech这激发了人们对一种由信使 RNA(mRNA)制成的新型疫苗的乐观看法,这种疫苗可以为接种疫苗的人预防新冠肺炎,提供高水平的保护。
虽然尚未发表,但这些初步报告已经超出了许多疫苗专家的预期,包括我的。直到今年年初,我还在致力于开发针对寨卡病毒和登革热的候选疫苗。现在我正在协调国际努力收集目前或以前患有癌症并被诊断出患有 COVID-19 的成年患者的报告。
初步结果令人鼓舞
Moderna 报告称,在第三阶段研究其候选疫苗mRNA-1273,招募了 30,000 名美国成年人,95 例新冠肺炎病例中,只有 5 例发生在接种疫苗的人群中,而安慰剂组发现了 90 例感染病例。这相当于有效率达到 94.5%。接种疫苗的感染患者中没有一例发展为严重的新冠肺炎,而服用安慰剂的患者中有 11 例(12%)发展为严重的新冠肺炎。
同样,辉瑞-BioNTech 候选疫苗,BNT162b2,在 3 期临床试验中预防感染的效果达到 90%,该项目共招募了 43,538 名参与者,其中 30% 在美国,42% 在国外
mRNA 疫苗如何发挥作用?
疫苗可以训练免疫系统识别病毒的致病部分。疫苗通常含有减毒病毒或纯化的病毒特征蛋白。
但 mRNA 疫苗则不同,因为疫苗不是注射病毒蛋白,而是注射编码病毒蛋白的遗传物质——mRNA。当这些遗传指令被注射到上臂时,肌肉细胞会直接在体内翻译病毒蛋白。
这种方法模仿了 SARS-CoV-2 在自然界中的作用——但疫苗 mRNA 仅编码病毒蛋白的关键片段。这让免疫系统可以预览真正的病毒是什么样子,而不会引起疾病。这种预览让免疫系统有时间设计出强大的抗体,如果个体被感染,这些抗体可以中和真正的病毒。
虽然这种合成的 mRNA 是遗传物质,但它不能传递给下一代。注射 mRNA 后,这种分子引导肌肉细胞内的蛋白质生成,其作用会在 24 至 48 小时内达到高峰,并可持续数天。
为什么研制mRNA疫苗的速度如此之快?
传统疫苗研发虽然经过充分研究,但非常耗时,无法对新冠肺炎等新型流行病立即做出反应。
例如,对于季节性流感,需要大约六个月从鉴定流行的流感病毒株到生产疫苗。候选流感疫苗病毒需要培养约三周才能产生一种混合病毒,这种病毒危险性较低,而且更适合在鸡蛋中生长。然后将这种混合病毒注射到大量受精卵中,孵化几天以产生更多副本。然后从鸡蛋中收获含有病毒的液体,杀死疫苗病毒,并在几天内纯化病毒蛋白。
mRNA 疫苗可以跨越开发传统疫苗的障碍,例如生产非传染性病毒,或生产达到医学要求的纯度水平的病毒蛋白。
MRNA 疫苗省去了大部分制造过程,因为人体不需要注射病毒蛋白,而是根据指令自行制造病毒蛋白。
此外,mRNA 分子比蛋白质简单得多。对于疫苗而言,mRNA 是通过化学而非生物合成制造的,因此其重新设计、扩大规模和量产的速度比传统疫苗要快得多。
事实上,在 SARS-CoV-2 病毒基因密码公布后的几天内,mRNA密码候选疫苗测试已准备就绪。最吸引人的是,一旦 mRNA 疫苗工具变得可行,mRNA 就可以快速定制以应对未来的其他流行病。
mRNA 存在哪些问题?
MRNA 技术并不新鲜。前段时间展示过合成的mRNA被注射到动物体内后,细胞就能产生所需的蛋白质。但进展仍然缓慢。这是因为mRNA不仅非常不稳定,容易降解成较小的成分,还很容易被人体的免疫防御系统破坏,这使得将其输送到目标的效率非常低。
但从 2005 年开始研究人员找到了稳定 mRNA 并将其包装成小颗粒以作为疫苗的方法。mRNA 新冠疫苗有望成为首个使用该技术获得 FDA 批准的疫苗。
经过十年的研究,mRNA 疫苗现已准备好接受评估。医生们将关注意外的免疫反应,可以是有帮助的和有害的。
为什么要保持 mRNA 超冷?
mRNA 疫苗研发面临的最大挑战仍然是其固有的不稳定性,因为它在冰点以上更容易分解。
修改 mRNA 结构单元并开发出可以相对安全地包裹 mRNA 的粒子,为 mRNA 候选疫苗提供了帮助。但这种新型疫苗仍然需要前所未有的冷冻条件才能分发和给药。
制冷要求有哪些?
辉瑞-BioNTech mRNA 疫苗需要在零下 94 华氏度的最佳温度下保存,并将在约五天在略高于冰点的正常冷藏温度下。
相比之下,Moderna索赔其疫苗在运输和长期储存时可在大多数家用或医用冰箱温度下保存长达六个月。Moderna 还声称,其疫苗在六个月的保质期内,在 36 至 46 华氏度的标准冷藏条件下解冻后可保持稳定长达 30 天。
不出所料,辉瑞公司也在开发运输集装箱使用干冰解决运输限制。