如何开发对抗新冠病毒的mRNA疫苗?

发布时间:2020-04-14 14:27     文章来源:未知     作者:百替生物

Bekeredjian Ding教授所说,与传统疫苗相比,经上市批准的mRNA冠状病毒疫苗将能更加容易及快速地在全球范围内进行生产和部署。
 
针对新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的疫苗研发竞赛正在进行据世界卫生组织(who)称,目前有54种不同的疫苗正处于开发之中,其中两种已经在人体上进行了测试。而在不同的候选疫苗中,一位新选手-mRNA疫苗,亦位列其中。
 
一种由美国Moderna公司开发的mRNA疫苗于316开启了首次人体试验;而另一种由德国CureVac公司开发的mRNA疫苗则获得了欧盟委员会提供8000万欧元的投资。但是,到底什么是mRNA疫苗?为什么它们有望对抗冠状病毒?我们采访了德国保罗埃利希研究所(Paul Ehrlich Institut)微生物学部负责人伊莎贝尔·贝克雷吉安·丁(Isabelle Bekeredjian Ding)教授他为包括CureVac在内的公司提供科学建议,并担任欧洲创新药物倡议科学委员会成员。以下是关于mRNA疫苗所需要知道的五件事。

1. 它们是一种全新的疫苗

如果一种针对冠状病毒的mRNA疫苗获得上市批准,它将是第一种该类型的疫苗这是一种非常独特的制造疫苗的方法。到目前为止,还没有类似疫苗被授权以用作防治传染病,”Bekeredjian Ding教授说。
 
疫苗的工作原理是训练身体识别并对致病有机体(如病毒或细菌)产生的蛋白质做出应答。传统疫苗由小剂量或灭活剂量的整个致病有机体或其产生的蛋白质制成,这些疫苗被注入人体,以激发免疫系统产生应答反应。
 
相比之下,mRNA疫苗诱使人体自身生成一些病毒蛋白。它们通过利用mRNA信使RNA)来工作,信使RNA本质上是将DNA指令付诸行动的分子。在细胞内,mRNA被用作构建蛋白质的模板。” mRNA大约等同于蛋白质的前身,它(序列编码)基本上决定了接下来的蛋白质由什么组成。
 
为了生产mRNA疫苗,科学家们制造了一种合成的mRNA以供病毒利用来构建感染性蛋白质。这种mRNA被传送到人体内,人体细胞解读它构建病毒蛋白的指令,从而自主创造出一些病毒分子。这些蛋白质是各自独立产生的,因此它们不会聚集形成病毒。随后,免疫系统检测到这些病毒蛋白并开始对它们产生防御反应。

2. 它们可能比传统疫苗更有效、更易于生产

我们的免疫系统有两个部分:先天性免疫(与生俱来的防御系统)及获得性免疫(后天与病原体接触时产生的防御系统)。传统疫苗分子通常只作用于获得性免疫系统,而先天性免疫系统则由另一种叫做佐剂的成分激活。
 
有趣的是,疫苗中的mRNA也可以触发先天免疫系统,提供额外的一层防御,而无需添加佐剂。各种天然免疫细胞都mRNA激活。”  Bekeredjian Ding教授称,这使免疫系统为一种危险的病原体的到来做好准备,因而此类疫苗触发的免疫反应非常强。要理解这一反应、其能够提供的保护期限以及是否存在任何不利因素,还有很多工作要做。
 
Bekeredjian Ding教授还解释说,由于你没有将整个病毒导入体内,病毒无法自行防御,因此免疫系统可以集中精力对病毒蛋白产生反应,而免受病毒干扰。
 
通过让人体自身产生病毒蛋白,mRNA疫苗省略了部分制造过程,应该比传统疫苗更容易、更快地生产。” 在这种情况下,最大的好处是,疫苗生产起来很容易,(而且)也可能相对容易进行生产升级。当然,如果你考虑在欧洲和世界各地部署疫苗量产化,这一点非常重要” Bekeredjian Ding教授说。

3. 我们所知的大部分关于mRNA疫苗的知识来自于对癌症的研究

迄今为止,利用mRNA激发免疫反应的大部分工作都集中癌症,肿瘤mRNA被用于帮助人们的免疫系统识别和对特定肿瘤产生的蛋白质作出反应。这项技术对肿瘤学领域非常有利,因为每个肿瘤都是不同的,你可以因此开发针对特定病人的疫苗” Bekeredjian Ding教授说。
 
以这种方式利用肿瘤mRNA可以激活机体的T细胞,这是获得性免疫系统杀死细胞的一部分,有助于消灭肿瘤。这对冠状病毒也很重要。我们知道,在预防病毒感染机体的过程中,需要一个强大的T细胞反应,因为病毒喜欢隐藏在细胞中,” Bekeredjian Ding教授说 有一定的希望,特别是在这种防御机制下,mRNA疫苗真的能起作用,从而消除体内受感染的细胞。
 
但是,为了对抗像SARS-CoV-2这样的病毒,获得性免疫系统的另一部分很可能也需要激活B细胞,B细胞产生抗体,将病毒标记出来以供身体破坏。“而我们对此几乎没有经验(除了动物感染模型外),因为这一过程与肿瘤模型的相关性较低

4. 存在大量未知之数

因为mRNA疫苗现在才刚开始在人类身上进行试验,所以有很多基本的未知因素只能通过人体试验来解决。我认为,目前真正的挑战是,弄清楚这些疫苗是否真的能够在人体内产生足够的保护性免疫反应,并了解,例如,要做到这一点,需要多少mRNA。”Bekeredjian Ding教授说。
 
其他悬而未决的问题包括:选择用于疫苗的蛋白质是否能正确预防体内冠状病毒感染,免疫应答对这种特定冠状病毒的靶向性如何,免疫效果将持续多久,它是否会引起副作用,如炎症反应增加或红肿,甚至在最坏的情况下加重疾病。

5. 有望实现大规模接种疫苗

一旦mRNA疫苗获得上市批准可能需要12-18个月的时间),应该很容易扩大生产规模。由于它的生产过程比其他疫苗短,Bekeredjian Ding教授估计,该疫苗的生产周期为几个月,而不是传统疫苗所需的1-2年,因此这些疫苗有可能迅速扩大规模。这是十分有用的,因为对抗冠状病毒可能需要大规模的免疫接种计划。
 
“我认为我们需要一个非常高的人口覆盖率,但这将取决于一些国家和流行病学,”Bekeredjian Ding教授说。 “在冠状病毒传播速度非常快的国家,我们也希望有很多人接触过冠状病毒,并且实际上已经产生了自然免疫反应。但另一方面,举个例子,如果你看看德国,现在我们都在家,被禁止出门,除了必需品。因此,该人群仍易受感染。”她指出“所以在这种情况下,你肯定需要考虑给所有人接种疫苗。”
 
“这就是为什么这些疫苗会引起人们的兴趣,因为你有望可以实现量产。而对于其他疫苗来说,(在短时间内)生产如此大量的疫苗会更难。”
 

参考资料:

https://www.genengnews.com/a-lists/how-to-conquer-coronavirus-top-35-treatments-in-development/

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