用mRNA疫苗抵御传染病

杨先碧

在人与病原体斗争的历史长河中，疫苗犹如一艘坚固的护卫舰，时刻捍卫着人类的健康，防止传染病的侵袭。它承载着人类对健康的渴望，对生命的尊重，对未来的信念。它是我们抵御病毒的重要武器，犹如一道希望之光，照亮我们前行的道路。

在人类抵御传染病这场没有硝烟的战争中，科学家研制出的各种疫苗犹如各式各样的武器，为人类的健康保驾护航。其中，mRNA（信使核糖核酸）疫苗这把利剑，以其独特的方式给世界带来了新的选择。它以全新的机制和卓越的效果，打破了传统疫苗的局限，为人类战胜疫情注入了强大的信心。在这场人类与病毒的竞赛中，来自美国的两位科学家卡塔琳·考里科和德鲁·韦斯曼尤为引人注目。他们的研究成果如同夜空中的明灯，照亮了mRNA疫苗开发之路。因对mRNA碱基化学修饰的卓越研究，他们荣获了2023年诺贝尔生理学或医学奖。这一荣誉的背后，是他们的卓越智慧和无数日夜的辛勤付出。

制造疫苗的新方式

人类的历史，是一部与病原体不断交锋的史诗。在所有病原体中，病毒是人类的大敌之一。当凶悍的病毒侵入人体时，人体并非束手无策，而是启动免疫系统，进行顽强的抵抗。然而，当首次面对陌生而强大的病毒，免疫系统有时也会感到无力。若再次遭遇同样的病毒，免疫系统便能凭借记忆，迅速组织防御，使人体恢复健康。

因此，为了辅助人体免疫系统抵御病毒入侵，科学家研发出了疫苗。这些疫苗（包括一些死病毒、半死不活的病毒、病毒蛋白质外壳等）被注射进人体后，让人体误认为是真实的病毒入侵，从而激发免疫反应，产生抗体。这样，当真正的病毒来袭时，抗体就能迅速发挥作用，减轻人体感染的症状。

尽管人类早在18世纪末就开始使用疫苗，但科学家并未停止探索新的疫苗制造方式。mRNA疫苗，就是科技创新的产物。mRNA是一种单链分子，它的任务是将DNA的遗传信息传递到细胞中的蛋白质合成机器中。没有mRNA，遗传编码无法运作，蛋白质无法合成，人体机能将无法维持。

传统的疫苗制造方式是培养病毒，然后进行灭活、减毒或破碎处理，而mRNA疫苗的制造，则无须培养病毒。科学家先制造出具有病毒遗传信息的mRNA，然后将这些mRNA注射到人体内。它们利用人体细胞中的物质合成病毒蛋白质，从而激发人体的免疫反应，产生抗体。就像其他疫苗一样，mRNA疫苗帮助人体做好战斗准备，迎接病毒的挑战。

简单且脆弱的mRNA

让mRNA用于对抗病毒，并非考里科和韦斯曼的首创。1961年，科学家发现了mRNA，并明白了mRNA与蛋白质之间的关系。1990年，一些科学家给小鼠注射mRNA后发现，这些mRNA可产生活性蛋白质，发挥特定的生物学功能。这一发现犹如石破天惊，因为在生物体外制造生物所需的活性蛋白质一直是难题，往往需要使用活细胞来培育，但这成本高昂，难以广泛应用。mRNA的结构相对简单，比起活性蛋白质，在生物体外制造mRNA就变得简单得多，无须依赖活细胞中的生化反应，只需使用简单的化学工艺就能完成。因此，科学家认为，mRNA有可能替代某些活性蛋白质用于疾病治疗。

然而，当科学家将制造出来的mRNA注射到小鼠等实验动物体内后发现，那些动物出现了严重的炎症反应，严重者甚至死亡。免疫系统对外来的mRNA反应强烈，迅速发起反击。此外，这些mRNA的抗毒效果也十分有限——即使有少量的mRNA躲过了免疫系统的追杀而抵达目的地，它们制造出来的活性蛋白质数量也很少，难以起到治疗疾病或激发免疫系统产生抗体的效果。

许多科学家开始质疑mRNA的可行性。尽管mRNA具有简单性，但它的脆弱性也使得它在疾病治疗上难以担当大任。于是，一度备受热捧的mRNA研究逐渐冷却下来。

对mRNA进行化学修饰

在mRNA研究渐趋冷寂的岁月里，女科学家考里科面临着职业生涯的重大抉择，她的研究已经走到了一个十字路口。按照通常的思路，她应该转向另一个研究课题了。然而，考里科深信mRNA研究的方向是正确的，她的合作伙伴韦斯曼也坚定地支持她。

考里科在生物化学领域摸爬滚打多年，韦斯曼则专攻免疫学。他们通力合作，共同克服经费不足、技术缺陷等诸多难题，顶住可能失败的压力，终于有了突破性的发现：实验室制造的mRNA与动物体内的mRNA在碱基结构上存在微小差异，这些差异可能是免疫系统对外来mRNA产生强烈排斥的原因。

经过无数次的尝试，考里科和韦斯曼发现，用化学修饰的方法调整mRNA的构造，可以降低免疫系统的排斥反应。具体而言，他们利用一些酶的作用，改变了mRNA碱基上的一些化学基团，让它更接近哺乳动物体内的mRNA。实验结果表明，这些经过化学修饰的mRNA进入哺乳动物体内后，免疫系统将其视为“自己人”，炎症反应大大减弱，比灭活病毒疫苗引发的炎症反应还要轻一些。

2005年，考里科和韦斯曼发表了关于mRNA碱基化学修饰的论文。这篇论文发表后，mRNA疫苗重新进入人们的视线，相关的技术被称为mRNA技术。2010年，有多家公司尝试开发针对寨卡病毒和中东呼吸综合征冠状病毒的mRNA疫苗。尽管如此，mRNA技术仍然被视为一个没有前景的冷门技术。

在mRNA技术被冷落的岁月里，考里科和韦斯曼并没有放弃研究。然而，他们的研究成果并未受到足够的重视。直到2020年，新型冠状病毒在全球肆虐，一些制药公司注意到他们的研究成果，开始按照他们的思路进行疫苗研发，并在不到一年的时间里，成功开发出了mRNA新型冠状病毒疫苗。研发人员利用新型冠状病毒的基因序列，设计出独特的mRNA分子，诱导人体产生针对病毒的免疫力。这些疫苗如同精准的狙击手，瞄准新型冠状病毒的弱点，将其一举击败。

在实践中，mRNA疫苗以其快速、安全、有效的特点，赢得了全球的认可。正是这一巨大的成功，让mRNA疫苗及其相关技术获得了人们真正的重视，也成为考里科和韦斯曼获得诺贝尔奖的重要推动力。

mRNA技术的未来应用

mRNA技术吸引了无数投资者的目光。正如加拿大生物学家皮耶特·库里斯所言：“这场淘金热般的狂热追求中，如果我们可以利用mRNA生产出任何我们想要的蛋白质，那么这意味着它具有广阔且充满诱惑力的应用前景。”

mRNA疫苗开发的灵活性和速度令人印象深刻，这为将其应用于其他传染病的疫苗开发铺平了道路。mRNA疫苗在未来将继续发挥其独特的优势，为人类的健康保驾护航。它将成为我们抵御传染病的重要武器，成为我们迈向更美好未来的坚实基石。

mRNA疫苗在癌症治疗方面的潜力也很大。癌症疫苗可以让人类的免疫系统精准区分肿瘤细胞和正常细胞，并清除肿瘤细胞。这种区分需要标记，而这种标记通常是肿瘤细胞中出现的突变蛋白。科学家希望利用mRNA疫苗让人类自动生产肿瘤细胞中出现的突变蛋白，从而激发免疫系统产生针对某种类型癌细胞的抗体。如果接种mRNA疫苗的人体内出现这类癌细胞，免疫系统能够及时出手，将尚未大面积扩散的癌细胞消灭在萌芽状态。目前，已经有一些针对癌症的mRNA疫苗正在进行临床试验。

除了疫苗开发外，mRNA技术在医学上还有不少其他用途。首先，该技术可以用于开发治疗性药物，例如针对某些癌症、遗传性疾病和其他疾病的mRNA药物。其次，该技术可以用于基因编辑领域，例如通过向细胞中导入特定的mRNA来改变细胞的基因表达，以治疗某些遗传性疾病。再次，该技术可以与细胞疗法结合使用，例如将特定的mRNA导入到细胞中，以促进细胞的生长和分化，用于治疗某些疾病。最后，该技术可以用于再生医学领域，例如通过向受损组织中导入特定的mRNA来促进组织的生长和修复。

在这个科技飞速发展的时代，我们不禁感叹：原来生命的奥秘也可以如此美妙且充满力量。这一切都离不开科学家对未知的探索和对人类福祉的追求。他们用智慧和勇气为我们打开了一扇新的门窗，让我们得以窥见生命更深层次的奥秘。mRNA如同一串神秘的密码，给人们留下了未知与挑战，却也饱含着希望与可能。因为mRNA的潜力巨大，只要我们继续探索、继续研究，它就有望为人类的健康和幸福带来更多的惊喜。