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新冠疫苗成功背後的悲劇女科學家
材料取自網絡各大新聞媒體，小思隻有評論!
許多人預測今年諾貝爾獎可能給mRNA疫苗的發明者，而且可能性很大，不過鹿死誰手很難說。諾貝爾獎熱門新冠後麵的明爭暗鬥， 誰該得mRNA疫苗諾貝爾，爭得麵紅耳赤。
本文摘編譯自《自然》雜誌， 597, 318-324 (2021)
盡管爭鬥劇烈，不容多想匈牙利人卡裏科(Karikó)最早開始，始終如一堅守陣地直接做出大的貢獻，在mRNA的修飾降低了免疫反應性。為後麵的研究開辟了前進的方向。所以諾貝爾獎非她莫屬。談話中最常出現的名字另一個人是韋斯曼。兩人已經獲得了多個獎項，包括其中一個科學突破獎（300 萬美元，是科學界最值錢的獎項）和西班牙享有盛譽的阿斯圖裏亞斯公主技術和科學研究獎。
新冠疫苗成功背後的悲劇女科學家
但是在實際情形分析之後，發現事情不是那麽簡單。至於誰應該獲得諾貝爾獎，還真的不容易。因為獲得阿斯圖裏亞斯獎的還有 Felgner、?ahin、Türeci 和 Rossi，以及英國牛津大學開發的COVID-19 疫苗背後的疫苗學家 Sarah Gilbert 和阿斯利康製藥公司，後者使用病毒載體代替mRNA。此外，脂質輸送係統的先鋒人物庫利斯最近獲得的唯一榮譽是受控釋放協會頒發的 5,000 美元創始人獎，該協會是一個研究緩釋藥物的專業科學家組織。因此，原來一個答案容易的課題在人類的殊死博弈中變得不清晰了。但是，此爭論反映出現代研究真不容易，沒有許多人艱苦卓絕的持久奮鬥，任何巨大成果都有些天翻地覆的過程，究竟誰來爭長競短，獨領風騷確實莫衷一是。
一些人還認為，應該承認 Karikó 對整個 mRNA 研究界的貢獻和她在實驗室中的發現一樣多。 “她不僅是一位了不起的科學家，她還是該領域的一股力量，”不列顛哥倫比亞大學的 RNA 生物工程師 Anna Blakney 說。兩年前，當她還在初級博士後職位時（在與布萊克尼共同創立英國劍橋的疫苗公司 VaxEquity 之前)，卡裏科在一次重要會議上為布萊克尼提供了一個演講席位。布萊克尼給予了她的榮譽，專注於自我放大—— RNA 技術。“卡裏科在整個職業生涯都是不起眼的人(一輩子被低估)，因此她積極提升其他人的地位”。
雖然一些參與 mRNA 開發的人，包括馬龍，認為他們應該得到更多的認可，但其他人更願意分享榮譽。 “你真的不能要求信用，”庫利斯說。例如，當談到他的脂質輸送微顆粒係統(LNP)時，“我們說的是數百人，可能是數千人一直在共同努力製造這些 LNP 係統，以便他們真正為黃金時間做好準備。”
“每個人都隻是逐漸增加了一些東西——包括我在內”Karikó 十分謙虛的說。
回首過去，許多人表示，他們很高興 mRNA 疫苗正在改變人類，並且他們可能在此過程中做出了寶貴的貢獻。 “看到這個讓我很興奮，”費爾格納說。 “我們當時認為的所有事情都會發生——現在正在發生。”
1987 年末，羅伯特·馬龍進行了一項裏程碑式的實驗。他將信使 RNA 鏈與脂肪滴混合，創造出一種分子香噴噴的燉菜。沐浴在這種基因濃湯中的人類細胞吸收了 mRNA，並開始從中產生蛋白質。
意識到這一發現可能在醫學上具有深遠的潛力後，加利福尼亞州拉霍亞索爾克生物研究所的研究生馬龍後來記下了一些筆記，並在上麵簽名並注明了日期。他在 1988 年 1 月 11 日寫道，如果細胞能夠從傳遞給它們的 mRNA 中產生蛋白質，那麽“將 RNA 視為一種藥物”是可能的。索爾克實驗室的另一名成員也為子孫後代在筆記上簽名。那年晚些時候，馬龍的實驗表明青蛙胚胎吸收了這種 mRNA。這是第一次有人使用脂肪滴來緩慢地釋放 mRNA 進入生物體。
這些實驗是邁向曆史上兩種最重要和最有利可圖的疫苗的墊腳石：全球數億人使用的基於 mRNA 的 COVID-19 疫苗。僅在 2021 年，這些產品的全球銷售額預計將超過 500 億美元。
但通往成功的道路並不是一帆風順的。在馬龍自己借鑒其他研究人員工作的實驗之後多年，mRNA 被認為太不穩定且價格昂貴，無法用作藥物或疫苗。但是，此研究方向仍然十分有魅力，數十個學術實驗室和公司致力於研究這個想法，努力尋找正確的脂肪和核酸配方——mRNA 疫苗的基石。
今天的 mRNA技術具有很大的創新性，這些創新是在馬龍在實驗室工作多年後發明的，包括化學修飾的 RNA 和不同類型的脂肪泡，以將它們運送到細胞中（參見“mRNA COVID 疫苗內部”）。盡管如此，自稱為“mRNA疫苗發明者”的馬龍認為他的工作沒有得到足夠的認可。 “我已經被曆史淘汰了，”他告訴《自然》雜誌。
法國斯特拉斯堡一家名為 Transgène 的小型生物技術公司的研究人員也有同樣的感受。 1993 年，由 Pierre Meulien 領導的一個團隊與工業和學術夥伴合作，首次證明脂質體中的 mRNA 可以在小鼠中引發特定的抗病毒免疫反應。 另一個激動人心的進展出現在 1992 年，當時拉霍亞斯克裏普斯研究所的科學家們使用 mRNA 替換了大鼠體內的一種缺陷蛋白，以治療代謝紊亂。但獨立實驗室報告類似的成功還需要近 20 年的時間。
Transgène 研究人員為他們的發明申請了專利，並繼續研究 mRNA 疫苗。但是，現任布魯塞爾公私企業創新藥物計劃負責人的 Meulien 估計，他至少需要 1 億歐元（1.19 億美元）來優化該平台。對於這樣一個“棘手、高風險”的企業，老板付出了那麽多。在 Transgène 的母公司決定停止支付保持其活躍所需的費用後，該專利失效。
與默克團隊一樣，Meulien 的團隊轉而專注於 DNA 疫苗和其他基於載體的遞送係統。 DNA 平台最終產生了一些用於獸醫應用的許可疫苗——例如，有助於預防養魚場的感染。就在上個月，印度監管機構緊急批準了世界上第一種供人類使用的 DNA 疫苗，以幫助抵禦 COVID-19。但由於尚未完全知道的原因，DNA 疫苗在人體中取得成功的速度很慢。
盡管如此，Ulmer 認為，該行業對 DNA 技術的一致推動也對 RNA 疫苗產生了好處。他說，從製造考慮和監管經驗到序列設計和分子洞察，“我們從 DNA 中學到的許多東西都可以直接應用於 RNA”。 “它為 RNA 的成功奠定了基礎。”
在 1990 年代和 2000 年代的大部分時間裏，幾乎所有考慮研究 mRNA 的疫苗公司都選擇將其資源投資到其他地方。傳統觀點認為 mRNA 太容易降解，其生產成本太高。 “這是一場持續的鬥爭，”斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的病毒學家 Peter Liljeström 說，他在 30 年前開創了一種‘自我放大’的 RNA 疫苗。
“與 RNA 合作太難了，”馬特·溫克勒 (Matt Winkler) 說，他於 1989 年在德克薩斯州奧斯汀創立了第一家專注於 RNA 的實驗室用品公司之一 Ambion。不過，將他說如果有人打算把 RNA 注射到某人體內以獲得疫苗，我會當著你的麵笑的。
mRNA 疫苗的想法在腫瘤學界更受歡迎，盡管它是作為一種治療劑，而不是預防疾病。從基因治療師 David Curiel 的工作開始，幾位學術科學家和初創公司探索了 mRNA 是否可用於對抗癌症。如果 mRNA 編碼由癌細胞表達的蛋白質，那麽想法是這樣的，然後將其注射到體內可能會訓練免疫係統攻擊這些細胞。
Curiel 現在在密蘇裏州聖路易斯的華盛頓大學醫學院工作。他在老鼠身上取得了一些成功。但他說，當他就商業化機會與 Ambion 接洽時，該公司告訴他：“我們認為這項技術沒有任何經濟潛力。”
另一位癌症免疫學家取得了更大的成功，這導致了 1997 年第一家 mRNA 治療公司的成立。 Eli Gilboa(吉爾博亞)提議從血液中提取免疫細胞，並誘使它們攝取編碼腫瘤蛋白的合成 mRNA。然後這些細胞會被注射回體內，在那裏它們可以調動免疫係統來攻擊潛伏的腫瘤。
吉爾博亞和他在北卡羅來納州達勒姆杜克大學醫學中心的同事在老鼠身上證明了這一點。到 1990 年代後期啟動了人體試驗，Gilboa 的商業衍生公司 Merix Bioscience（後來更名為 Argos Therapeutics，現在稱為 CoImmune），很快就進行了自己的臨床研究。直到幾年前，這種方法看起來很有希望，當時後期候選疫苗在大型試驗中失敗了。它現在基本上已經過時了。
吉爾博亞的工作產生了重要的影響。它啟發了德國公司 CureVac 和 BioNTech（當今最大的兩家 mRNA 公司）的創始人開始研究 mRNA。 CureVac 的 Ingmar Hoerr 和 BioNTech 的 U?ur ?ahin 都告訴《自然》雜誌，在了解 Gilboa 所做的事情後，他們想做同樣的事情，但將 mRNA 直接注入體內。
整個 1990 年代，Karikó 一直在實驗室裏辛勤工作，目標是將 mRNA 轉化為藥物平台，盡管資助機構一直拒絕她的資助申請。 1995 年，在多次拒絕之後，她被允許選擇離開賓夕法尼亞大學或接受降級和減薪。她選擇留下並繼續她頑強的追求，對 Malone 的方案進行改進，並設法誘導細胞產生具有治療相關性的大而複雜的蛋白質。
Katalin Karikó 幫助證明了對 RNA 的化學修飾可以使該分子走私通過身體的免疫防禦。1997 年，她開始與 Weissman 合作，後者剛剛在賓夕法尼亞大學開設了一個實驗室。他們計劃共同開發一種基於 mRNA 的 HIV/AIDS 疫苗。但是，當 Karikó 的 mRNA 被注射到小鼠體內時，會引發大規模的炎症反應。
她和德魯·韋斯曼(Drew Weissman)很快就找到了原因：合成的 mRNA 會激發一係列稱為 Toll 樣受體的免疫傳感器，它們充當病原體危險信號的第一反應者。 2005 年，兩人報告稱，通過修飾重新排列 mRNA 核苷酸之一尿苷上的化學鍵，以產生一種稱為假尿苷的類似物，似乎可以阻止身體將 mRNA 識別為敵人。
當時很少有科學家認識到這些修飾核苷酸的治療價值。但科學界很快就意識到了它們的潛力。 2010 年 9 月，時任馬薩諸塞州波士頓兒童醫院的幹細胞生物學家德裏克·羅西 (Derrick Rossi) 領導的一個團隊描述了如何使用修飾的 mRNA 來轉化皮膚細胞，首先轉化為類胚胎幹細胞，然後轉化為收縮的肌肉組織。這一發現引起了轟動。羅西被《時代》雜誌評為 2010 年的“重要人物”之一。他在劍橋聯合創辦了一家初創公司Moderna。
Moderna 試圖授權 UPenn 於 2006 年為 Karikó 和 Weissman 的發明申請的修飾 mRNA 專利。但為時已晚。在未能與 RNARx 達成許可協議後，賓夕法尼亞大學選擇了快速付款。 2010 年 2 月，它授予麥迪遜一家小型實驗室試劑供應商獨家專利權。現在稱為 Cellscript，該公司在這筆交易中支付了 300,000 美元。它將繼續從 Moderna 和 BioNTech 那裏獲得數億美元的分許可費，這兩家公司是第一個 COVID-19 mRNA 疫苗的創始人。兩種產品都含有修飾的 mRNA。
與此同時，RNARx 又用完了 80 萬美元的小企業贈款資金，並於 2013 年停止運營。此後Karikó 加入 BioNTech（保留在賓夕法尼亞大學的兼職職位）。
假尿苷辯論
研究人員仍在爭論 Karikó 和 Weissman 的發現是否對成功的 mRNA 疫苗至關重要。 Moderna 一直使用經過修飾的 mRNA——它的名字是這兩個詞的合成詞。但行業中的其他一些人卻沒有。
馬薩諸塞州列克星敦製藥公司 Shire(夏爾)人類基因治療部門的研究人員推斷，如果添加正確的“帽”結構並去除所有雜質，未經修飾的 mRNA 可以產生同樣有效的產品。 “這歸結為 RNA 的質量，”Michael Heartlein 說，他領導夏爾的研究工作並繼續在劍橋的 Translate Bio 推進這項技術，夏爾後來將其 mRNA 產品組合出售給了該公司。 （夏爾現在是日本武田公司的一部分。）
盡管 Translate 有一些人類數據表明其 mRNA不會引發令人擔憂的免疫反應，但其平台仍有待臨床證明：其 COVID-19 候選疫苗仍處於早期人體試驗階段。但法國製藥巨頭賽諾菲對這項技術的前景深信不疑：2021 年 8 月，它宣布計劃以 32 億美元收購 Translate。 （Heartlein 去年離開，在馬薩諸塞州沃爾瑟姆成立了另一家公司，名為 Maritime Therapeutics。）
與此同時，CureVac 有自己的免疫緩解策略，包括改變 mRNA 的基因序列，以最大限度地減少疫苗中的尿苷含量。研究這種方法進行了20年研究似乎正在取得成果，該公司針對狂犬病和 COVID-1920 的實驗性疫苗的早期試驗都證明是成功的。但在 6 月，不知何故，後期試驗的數據顯示，CureVac 的冠狀病毒候選疫苗的保護作用遠不如 Moderna 或 BioNTech疫苗。
鑒於這些結果，一些 mRNA 專家現在認為假尿苷是該技術的重要組成部分——因此，他們說，Karikó 和 Weissman 的發現是值得認可和獎勵的關鍵促成貢獻之一。位於劍橋的合成生物製藥公司 Strand Therapeutics 的聯合創始人兼首席執行官Jake Becraft說： “這裏真正的贏家是經過修飾的 RNA”。
無論如何，我認為Karika仍然是最大的貢獻者(看看我另一篇文章)。
mRNA疫苗不是想生產就能生產的。當時德國政府同時投資BioNTech和CureVac。 CureVac獲德國政府投資3億歐元研製mRNA疫苗。結果CureVac的mRNA疫苗效率低，研製失敗。
後絮：
中國所謂“自己”的mRNA公司是沃森， 技術方是從Moderna辭職海龜創辦，幾個人的公司，開發能力了微弱，但雲南那家公司看上了帶來（或偷來）美國現成技術，拉了軍事醫學科學院陳波一起做臨床。 這家如果山寨得好，以後也隻能在中國國內用，出了國門肯定會有知識產權官司的。另外，他們也沒有生產經驗，估計量產也不容易。
