朱頭山

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顛覆性的mRNA藥物

(2021-04-03 12:11:01) 下一個

在新冠疫苗的競爭中,兩家原來名不見經傳的小公司,德國的BioNtech和美國的Moderna脫穎而出,已經走向了成為世界級藥業巨頭的路上。mRNA技術在疫苗方麵展現了極大的優勢,但這隻是開始,隨著它的無限潛能的展開,可能成為藥業顛覆性的力量,徹底改變藥業的現狀。無數著名的藥企將消失,舊的工藝將淘汰,那些專業的人員將失業,而新興的工業將出現,也將極大地改變醫學的現狀。

但mRNA製藥的騰飛並不是一蹴而就的。人體最重要的功能物質蛋白質是遵循基因DNA-mRNA-蛋白質這條生物鏈的。RNA有很多種,mRNA有特殊的結構,mRNA藥物和RNA並不等同。利用這條生物鏈,從1980年代開始,生物製藥起步了,開始是設法將某種基因轉到微生物中,通過微生物的繁殖,最後提純出那種基因所表達的蛋白質。如將人的胰島素基因轉到大腸杆菌中,提純出人類胰島素,就不用再從豬牛的胰腺裏提取了,這樣得到的胰島素既純產量又高。現在很多世界級的生物製藥大企業,如Amgen, Genentech都是這樣起家的。

但這樣生產蛋白質,還是挺費時也費力,有人就想,人體本身就是一架機器,幹嘛不直接將基因轉入人體,讓人體自生去產生所需要的蛋白質?腺病毒路線就是一個常見的思路,將基因轉入腺病毒,腺病毒有個特點,進入人體的細胞核後,它自己表達所帶的基因,利用人體的機器,先產生mRNA,再最後產生所需的蛋白質。這是一條比較成熟的技術路線,現在除了mRNA疫苗,最多的就是腺病毒疫苗。但腺病毒是個異體,會誘導機體產生針對其的抗體,多用幾次就沒用了,所以中國和強生的腺病毒疫苗都是一次注射的,理論上阿斯利康疫苗打第二次後,其效果是要減弱的。

相比基因轉導,mRNA應該更方便,因為基因在細胞核內,mRNA在細胞質內,比核要少過一層。mRNA不會出現基因殘留在人體基因的危險,而腺病毒理論上還是有這個危險的。

但mRNA直接在人體內產藥的思路,從想法到實際可行經曆了幾十年。當mRNA進入體內後,就會觸發人體的病毒監控係統(virus-detecting immune sensors),不但關掉蛋白質生產機器,還會滅活mRNA。而且即使mRNA成功進入細胞,也不見得能產生足夠的蛋白質。

最早在1990年提出mRNA藥物概念的是University of Pennsylvania scientist Katalin Karikó,但當時對此無人問津。2005年,Drew Weissman, 作出了一個簡單但改變了遊戲規則的重大發現。 他將組成mRNA的其中一種核苷酸,尿核苷改變了結構成為假尿苷,就奇跡性地逃避了人體的病毒監控係統。這一發現,使得mRNA治療成為了可能。

2012年,Moderna 融資4千萬美元,開始走上舞台。然後Moderna把帶VEGF的mRNA賣給阿斯利康,獲資金2.4億美元。以後,Moderna又從不同公司融資達70億,它已經財大氣粗,而各大投資公司和藥企也對之趨之若鶩。BioNtech也不落後,這次的疫苗大戰,雙雄已經聳立,而更多的後來者也後浪不絕,巨大的資金,國家的和私人的,都湧向這個領域,藥業研究正處於一場革命前的黎明。

以下提一些最近在mRNA領域的被透露的突破性技術進展:科學家現在能夠通過改變mRNA的程序,讓其在體內正確地表達所需要的蛋白的量;mRNA的輸送係統,納米微脂顆粒的技術越來越成熟,具有比既有技術高20倍的逃脫被消化的能力;通常納米微脂顆粒進入體內後,聚集在肝髒,表達出來的蛋白質在肝髒分泌後通過血流進入全身,疫苗就是這樣的。但moderna發明了一種係統,可以讓納米微脂顆粒定向在特種的細胞內表達。

除了疫苗,mRNA還有其它的應用。最有吸引力的就是,mRNA能在指定細胞內表達蛋白質,這可以用以治療很多遺傳缺陷性疾病,也是所謂基因治療最重要的目標。免疫治療腫瘤也是一個重要的方向。

現在光Moderna一家 ,就有10個臨床試驗在進行中,10幾個臨床前項目在研中。Moderna CEO Moore 在采訪中被問及她是否後悔從學術界跳出來時,她毫不猶豫地說:“這是我一生唯有的一次機會,可以通過我的努力,發展出一個完全顛覆性的產業,它將改變整個藥業發展,整個生物製藥界,如果不是說整個世界的話。我絕不後悔!”

 

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