Moderna、輝瑞及其合作夥伴BioNTech所開發的兩款疫苗最近相繼宣布成功，已經在FDA和各國藥監部門報批，不久將在世界範圍內使用，可能改寫新冠疫情發展的曆史。它們都基於一種新的基因技術，除對抗新冠病毒外，這種基因技術還可能具有對抗其他疾病的潛力，並且可能改寫基因工程技術的曆史。
兩款領先的新冠疫苗的研究結果強勁，其影響已遠遠超越這場疫情本身，預示著以基因為基礎的技術時代已經到來，有望給癌症、心髒病和其他傳染病提供新的治療方法。
生物最核心的功能物質就是蛋白質，蛋白質的生產鏈是：基因（DNA）—信使（mRNA）—蛋白質。迄今為止，基因工程的成就表現在可以在體外，通過改變一些生物，如細菌，真菌，植物，動物的DNA，讓一些蛋白質或多肽被這些生物生產出來，從而實現工業化生產。
現代的生物製藥技術就是以此為基礎的，成就偉大。人們一直夢想，如果能直接將DNA或mRNA注射到人體內，讓人體細胞直接產生所需要的蛋白質或多態，那該多好。比如一個糖尿病病人，缺乏的是胰島素，如果不用注射在體外生產出來的胰島素，而是直接將一段基因移入病人的體內，他就可以自己產生胰島素了，那多好！
而疫苗，本身就是病原體的異體蛋白質。傳統的方法是將減毒或滅活的病原（細菌或病毒）注射入體內，在人體內激活免疫反應。活的病原能同時激起細胞免疫和體液免疫，而死的（滅活）的隻能激起體液免疫。如果能將病原的基因（DNA或RNA）打入人體內，理論上應該會產生病原蛋白質，而且這種蛋白質是活的，理論上能激起與活病原同樣的二重免疫反應，起到和活疫苗一樣的作用。
DNA必須在人體細胞的細胞核起作用，如果直接注入，可能會整合到人體的原來基因中，還可以傳給下一代細胞。如果想終身治療當然好，但大多數治療的目的不是終身的，這樣整合了就很麻煩。所以會用一些臨時表達的載體，如質粒，腺病毒帶進去，但整合的危險性依然存在。
mRNA的作用部位在細胞質，沒有整合人體基因組的危險，生產的速度比DNA要快。但mRNA很脆弱，到處都有RNA降解酶，在體外體內的保存和運輸都很困難。另外，疫苗必須是異體蛋白質。就算是異體基因，植入本體細胞後產生出來的蛋白質還是本體蛋白質，如果想要誘發免疫反應，就必須進行異體化表達，這也是一個技術難題。
現在Pfizer和Moderna的成功，證明他們已經克服了這些技術難關。讓我們從公開的資料中，看看他們做了些什麽？
當研究人員開始在動物身上測試mRNA的時候，問題出現了。在動物身上注射mRNA會引發免疫反應，進而引發炎症。在測試過程中，劑量過高會導致老鼠死亡。魏斯曼和卡裏科開始通過修改mRNA來克服炎症問題。他們發現，通過改變RNA的一個構件核苷，可以使注射到體內的RNA避開會引發炎症的免疫反應，同時還能讓RNA進入人體細胞，傳遞指令，開始製造所需要的蛋白質。魏斯曼和卡裏科為他們的研究成果申請了專利，賓夕法尼亞大學後來通過中介公司等方式將這項技術授權給了Moderna和BioNTech。2014年，卡裏科加入BioNTech，擔任高級副總裁。
Moderna花費了幾年時間磨練自己的技術。其中遇到的一個大障礙是要找到合適的外殼，把mRNA帶向它們在人體細胞中的目標，而不會在途中遭到人體自然產生的酶的破壞。Moderna把他們的mRNA包裹在一個由被稱作“脂質納米顆粒”的脂質物質製成的保護膜中，並於2015年開始將mRNA用於人體試驗。Moderna幾年前也開始與美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)的研究人員合作，製造預防一些傳染病的針劑。這一合作為兩個團隊從1月份開始迅速合作研發新冠疫苗鋪平了道路。
這些透露出來的技術細節，隻是冰山之一角，每個公司都需要專利來保護他們的利益，這無可厚非，但成功了是肯定的，雖說以後可能還會出現一些意想不到的困難，但至少目前一切順利，讓我們為這些科學家歡呼吧！
Moderna正在就幾種其他預防性的mRNA疫苗進行人體測試，包括一種針對巨細胞病毒的疫苗。巨細胞病毒是一種常見的病毒，若母親在懷孕期間感染這種病毒，會給嬰兒帶來健康問題。在早期研究中，這款疫苗的總體安全性良好，並能誘導出理想的免疫反應。測試仍在繼續當中。
Moderna還在和默克公司一同測試一種基於mRNA的治療性疫苗，看它是否可以用來治療癌症。這種治療方法根據每個患者腫瘤細胞中的不同突變量身定製。Moderna本月表示，一項小規模早期階段的研究顯示，當這種疫苗和默克公司的癌症藥物Keytruda配合在一起注射的時候，在部分頭頸癌症患者身上有起效的希望。
BioNTech也在繼續推進用於癌症治療的mRNA疫苗，包括乳腺、皮膚和胰腺腫瘤等等。該公司有幾款癌症疫苗正處於開發階段，包括一款正在進行中期測試的皮膚癌疫苗。
除了在疫苗領域，mRNA導入技術也將使得安全，廉價產生人體所需要的蛋白質技術發生質的飛躍。這個技術，確實是一個劃時代的革命性成果，將從此改寫基因工程的曆史。
