用mRNA疫苗抵御傳染病

楊先碧

在人與病原體斗爭的歷史長河中，疫苗猶如一艘堅固的護衛艦，時刻捍衛著人類的健康，防止傳染病的侵襲。它承載著人類對健康的渴望，對生命的尊重，對未來的信念。它是我們抵御病毒的重要武器，猶如一道希望之光，照亮我們前行的道路。

在人類抵御傳染病這場沒有硝煙的戰爭中，科學家研制出的各種疫苗猶如各式各樣的武器，為人類的健康保駕護航。其中，mRNA（信使核糖核酸）疫苗這把利劍，以其獨特的方式給世界帶來了新的選擇。它以全新的機制和卓越的效果，打破了傳統疫苗的局限，為人類戰勝疫情注入了強大的信心。在這場人類與病毒的競賽中，來自美國的兩位科學家卡塔琳·考里科和德魯·韋斯曼尤為引人注目。他們的研究成果如同夜空中的明燈，照亮了mRNA疫苗開發之路。因對mRNA堿基化學修飾的卓越研究，他們榮獲了2023年諾貝爾生理學或醫學獎。這一榮譽的背后，是他們的卓越智慧和無數日夜的辛勤付出。

制造疫苗的新方式

人類的歷史，是一部與病原體不斷交鋒的史詩。在所有病原體中，病毒是人類的大敵之一。當兇悍的病毒侵入人體時，人體并非束手無策，而是啟動免疫系統，進行頑強的抵抗。然而，當首次面對陌生而強大的病毒，免疫系統有時也會感到無力。若再次遭遇同樣的病毒，免疫系統便能憑借記憶，迅速組織防御，使人體恢復健康。

因此，為了輔助人體免疫系統抵御病毒入侵，科學家研發出了疫苗。這些疫苗（包括一些死病毒、半死不活的病毒、病毒蛋白質外殼等）被注射進人體后，讓人體誤認為是真實的病毒入侵，從而激發免疫反應，產生抗體。這樣，當真正的病毒來襲時，抗體就能迅速發揮作用，減輕人體感染的癥狀。

盡管人類早在18世紀末就開始使用疫苗，但科學家并未停止探索新的疫苗制造方式。mRNA疫苗，就是科技創新的產物。mRNA是一種單鏈分子，它的任務是將DNA的遺傳信息傳遞到細胞中的蛋白質合成機器中。沒有mRNA，遺傳編碼無法運作，蛋白質無法合成，人體機能將無法維持。

傳統的疫苗制造方式是培養病毒，然后進行滅活、減毒或破碎處理，而mRNA疫苗的制造，則無須培養病毒。科學家先制造出具有病毒遺傳信息的mRNA，然后將這些mRNA注射到人體內。它們利用人體細胞中的物質合成病毒蛋白質，從而激發人體的免疫反應，產生抗體。就像其他疫苗一樣，mRNA疫苗幫助人體做好戰斗準備，迎接病毒的挑戰。

簡單且脆弱的mRNA

讓mRNA用于對抗病毒，并非考里科和韋斯曼的首創。1961年，科學家發現了mRNA，并明白了mRNA與蛋白質之間的關系。1990年，一些科學家給小鼠注射mRNA后發現，這些mRNA可產生活性蛋白質，發揮特定的生物學功能。這一發現猶如石破天驚，因為在生物體外制造生物所需的活性蛋白質一直是難題，往往需要使用活細胞來培育，但這成本高昂，難以廣泛應用。mRNA的結構相對簡單，比起活性蛋白質，在生物體外制造mRNA就變得簡單得多，無須依賴活細胞中的生化反應，只需使用簡單的化學工藝就能完成。因此，科學家認為，mRNA有可能替代某些活性蛋白質用于疾病治療。

然而，當科學家將制造出來的mRNA注射到小鼠等實驗動物體內后發現，那些動物出現了嚴重的炎癥反應，嚴重者甚至死亡。免疫系統對外來的mRNA反應強烈，迅速發起反擊。此外，這些mRNA的抗毒效果也十分有限——即使有少量的mRNA躲過了免疫系統的追殺而抵達目的地，它們制造出來的活性蛋白質數量也很少，難以起到治療疾病或激發免疫系統產生抗體的效果。

許多科學家開始質疑mRNA的可行性。盡管mRNA具有簡單性，但它的脆弱性也使得它在疾病治療上難以擔當大任。于是，一度備受熱捧的mRNA研究逐漸冷卻下來。

對mRNA進行化學修飾

在mRNA研究漸趨冷寂的歲月里，女科學家考里科面臨著職業生涯的重大抉擇，她的研究已經走到了一個十字路口。按照通常的思路，她應該轉向另一個研究課題了。然而，考里科深信mRNA研究的方向是正確的，她的合作伙伴韋斯曼也堅定地支持她。

考里科在生物化學領域摸爬滾打多年，韋斯曼則專攻免疫學。他們通力合作，共同克服經費不足、技術缺陷等諸多難題，頂住可能失敗的壓力，終于有了突破性的發現：實驗室制造的mRNA與動物體內的mRNA在堿基結構上存在微小差異，這些差異可能是免疫系統對外來mRNA產生強烈排斥的原因。

經過無數次的嘗試，考里科和韋斯曼發現，用化學修飾的方法調整mRNA的構造，可以降低免疫系統的排斥反應。具體而言，他們利用一些酶的作用，改變了mRNA堿基上的一些化學基團，讓它更接近哺乳動物體內的mRNA。實驗結果表明，這些經過化學修飾的mRNA進入哺乳動物體內后，免疫系統將其視為“自己人”，炎癥反應大大減弱，比滅活病毒疫苗引發的炎癥反應還要輕一些。

2005年，考里科和韋斯曼發表了關于mRNA堿基化學修飾的論文。這篇論文發表后，mRNA疫苗重新進入人們的視線，相關的技術被稱為mRNA技術。2010年，有多家公司嘗試開發針對寨卡病毒和中東呼吸綜合征冠狀病毒的mRNA疫苗。盡管如此，mRNA技術仍然被視為一個沒有前景的冷門技術。

在mRNA技術被冷落的歲月里，考里科和韋斯曼并沒有放棄研究。然而，他們的研究成果并未受到足夠的重視。直到2020年，新型冠狀病毒在全球肆虐，一些制藥公司注意到他們的研究成果，開始按照他們的思路進行疫苗研發，并在不到一年的時間里，成功開發出了mRNA新型冠狀病毒疫苗。研發人員利用新型冠狀病毒的基因序列，設計出獨特的mRNA分子，誘導人體產生針對病毒的免疫力。這些疫苗如同精準的狙擊手，瞄準新型冠狀病毒的弱點，將其一舉擊敗。

在實踐中，mRNA疫苗以其快速、安全、有效的特點，贏得了全球的認可。正是這一巨大的成功，讓mRNA疫苗及其相關技術獲得了人們真正的重視，也成為考里科和韋斯曼獲得諾貝爾獎的重要推動力。

mRNA技術的未來應用

mRNA技術吸引了無數投資者的目光。正如加拿大生物學家皮耶特·庫里斯所言：“這場淘金熱般的狂熱追求中，如果我們可以利用mRNA生產出任何我們想要的蛋白質，那么這意味著它具有廣闊且充滿誘惑力的應用前景。”

mRNA疫苗開發的靈活性和速度令人印象深刻，這為將其應用于其他傳染病的疫苗開發鋪平了道路。mRNA疫苗在未來將繼續發揮其獨特的優勢，為人類的健康保駕護航。它將成為我們抵御傳染病的重要武器，成為我們邁向更美好未來的堅實基石。

mRNA疫苗在癌癥治療方面的潛力也很大。癌癥疫苗可以讓人類的免疫系統精準區分腫瘤細胞和正常細胞，并清除腫瘤細胞。這種區分需要標記，而這種標記通常是腫瘤細胞中出現的突變蛋白。科學家希望利用mRNA疫苗讓人類自動生產腫瘤細胞中出現的突變蛋白，從而激發免疫系統產生針對某種類型癌細胞的抗體。如果接種mRNA疫苗的人體內出現這類癌細胞，免疫系統能夠及時出手，將尚未大面積擴散的癌細胞消滅在萌芽狀態。目前，已經有一些針對癌癥的mRNA疫苗正在進行臨床試驗。

除了疫苗開發外，mRNA技術在醫學上還有不少其他用途。首先，該技術可以用于開發治療性藥物，例如針對某些癌癥、遺傳性疾病和其他疾病的mRNA藥物。其次，該技術可以用于基因編輯領域，例如通過向細胞中導入特定的mRNA來改變細胞的基因表達，以治療某些遺傳性疾病。再次，該技術可以與細胞療法結合使用，例如將特定的mRNA導入到細胞中，以促進細胞的生長和分化，用于治療某些疾病。最后，該技術可以用于再生醫學領域，例如通過向受損組織中導入特定的mRNA來促進組織的生長和修復。

在這個科技飛速發展的時代，我們不禁感嘆：原來生命的奧秘也可以如此美妙且充滿力量。這一切都離不開科學家對未知的探索和對人類福祉的追求。他們用智慧和勇氣為我們打開了一扇新的門窗，讓我們得以窺見生命更深層次的奧秘。mRNA如同一串神秘的密碼，給人們留下了未知與挑戰，卻也飽含著希望與可能。因為mRNA的潛力巨大，只要我們繼續探索、繼續研究，它就有望為人類的健康和幸福帶來更多的驚喜。