这场全球大流行病的一个意想不到的连锁反应是它如何催化了医学上的突破。最突出的是,用于SARS-CoV-2疫苗的相同技术有可能改善癌症和艾滋病毒等疾病的治疗。
今年6月初,Anthony Fauci博士指出,信使核糖核酸(mRNA)COVID-19疫苗的非凡成功给艾滋病疫苗专家带来了新的希望。事实上,基于大流行期间的先进技术,多个学科的研究人员都重新燃起了热情。这样的疫苗将是针对逆转录病毒(HIV)的疫苗的一个惊人的成就,几十年来,科学家们一直在躲避这种病毒。
尽管COVID-19疫苗是第一个被批准用于人类的mRNA疫苗,但基于RNA的疫苗接种可以追溯到25年前。20世纪90年代,法国的研究人员在小鼠中使用RNA编码流感抗原--意味着一种能引起免疫反应的物质。不幸的是,缺乏资金和关注等障碍阻碍了这项创新的发展--直到现在。
在过去的一年里,由于政府和私营部门的资助--以及科学界的全球合作--多个mRNA COVID疫苗在一年之内被创造出来。之前的疫苗开发记录是四年,(针对腮腺炎),这意味着这种疫苗的快速创建是一个了不起的成就。
mRNA疫苗在几个关键方面与它们的前辈不同。传统的疫苗通常会给病人注射被削弱或死亡的病毒,然后在免疫系统中产生抗体,从而训练免疫系统在病毒下次入侵身体时识别它们。然而,COVID-19 mRNA疫苗注射的是一段信使RNA,它进入病人体内,使他们的细胞制造出冠状病毒的一小块,称为尖峰蛋白。在冠状病毒的艺术描述中,尖峰蛋白是病毒外部的小点,像海胆的刺一样伸出来。一旦身体开始制造这些尖刺,免疫系统就会产生识别它的抗体。以后,如果或当真正的病毒进入身体时,抗体将识别外部的尖刺,并着手摧毁入侵的病毒。
科学家们认为mRNA疫苗是一项突破,它将开创一个新的医学时代,一种对付许多其他疾病的潜在武器,葛兰素史克公司疫苗部门的前临床前研究和开发负责人Jeffrey B.Ulmer博士说
Ulmer说:"原则上,mRNA疫苗可以解决任何需要对蛋白质抗原产生免疫反应的传染性疾病或癌症目标。"所以原则上,就使用mRNA的能力而言,一切都在考虑之列。Ulmer指出,有一个注意事项:细菌性病原体对疫苗无效)。
然而,包括癌症。事实上,理论上mRNA疫苗可以专门针对病人的癌细胞进行编程,这意味着可以为任何癌症患者创造个性化的治疗方法。由于癌症突变对每个人的特定癌症都是独一无二的,因此mRNA疫苗将为特定的病人量身定做。这是可能的,因为癌细胞的表面有独特的蛋白质,而mRNA疫苗可以针对这些确切的蛋白质进行编程以产生抗体。通过这种方式,医生希望让病人的免疫系统准备好识别癌症并杀死它。
医药和生物技术公司已经看到了这些新疗法的潜力。例如,BioNTech正在测试针对过度表达但未突变的蛋白质的mRNA疫苗,并且还与Regeneron制药公司签署了一项战略合作协议,用于治疗黑色素瘤。Moderna公司同样也在建立mRNA疗法,指导免疫系统识别一种名为KRAS的基因中的癌变蛋白所产生的突变。
另一个在研究领域取得重大进展的领域是艾滋病毒治疗。加州斯克里普斯大学的研究人员已经开发出一种初步疫苗,显示出预防艾滋病毒感染的前景。该疫苗的目标是刺激免疫系统产生"广谱中和抗体",其目的是附着在进入细胞的HIV尖峰蛋白上并中和它们。
ConserV生物科学公司和eTheRNA公司在3月宣布合作提供这样一种mRNA HIV疫苗。此外,国际艾滋病疫苗倡议(IAVI),一个致力于加速艾滋病毒和艾滋病疫苗开发的全球非营利组织,最近透露,其mRNA艾滋病毒疫苗能够在早期临床试验中诱导97%的参与者产生正确的免疫反应。
然而,HIV和癌症并不是唯一可以通过这种新协议来改善的疾病治疗。
由于mRNA技术能够利用人体自身的基因,它还可以改进我们已有的疫苗。例如,每个流感季节,制造商都会在每年的流感季节开始前几个月决定针对哪些流感菌株。由于这个原因,疫苗的效力只有50%到70%左右。但基于mRNA的疫苗可以非常迅速地制造出来,而且到目前为止往往有更高的效力。BioNTech和辉瑞公司分别在研究一种"通用"的基于mRNA的流感疫苗,他们希望这种疫苗将消除对季节性流感疫苗的需求,只需要每五年注射一次。类似的方法也被提出来用于建立对其他疾病的防御,包括登革热、寨卡、丙型肝炎和疟疾。
然而,这些令人兴奋的新发展并不是没有挑战的。mRNA疫苗开发和储存所需的原材料非常昂贵。例如,辉瑞-生物技术公司的COVID-19疫苗必须储存在-70℃,并且需要特殊的制冷设备来运输和储存。虽然这项技术有很大的潜力,但一旦目前的危机消退,其令人望而却步的开发成本完全有可能迫使公司放弃这项研究。
此外,一些mRNA疫苗需要两剂才能生效,许多人根本不屑于打第二针。事实上,我们已经看到,数百万美国人没有接种COVID-19疫苗的第二剂。
另一个阻碍因素可能是副作用。在临床试验中,接受Moderna COVID-19疫苗的人中有80%对这一针有某种反应。绝大多数人的症状是暂时的,但包括疲劳、肌肉疼痛和头痛。
尽管期望值很高,但研究人员还有很长的路要走,因为任何超越冠状病毒的未来mRNA疫苗仍处于早期开发阶段。
尽管如此,Ulmer博士"绝对"看好mRNA疫苗技术在治疗癌症和艾滋病毒等疾病方面的潜力。"他说:"我认为显然存在着我们长期面临的困难挑战,但是我们在治疗COVID的RNA疫苗中看到的成功给了我们一些希望,也许这是一种更有效的技术。我认为未来几年将看到手头这项技术的大量活动,以及它在其他传染病目标和癌症方面的应用--而这已经在进行中了。"
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