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Katalin Karikó和Drew Weissman（圖片來源：諾獎官網(wǎng)）
自18世紀人類發(fā)現(xiàn)接種牛痘可以預(yù)防天花以來，疫苗已成為人類抵御病原體感染、預(yù)防疾病發(fā)生的重要手段。這種以“免疫接種”方式為代表的預(yù)防性疫苗的本質(zhì)是“以毒攻毒”，即通過人為引入病毒抗原，利用人體自身免疫系統(tǒng)，對靶抗原進行表位識別、免疫放大及記憶，進而產(chǎn)生持久且特異的體液及細胞免疫。
大部分疫苗的作用機制（圖片來源：諾獎官網(wǎng)）
近年來隨著分子生物學(xué)的進步，我國的疫苗領(lǐng)域蓬勃發(fā)展，出現(xiàn)了一系列基于不同技術(shù)路線研發(fā)的疫苗，其類型包括滅活病毒疫苗、減毒活疫苗、蛋白亞單位疫苗、病毒樣顆粒疫苗、重組病毒載體疫苗、核酸疫苗等。
疫苗技術(shù)路線如此豐富，為何mRNA疫苗的研究能獲得諾獎青睞呢？這是因為，雖然這些疫苗的研發(fā)已取得許多重要突破，但仍存在一個關(guān)鍵“痛點”——不夠快。要形成無毒性的病毒，不論是滅活，還是重組，亦或者構(gòu)建病毒載體，都需要大量的實驗操作，這就無法應(yīng)對快速發(fā)生的流行病。在新冠病毒大流行期間，正是由于Katalin Karikó 和Drew Weissman發(fā)現(xiàn)的核苷堿基修飾，才使得研究人員以最快速度開發(fā)出了有效的mRNA疫苗，為無數(shù)人提供了保護。
新冠疫苗設(shè)計及研發(fā)平臺示意圖
mRNA疫苗的作用機制是將體外酶促合成的mRNA通過特定的脂質(zhì)納米顆粒包裹遞送至宿主細胞細胞質(zhì)中，再進行蛋白翻譯及翻譯后修飾，表達目標抗原，發(fā)揮免疫原性的作用。因此，mRNA疫苗通過細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄合成，無病毒成分，不具有傳染性，這些特點使其在安全性、有效性及克服預(yù)存免疫等方面更具優(yōu)勢。也正因為mRNA疫苗具有開發(fā)迅速的優(yōu)勢，同一平臺可開展對不同病原的疫苗開發(fā)，能夠?qū)Ρ┌l(fā)的傳染病進行快速響應(yīng)。
mRNA疫苗的作用機制
新型疫苗類型優(yōu)缺點比較
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類型 |
原理 |
優(yōu)點 |
缺點 |
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亞單位疫苗 |
由病毒或細菌的免疫活性片段制成 |
安全性高，穩(wěn)定 |
免疫原性較低，需要添加佐劑 |
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病毒載體疫苗 |
將抗原核酸序列插入已知病毒基因組中，刺激機體產(chǎn)生免疫反應(yīng) |
高效、安全 |
接種者可能已具備對腺病毒的免疫力，降低疫苗的效力
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DNA疫苗 |
由編碼抗原的基因制成 |
易于制造生產(chǎn)，成本低 |
可能存在插入人體基因組的風險 |
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RNA疫苗 |
將表達抗原的mRNA通過特定的遞送系統(tǒng)導(dǎo)入體內(nèi)，在體內(nèi)表達抗原靶標誘發(fā)免疫反應(yīng) |
安全性高，免疫力持久 |
穩(wěn)定性差，運輸成本高 |
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總的來說，本次諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎是對科研工作者在疫苗領(lǐng)域創(chuàng)新性工作的肯定，向世界展示了基礎(chǔ)科學(xué)研究如何在關(guān)鍵時刻對全人類產(chǎn)生深遠影響。我們可以期待在不遠的未來，人類利用疫苗開發(fā)技術(shù)在更廣闊的領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮作用。
參考文獻
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