王莉萍
卡塔琳·考里科(左)和德魯·韋斯曼。圖/法新
當(dāng)人類面對現(xiàn)代健康史上最嚴(yán)峻威脅時,這兩位科學(xué)家“具有劃時代意義的科研成果”,使新冠疫苗研發(fā)達(dá)到了前所未有的快捷速度。
這是2023年10月2日在瑞典斯德哥爾摩諾貝爾委員會宣布,將生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予匈牙利女科學(xué)家卡塔琳·考里科(Katalin Karikó)和美國科學(xué)家德魯·韋斯曼(Drew Weissman)時的評價。
在過去的幾十年里,mRNA疫苗被認(rèn)為是不可行的,因為注射mRNA會誘發(fā)不必要的免疫反應(yīng),導(dǎo)致mRNA被即刻降解。然而,這對科研搭檔成功克服障礙,“發(fā)現(xiàn)了核苷酸基修飾,從而使有效mRNA疫苗的開發(fā)成為可能”。
最終,mRNA疫苗在新冠大流行中大顯身手,提供給數(shù)億人,挽救了無數(shù)人的生命。
mRNA(信使核糖核酸),就像是DNA和蛋白質(zhì)之間的那個“中間人”——它負(fù)責(zé)傳遞信息,理論上如果能夠操控制造mRNA,告訴它要制造哪些蛋白質(zhì),就可以制造自己的“藥物”,從而打造出一種全新的療法。
這被學(xué)界認(rèn)為是相對先進(jìn)的機制,自上世紀(jì)60年代起就有很多科學(xué)家們投身于此中探索。然而,用了50多年,卻顆粒無收,實驗被死死卡在了一個困境中——人類自身的免疫系統(tǒng)總是能及時掃描到進(jìn)入的mRNA,繼而消滅它,讓它失去了發(fā)揮作用的機會。
在動物實驗中,還發(fā)生過因為注射mRNA后激發(fā)機體嚴(yán)重的天然免疫反應(yīng),因而造成受試動物死亡的案例。
兩位諾貝爾獎得主發(fā)現(xiàn)了一個辦法,就是對mRNA進(jìn)行修飾,對尿苷上的化學(xué)鍵進(jìn)行重排,從而使人工合成的mRNA避開了免疫系統(tǒng)的攻擊,能夠安全地注射到人類細(xì)胞內(nèi)。
魏斯曼撰文稱,2005年,卡特琳·卡里科和我發(fā)明了一種修飾mRNA分子的方法,使得它們注射到動物組織中時不會引起危險的炎癥。
2017年,諾伯特·帕迪(Norbert Pardi)和我證明了由脂質(zhì)納米顆粒攜帶到人體細(xì)胞中的修飾mRNA,可保護(hù)mRNA不被人體分解,并促使免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體,它比免疫系統(tǒng)本身更有效地中和入侵的病毒。
因為這一套“偽裝法”掃除了技術(shù)上的最大障礙,因此,在新冠疫情中,新冠病毒mRNA疫苗被快速研發(fā)并應(yīng)用,從而讓人類在健康史上這次巨大的危機中沒有輸?shù)锰珣K。
為了觸發(fā)免疫反應(yīng),傳統(tǒng)的減活或滅活疫苗會向人體注入弱化或滅活處理的病毒。但mRNA疫苗不同,它們只是告訴細(xì)胞如何制造某種蛋白質(zhì),甚至是蛋白質(zhì)片段,以讓人體的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生反應(yīng)。
傳統(tǒng)疫苗研發(fā)周期長、研發(fā)投入高,難以快速滿足大流行性疾病的疫苗需求。經(jīng)過三年抗疫,人們可以清楚地看到,病毒變異速度如此之快,差不多隔幾個月就會聽到新名字,跟在變異病毒后面更新滅活疫苗太被動。而mRNA疫苗更新速度要快的多,所以理論上更適合對抗不停變異的病毒。
這次,mRNA疫苗也充分展示出了它的優(yōu)點,易于設(shè)計、生產(chǎn)速度快、成本低、能誘導(dǎo)細(xì)胞免疫和體液免疫,并且不與基因組DNA相互作用。也就是說,mRNA疫苗一旦建立了可靠的生產(chǎn)設(shè)施,它就可以迅速切換到新的疫苗或藥物的生產(chǎn),這與蛋白質(zhì)或單克隆設(shè)施不同,后者必須從頭開始重新設(shè)計每種新療法的生產(chǎn)。
這激勵著研究人員、公司和政府實驗室探索針對許多傳染病的mRNA療法,包括流感、巨細(xì)胞病毒、單純皰疹病毒、諾如病毒、狂犬病、瘧疾、結(jié)核病、登革熱、寨卡病毒、艾滋病毒、丙型肝炎以及整個冠狀病毒家族。
mRNA療法將成為人類對抗各種疾病的先進(jìn)武器之一,從自身免疫疾病到癌癥,都有望被這種新療法攻克。
生物技術(shù)公司美國Moderna和德國BioNTech等相關(guān)mRNA疫苗公司,在新冠疫情中大放光彩,一躍成為全球知名企業(yè)。早在2013年,BioNTech公司聘請卡塔琳擔(dān)任高級副總裁,幫助監(jiān)督mRNA工作。彼時,這家小公司連自家的網(wǎng)站都沒有。
68歲的卡塔琳還擔(dān)任塞格德大學(xué)教授,同時也在美國賓夕法尼亞大學(xué)擔(dān)任教職。韋斯曼則在賓夕法尼亞大學(xué)同卡塔琳一道從事研究。
塞格德大學(xué)也是卡塔琳的母校,1978年她在此獲得博士學(xué)位,隨后進(jìn)入塞格德生物研究中心工作從事mRNA研究,這也成為她一生的執(zhí)著。
然而,1985年,卡塔琳工作的實驗室失去了資金,30歲的她被解雇了。于是,身陷困境的卡塔琳和家人在同年去了美國。不過,她在美國的科研生涯也不順利,屢屢碰壁,一度生活十分拮據(jù)。
直到1997年在賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院公共復(fù)印機前,卡塔琳遇到科研搭子韋斯曼。彼時,韋斯曼正在賓夕法尼亞大學(xué)研制針對艾滋病毒的疫苗,屢告失敗??ㄋ战ㄗh他嘗試一下mRNA技術(shù)。于是,韋斯曼將她邀請到自己的試驗室合作研發(fā)mRNA疫苗。
這一對科研搭子不僅在實驗室合作,還在2006年一起合伙創(chuàng)立了一家公司,卡塔琳擔(dān)任這家公司的CEO(首席執(zhí)行官),公司獲得了來自政府的90萬美元的資助。然而,2010年賓夕法尼亞大學(xué)將卡塔琳和魏斯曼的專利出售了,致使這家初創(chuàng)公司尚未進(jìn)入臨床項目就夭折了。
不過,兩位科學(xué)家對研究堅持意義重大。從2005年開始,卡塔琳和魏斯曼發(fā)表了一系列論文介紹他們的mRNA。莫德納的創(chuàng)始人之一德里克·羅西讀了這些論文后,大感佩服,他牽頭成立了莫德納公司——莫德納之名來自英文單詞“modified”中的“Mode”與“RNA”組合而成。
實際上,在新冠大流行以前,即便科學(xué)界對mRNA技術(shù)的態(tài)度也是模糊不明的,大家認(rèn)為這是一個聰明的概念,但無法保證一定實現(xiàn)??梢哉f莫德納公司對臨床試驗的推進(jìn),以某種方式說服了投資者和跨國制藥商,令他們相信這一技術(shù)潛力很大。
當(dāng)瑞典電臺同卡塔琳本人取得聯(lián)系后,這位諾貝爾醫(yī)學(xué)獎得主對獲獎消息感到難以置信。確認(rèn)消息屬實后,卡塔琳首先想到的是已經(jīng)過世的母親。她表示,母親十年前就已開始關(guān)注諾貝爾獎評獎結(jié)果,“盡管當(dāng)時我連教授都還不是”。
僅不到1000萬人口的匈牙利已出了15位諾貝爾獎獲得者。論起匈牙利人的貢獻(xiàn),還真是隨處可見:魯比克魔方、隱形眼鏡、圓珠筆、維生素C、微軟操作軟件、LEONAR3DO技術(shù)、手部衛(wèi)生掃描儀等?,F(xiàn)在,在這份名單上還得加一個新冠mRNA疫苗。
卡塔琳·卡里科是第13位獲得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎的女性科學(xué)家。與那位著名前輩居里夫人一樣,卡塔琳大多數(shù)情況下,每天都是在實驗室度過,她的丈夫曾計算過,無休止的工作意味著她每小時的薪酬在1美元左右。
“缺乏支持和資金是我們遇到的最大障礙?!表f斯曼在一次接受采訪時說,“我堅持下去的原因是,我堅信RNA具有巨大潛力?!?/p>
當(dāng)韋斯曼接到恭賀電話時,一開始也以為所謂的獲獎消息是有人拿他開玩笑。他對瑞典電臺表示,他會請全家人出去吃一頓上好的晚餐,然后會接著工作。他說,自己不是一個喜歡開Party的人。
自1901年首次頒獎以來,共有225人獲得過諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。同往年不同的是,今年諾貝爾基金會為每個獎項的獎金增加100萬瑞典克朗,使獎金額度增加至1100萬克朗,約相當(dāng)于人民幣734萬元。