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mRNA技术的机遇与挑战:它的潜力边界到底在哪里?
mRNA技术因新冠疫苗之故迅猛发展,很多专家开始思考新冠疫情后,mRNA的发展前景究竟如何?

最近,来自全球卫生非营利组织流行病防范创新联盟(CEPI)多名专家针对mRNA发展前景从如下几方面进行分析,相关文章The mRNA vaccine development landscape for infectious diseases发表在Nature上。
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首先从研发者的角度来说,全球大概有90个mRNA疫苗认证的研发机构,这些机构共有137中疫苗在研发进行中,其中76%还在试验阶段,24%已经进入临床。

a.不同国家地域的领军人物      b.包裹RNA的载体工具
c.mRNA在临床针对的主要疾病   d.mRNA制造商分布地
 
但疫苗研发的情况瞬息万变。由于知识产权、药物成本、材料匮乏、专业技术人员有限等因素,中低收入国家无法推行mRNA疫苗。大多数mRNA都是由亚洲、大洋洲和北美洲的生物医药公司率领研发的。
 
目前全球正在临床上推进的mRNA疫苗试验
 
新冠病毒是一种大流行病毒,全球任何国家都无法幸免于难,因此很多国家制药公司与中低收入国家的疫苗制造商协商互利共赢,一方出技术,一方出市场和资源。得益于此,中低收入国家才得以获得了很多mRNA疫苗。
 
其次,从mRNA技术领域来说,第一是mRNA的构造,研究人员需要确保mRNA能够准确编码出病毒的某一部分并能诱发人体的免疫反应,第二则是包裹核酸的载体工具,超过半数正在开发的疫苗都在使用脂质纳米粒(LNP)来进行递送。
 
众所周知,RNA是由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合的长链状分子,而一个核糖核苷酸分子由磷酸、核糖和碱基构成,因为其含有大量磷酸,因而核酸带负电。
 
于是,科学家找到了一种表面带正电的脂质,这些脂质表面往往带有一个氨根,在酸性环境下能够呈正电。因此,阳离子脂质体可以与磷酸根通过静电作用很好的结合,形成一种较稳定的脂质复合物。
 
对于预防性疫苗来说,稳定性、耐受性都是它的核心发展要素,目前新冠疫苗已经接种超过10亿针,所以大量使用LNP的mRNA疫苗有可能出现在未来的预防医学中。
 
再者,从mRNA针对的病原体目标来说,现有超过80%的mRNA疫苗针对新冠疫苗,而未来人们也将朝着流感、细菌、寄生虫等病原体拓展。
 
最后,是疫苗制造商的全球化问题,世卫组织一直寄希望于能够在全球范围内推广mRNA技术,但鉴于mRNA技术需要很多专门技术和原材料,比如质粒、DNA模板、DNA酶等,这些技术和资源非常短缺,因此阻碍了该技术全球化的发展进程。
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mRNA疫苗的主要挑战

mRNA的发展也面临着诸多挑战。例如在疫苗的研发上,研究人员希望能够提供更多价的疫苗,简单来说就是使用同一种疫苗但能够控制更多的同类病毒,例如HxNx病毒是一种变化速度很快的病毒,新冠病毒也衍生除了多种变体,所以提高疫苗的“复合型”有利于新冠疫苗抵抗病毒的变化。
 
临床上,研发人员也遇到过不少麻烦,如mRNA自身多种受体容易诱导I型IFN(IFN-α和IFN-β)的表达,并伴有促炎细胞因子产生。对mRNA产生免疫原性从而抑制了mRNA的翻译表达,容易使得mRNA失效。
 
除此之外,也需要考虑到疫苗能否激发起人类的免疫应答产生免疫保护以及疫苗的保护时间。短期失效会使得前段时间打过疫苗的人再次遭到感染等,可能导致流行病状况失控。
 
另外一个现实的问题是,很多贫困国家没有恒温储存技术和训练良好的护士,无法存储mRNA疫苗或良好地注射入人体,还有一些中低收入国家因受到临床试验设备的管控而无法进行临床试验。
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然而,挑战也预示着机遇。

新冠疫情加速了mRNA疫苗科技的发展,辉瑞等疫苗的成功推行,展现了mRNA在大流行传染病中的卓越控制力和无限潜力。
 
很多mRNA开发人员在积极投资多个可拓展的渠道,并对mRNA技术进行升级,这也是mRNA未来的突破性目标。

为了保证能更有效的控制大流行病,研究人员仍需要改善mRNA技术的稳定性,扩大研究的深度和广度。
 
目前,全球卫生非营利组织流行病防范创新联盟(CEPI)制定了一个35亿美元的宏大计划来应对未来可能发生的大流行病,寄希望于能够打造更好更强更大的疫苗平台。最近,该联盟正在推进控制地方性突发传染病的RNA疫苗和疫苗库。

对mRNA技术潜力的挖掘,我们或许刚开始不久。
 
参考文献
[1] Arun Kumar. et al.(February 11, 2022). The mRNA vaccine development landscape for infectious diseases. Nature. https://www.nature.com/articles/d41573-022-00035-z
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