mRNA疫苗之母,從備受質疑到締造奇蹟

圖/Pexels
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文∕比爾.蓋茲

  卡塔林.卡里柯(Katalin Karikó)在16歲時,就知道自己想成為一名科學家。她對信使核糖核酸,也就是mRNA特別著迷。

  1980年代,卡里柯在匈牙利攻讀博士時,便深信可以將mRNA的微小絲縷注入細胞,讓身體自行製造解藥。

  mRNA的作用像是某種中間人,從DNA那兒攜帶製造蛋白質的指示來到細胞裡組成蛋白質的工廠。這過程有點像是餐廳服務生寫下你的點餐,送往廚房,讓廚師幫你做菜。

  比起傳統的作用機制,利用mRNA製造疫苗是全然不同的概念。

  許多傳統疫苗都是將想要防堵的病毒減毒或將死病毒注射到人體內。當免疫系統看到新形狀病毒,就會展開行動,並因此提高免疫力。在使用減毒病毒時,總是會面對一個問題,那就是它的毒性是否夠低,如果不夠低,可能會突變成會致病的病毒;倘若毒性太低,卻又無法誘發足夠的免疫反應,有些死病毒也有同樣的問題。

  mRNA疫苗背後的原理頗具巧思。既然mRNA會將DNA製造蛋白質的指令送給細胞廚房裡的廚師,我們是否能將訂單改變成標靶呢?疫苗若能教導你的細胞製造出可以配對病毒結構的蛋白質結構,就可誘發你的免疫系統,而不需要將病毒本身注入體內了。

  只要做得出來,mRNA疫苗顯然比傳統疫苗更具優勢。一旦做出目標病毒所有蛋白質的圖譜,就能決定要讓抗體抓住哪個部分。接著你可以研究病毒的基因碼,找出製造該蛋白質的指令,然後用mRNA將這段密碼放在疫苗中。之後你若想攻擊不同的蛋白質,只要改變mRNA就好了。這個設計過程,只需要花幾週的時間。你只要跟服務生點薯條,而非沙拉,接下來免疫系統就會自行接手。

  唯一的問題是,過去沒有人以mRNA製造過疫苗,甚至這個領域的人都覺得這概念太瘋狂,不值一試。

  1993年,在賓州大學做研究的卡里柯有個重要進展:用很聰明的方法改變了一段修飾的mRNA,避開人類細胞的防禦系統,讓人類細胞製造出少量新的蛋白質。

  這是項重大突破,這表示若能量產,就可以用mRNA治療癌症。卡里柯一開始的研究重點不是疫苗,但其他研究人員看到以此製造疫苗的可能性。

書名:《如何避免下一場大流行病》
作者: 比爾‧蓋茲
出版社:天下雜誌
出版時間:2022年6月29日

  可惜的是,卡里柯的老闆離開學界,加入一家生技公司,她的研究因此停擺。她不再有自己的實驗室,也沒有經費可繼續研究。雖然一再申請計畫補助,卻屢次慘遭回絕。1995年,是特別令人氣餒的一年。她罹患癌症,還被大學降職。

  但卡里柯仍不屈不撓,儘管聯邦政府或私人公司幾乎沒人想嘗試用mRNA製造疫苗,大藥廠嘗試過卻都失敗,科學界也都認為,我們可能永遠無法用mRNA誘發體內足夠的免疫反應。

  2014年,卡里柯加入BioNTech,開始研發對治癌症的mRNA疫苗。早期的努力並沒有得到成果。然而,卡里柯堅持了下來。新冠疫情爆發後,她和團隊成員馬上著手針對這個新病毒研發疫苗。

  他們下對了賭注。只要取得病毒基因組的圖譜,就能在幾週內研發出mRNA疫苗,這個概念證實是對的。

  2020年3月,在科學家定序出新冠病毒基因組的六週後,莫德納公司宣布已找出一個mRNA候選疫苗,並開始執行臨床試驗。12月31日,BioNTech與輝瑞合作製造的mRNA疫苗得到WHO緊急使用的許可。

  卡里柯數十年的努力終於有了成果。mRNA疫苗對新冠疫情的影響不容小覷。許多國家所施打的新冠疫苗,大都是mRNA疫苗。歐盟已接種疫苗的民眾,有超過八成接種mRNA疫苗,美國則有96%,日本則只用mRNA疫苗。

  未來若疫情再度爆發,mRNA幾乎肯定是新疫苗的關鍵技術。

●本文摘自 出版之《如何避免下一場大流行病》


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