日前，外媒New Atlas刊文稱，在過去幾個月時間裡，來自世界各地的幾億人都安全地接受了一種基於mRNA技術研發的、廣泛有效的新冠疫苗，而這種技術在一年前還處於相對實驗階段。但相信不少人會有以下這些疑問：mRNA疫苗到底是什麼、這種技術是從哪裡來的、它還能用於什麼其他疾病？

儘管這種前沿的mRNA技術看起來是突然出現的，但就像許多科學創新一樣，它實際上是幾十年零零碎碎研究的產物。mRNA最早是在60年前被發現的，當時科學家們花了數年時間試圖了解DNA是如何協調細胞中蛋白質的生產的。

據了解，所有活細胞內部都有一種叫做核醣體的微小蛋白質製造工廠。這些工廠會製造它們被指定生產的任何蛋白質，而負責掌舵方向的是mRNA分子。

幾十年來，科學家們提出了一種假設，即有可能劫持這種機制進而將人工設計的mRNA傳遞給細胞並指示它生成人們想要的任何蛋白質。但這個想法似乎只能存在於科幻小說裡，直到20世紀80年代的幾項發現才使其有了實現的可能性。

當科學家開始用他們自己的mRNA形式進行實驗，他們就發現了一個新的障礙。免疫系統顯然是非常聰明的–它們可以很好地檢測試圖滲入的異物，早期動物研究顯示合成mRNA引發了嚴重致命的炎症反應。

時間到了20世紀90年代，mRNA技術一直處於科學的邊緣，許多研究人員懷疑免疫問題是不可克服的。2005年，生物化學家Katalin Karikó發表了一項非凡的突破。經過十多年的努力，她和同事Drew Weissman展示了合成mRNA的一個小分子調整，它可以讓mRNA避開免疫防禦、潛入細胞內並將信息發送給蛋白質工廠。

這一突破性發現最終促成了Moderna和BioNTech這兩家目前知名的生物技術公司的成立。但正在進行的研究仍在繼續遭遇障礙。Karikó的這一創新發現雖然似乎避免了在動物身上觸發低劑量合成mRNA的免疫反應，但任何一種持續的大劑量給藥仍會觸發危險的炎症反應。

因此許多研究人員開始轉向研究將合成mRNA作為一種新的疫苗技術，因為疫苗通常只需要一到兩小劑量。疫苗從來都不是許多mRNA研究人員的主要關注點，然而它們似乎是最可行、最現實的臨床應用。

在所有這些創新的同時，納米粒子研究在2010年代加速發展，這為mRNA研究人員面臨的另一個問題提供了一個完美的解決方案。從根本上說，mRNA分子是臨時性的。它們進入細胞內、傳遞必要的信息然後迅速降解。

於是，合成mRNA需要封裝在其他物質中，在從工廠到冰箱再到人類細胞的過程中保持保護。隨著新型脂質納米顆粒的發展，解決方案應運而生。這些納米粒子能保護mRNA不被降解，同時還能有效地滑過細胞壁幫助mRNA直接進入細胞的蛋白質工廠。

所有這些創新和發現都為mRNA技術鋪平了道路，從而為即將在去年震驚世界的東西做出了獨一無二的準備。

新冠大流行的加速

開發一種新的臨床療法可能是一個令人沮喪的緩慢過程。一種新藥從最初發現到上市批准的過程可能需要至少10年的時間，僅人體臨床試驗的三期就需要數千萬美元、所需時間超過6年。

2019年，mRNA疫苗的研究已經悄然進行，許多目標在早期臨床試驗中被證明是有希望的。然而目前還沒有以mRNA為基礎的治療被批准用於市場，並且世界上很少有人使用過這種實驗性治療。

來自莫納什大學的生物工程師Harry Al-Wassiti多年來一直致力於mRNA技術的研究。他認為，2020年mRNA製造和分銷的速度和規模非常驚人。

Al-Wassiti告訴New Atlas：“目前用於COVID-19疫苗的許多創新都是在過去12年中開發的–當COVID-19爆發時，這些創新和知識的精華被整合到了一起。這就是這個領域的驚人之處：它需要融合不同的創新技術和專業知識來解決這個難題。”

去年1月10日，中國研究人員公佈的新型冠狀病毒基因序列成為了mRNA科學家開始研究潛在疫苗所需要的全部信息。到2月中旬，Moderna首次推出了實驗性疫苗並用於早期人體臨床試驗。

一年多一點時間，數億人接種了這種疫苗。儘管在過去一年的時間裡還有其他疫苗被開發出來，但在有效性和安全性方面，沒有一種疫苗可以跟mRNA疫苗相媲美。

不僅僅是新冠疫苗

澳大利亞國立大學的RNA生物學教授Thomas Preiss已經在這一領域工作了超25年時間。在為2020年的加速做了這麼多年的前期研究之後，看到mRNA技術如此接近現實或許並不讓Preiss感到驚訝。但他確實認為去年是這項技術真正的轉折點。

Preiss在寫給New Atlas的一封電子郵件中說道：“這場大流行大大加快了mRNA療法向臨床轉化的速度。鑑於mRNA疫苗的強大性能，我希望這將是該技術真正的分水嶺時刻，我們將看到其他疫苗和治療其他疾病的療法在不久的將來成為可能。”

Preiss提到的這些其他應用揭示了mRNA技術的革命性潛力。這項技術不僅可以引入一種新的病毒疫苗還可以應用於令人難以置信的廣泛應用領域。

癌症是許多mRNA研究人員多年來一直在研究的一個應用，目前該領域的加速必將有助於加快正在進行的研究。Al-Wassiti指出，這些mRNA癌症療法可以被稱為“治療性疫苗”。“這些疫苗的作用方式跟病毒疫苗類似，通過接種主要存在於癌症而不是健康細胞中的分子來訓練免疫系統識別’現有的’癌症。其他方法可能使用mRNA製造針對癌症的“抗體”或刺激免疫系統對抗癌症。目前的理解是，這些’疫苗’將補充現有的治療方法以提高生存機會。”

當想到mRNA療法的潛力時，病毒疫苗和新的癌症療法只是冰山一角。Al-Wassiti指出，這些目標都是唾手可得的果實，因為先前的研究可以幫助很容易地建立起來。自身免疫性疾病、代謝性疾病和呼吸道炎症性疾病都為mRNA干預提供了新的機會，甚至像CRISPR這樣的基因編輯療法也可以通過mRNA技術得到改進。

未來的挑戰

儘管新冠mRNA疫苗近幾個月取得了非凡的成功，但在這項技術能廣泛應用於其他疾病之前仍有一些重大問題需要解決。

Preiss指出：“跟遺傳藥物一樣，關鍵的障礙是解決有效和組織靶向的交付。對於疫苗來說，這是一個相對較小的問題，但當目標是產生持續的治療性蛋白表達來治療非傳染性疾病時這就變得越來越重要。”

研究人員現在知道mRNA技術在病毒疫苗中起作用。但如何將這些製造藍圖傳送到特定的細胞或器官上則是一個全新的挑戰。

Al-Wassiti表示：“在基因和mRNA治療中有一句俗語:’傳送，傳送，傳送’，這是因為mRNA不僅需要保護還需要傳遞到特定的器官。交付技術將會成為一個重大的發展，進而將進一步提高技術。”

眼下還很難準確預測mRNA技術在未來十年對醫學科學的影響有多大，但不可否認的是，這項技術正在迅速地從實驗邊緣進入主流。

與此同時，對該領域研究和製造的投入也在增加。在過去，製造mRNA產品並不便宜，但這種情況正在迅速改變。隨著該技術的快速發展和新的研究人員被吸引到該領域，可以公平地認為mRNA的繁榮時代已經開始。

18個月前，接受合成mRNA療法的人還只有數千人，現在，這個數字已經成億。這項技術為人類提供了一條擺脫人來百年來遭遇的最嚴重流行病的途徑，而這可能只是mRNA治療故事的開始。