mRNA疫苗:让我们的身体自己“制药”
导读 | 信使RNA(mRNA)为开发新疗法和疫苗提供了一个潜在的变革范本。在自然界的生命体中,mRNA负责将遗传密码翻译成具有功能的蛋白,控制着每一个细胞的生命进程。 |
信使RNA(mRNA)为开发新疗法和疫苗提供了一个潜在的变革范本。在自然界的生命体中,mRNA负责将遗传密码翻译成具有功能的蛋白,控制着每一个细胞的生命进程。mRNA将遗传信息传递给细胞,因此通过编码mRNA使其携带正确的信息,就可以让细胞产生的我们所需的抗病蛋白或是抗体。
由于mRNA的不稳定性,将其作为一种治疗技术面临很多困难。而目前mRNA疗法的基础技术已经得到很大程度地发展,克服了一些理论和实践上的障碍。技术上的进步为第一个mRNA项目奠定了基础,证明mRNA确实可以可以作为一种治疗手段。进一步的改进使基于mRNA技术的药物进入临床,临床试验结果证明这些药物是安全、耐受的,而且具有靶向生理活性。
mRNA行业的先驱们已经建成了一个临床和临床前数据库,这表明,基于mRNA的治疗可以填补传统的小分子药物、生物治疗和新兴的基因疗法与理想疗效之间的差距。此外,mRNA药物还具有易于开发、生产成本低以及批量制造效率高等优势。而且我们可以设计mRNA使其表达几乎任何蛋白质或抗体,这些优点使mRNA治疗获得了大量投资者和药业的关注。
在肿瘤学中,一直以来大家都把研究的重心放在免疫疗法和开发治疗性疫苗方面,希望通过激活免疫系统,识别并杀死肿瘤细胞。最近的一个关于mRNA的研究通过接种四种不同的抗原,测试了一种治疗性疫苗对于治疗前列腺癌的免疫刺激潜力。在接种多个疫苗之后,79%的患者表现出抗原特异性免疫反应,其中58%的免疫反应是直接抵抗抗原1的。
通过接种mRNA抗原引起免疫反应,这对治疗性疫苗的发展和预防传染病的疫苗的开发都具有重要意义。
疫苗接种是预防和控制疾病最有效的措施,我们也一直在追求一个更加理想的免疫平台。mRNA疫苗既有优良的免疫学特性,又有出色的安全性和灵活性,而这些都是基因疫苗所不具备的。
在寻求一个理想的抗原平台过程中,安全性是大家最担心的问题。首先,与质粒DNA和病毒载体相比,mRNA具有出色的安全性。我们不用担心基因整合,表达时间短,或缺乏抗载体免疫等问题。由于mRNA只有最小的遗传结构,所以它只包含所需表达的编码蛋白的元素。虽然单链RNA分子之间可能发生重组,但这种情况是很少出现的,因为mRNA和基因组之间不存在相互作用。最近发表在同行评审期刊《疫苗》的一组数据显示促炎症反应产生的细胞因子只在注射部位出现,而没有释放到全身,这也说明了mRNA疫苗安全性很高。
在疗效方面,mRNA疫苗的好处是它们不需要像DNA那样跨越核膜。与肽链相比,mRNA疫苗不会受到MHC单倍型的限制。此外,mRNA与模式识别受体结合,表明mRNA疫苗可以用来进行自我辅助,目前对自我辅助的研究还很少。
特别重要的是,疫苗诱导的适应性免疫的效果极大依赖于最初引发的先天性免疫反应的水平。mRNA是通过被胞内Toll样受体(如TLR7、TLR8)以及细胞质传感器(如RIG-I和MDA-5)识别从而具有内在辅助活性的。这些受体被触发时会产生促炎细胞因子,这是成功免疫的一个先决条件。
在各种动物模型当中,对不同适应症进行治疗的mRNA疫苗的临床前数据已证明,mRNA疫苗引发的保护性免疫反应效果优于普通商业化疫苗引发的免疫效果。具体地说,研究表明, mRNA疫苗具有免疫刺激能力,因为在引流淋巴结内活性免疫细胞数量增加。
除了具有良好的安全性和潜在的免疫刺激特性,mRNA在表达特异性抗原方面也具有高度灵活性。研究表明,mRNA疫苗能够诱导体液免疫应答和细胞免疫应答的平衡,这说明mRNA疫苗可以让机体防御病原菌的侵染,并对临床前疫苗抗肿瘤功效具有参考意义。
mRNA具有这些优良的特性,使它成为疫苗开发过程中一种很有前途的工具。作为一种合成的疫苗,mRNA疫苗避免了生产细胞疫苗或卵疫苗的困难性,只需要一个相关的核酸序列,可以安全迅速地得到特定的疫苗。与质粒DNA,mRNA相比,mRNA不存在基因组整合的风险,而且在最终地疫苗产品中像抗性基因这样的选择标记。此外,不同于重组病毒,mRNA是一个微小的、非复制的而且是完全确定的遗传载体。
科学家们已经证明mRNA疫苗在运输和储存过程中不需要冷链,而且冻干mRNA疫苗在极端温度下也是稳定的。对于预防性疫苗来说,特别是在发展中国家,不同的储存和运输条件下的热稳定性和产品的活性就可能导致生或死。关于mRNA疫苗储存的大量测试显示mRNA具有良好的稳定性。一个充分配制的mRNA疫苗可以在高达24个月的环境温度中保持稳定,并且在存储温度上升至40°C 的条件下,mRNA疫苗还可以保持至少六个月的活性。因此,这种新的技术可以使mRNA疫苗安全且方便地运输到世界各地。
随着mRNA疗法首次应用于临床上并表现出良好的安全性、生理活性和疗效,这一方面研究前景也变得一片光明,并且将生产出更多的产品。治疗性和预防性疫苗将成为主导的治疗方式。此外,mRNA治疗也可以使抗体、酶和激素在不引起免疫反应的同时在体内运输;而RNA分子将作为佐剂增强免疫治疗和预防性疫苗的引起的免疫反应。
发掘mRNA的潜力的关键是要清楚世界上的每一种蛋白质都可以由RNA编码。鉴于此,mRNA脱颖而出作为一个真正的“颠覆性技术”,它是一种由机体管理的活性物质,它本身不具有功能,但可以为机体提供“制药”信息。换言之,mRNA是一个疾病的根除平台,因为它可以将每个人的身体转化为医院或疫苗工厂来给自己治病。即使在这个重组蛋白的时代,这个想法仍然是真正具有革命性意义的,而且有可能转化成为我们所熟知的药物。(转化医学网360zhyx.com)
由于mRNA的不稳定性,将其作为一种治疗技术面临很多困难。而目前mRNA疗法的基础技术已经得到很大程度地发展,克服了一些理论和实践上的障碍。技术上的进步为第一个mRNA项目奠定了基础,证明mRNA确实可以可以作为一种治疗手段。进一步的改进使基于mRNA技术的药物进入临床,临床试验结果证明这些药物是安全、耐受的,而且具有靶向生理活性。
mRNA行业的先驱们已经建成了一个临床和临床前数据库,这表明,基于mRNA的治疗可以填补传统的小分子药物、生物治疗和新兴的基因疗法与理想疗效之间的差距。此外,mRNA药物还具有易于开发、生产成本低以及批量制造效率高等优势。而且我们可以设计mRNA使其表达几乎任何蛋白质或抗体,这些优点使mRNA治疗获得了大量投资者和药业的关注。
在肿瘤学中,一直以来大家都把研究的重心放在免疫疗法和开发治疗性疫苗方面,希望通过激活免疫系统,识别并杀死肿瘤细胞。最近的一个关于mRNA的研究通过接种四种不同的抗原,测试了一种治疗性疫苗对于治疗前列腺癌的免疫刺激潜力。在接种多个疫苗之后,79%的患者表现出抗原特异性免疫反应,其中58%的免疫反应是直接抵抗抗原1的。
通过接种mRNA抗原引起免疫反应,这对治疗性疫苗的发展和预防传染病的疫苗的开发都具有重要意义。
疫苗接种是预防和控制疾病最有效的措施,我们也一直在追求一个更加理想的免疫平台。mRNA疫苗既有优良的免疫学特性,又有出色的安全性和灵活性,而这些都是基因疫苗所不具备的。
在寻求一个理想的抗原平台过程中,安全性是大家最担心的问题。首先,与质粒DNA和病毒载体相比,mRNA具有出色的安全性。我们不用担心基因整合,表达时间短,或缺乏抗载体免疫等问题。由于mRNA只有最小的遗传结构,所以它只包含所需表达的编码蛋白的元素。虽然单链RNA分子之间可能发生重组,但这种情况是很少出现的,因为mRNA和基因组之间不存在相互作用。最近发表在同行评审期刊《疫苗》的一组数据显示促炎症反应产生的细胞因子只在注射部位出现,而没有释放到全身,这也说明了mRNA疫苗安全性很高。
在疗效方面,mRNA疫苗的好处是它们不需要像DNA那样跨越核膜。与肽链相比,mRNA疫苗不会受到MHC单倍型的限制。此外,mRNA与模式识别受体结合,表明mRNA疫苗可以用来进行自我辅助,目前对自我辅助的研究还很少。
特别重要的是,疫苗诱导的适应性免疫的效果极大依赖于最初引发的先天性免疫反应的水平。mRNA是通过被胞内Toll样受体(如TLR7、TLR8)以及细胞质传感器(如RIG-I和MDA-5)识别从而具有内在辅助活性的。这些受体被触发时会产生促炎细胞因子,这是成功免疫的一个先决条件。
在各种动物模型当中,对不同适应症进行治疗的mRNA疫苗的临床前数据已证明,mRNA疫苗引发的保护性免疫反应效果优于普通商业化疫苗引发的免疫效果。具体地说,研究表明, mRNA疫苗具有免疫刺激能力,因为在引流淋巴结内活性免疫细胞数量增加。
除了具有良好的安全性和潜在的免疫刺激特性,mRNA在表达特异性抗原方面也具有高度灵活性。研究表明,mRNA疫苗能够诱导体液免疫应答和细胞免疫应答的平衡,这说明mRNA疫苗可以让机体防御病原菌的侵染,并对临床前疫苗抗肿瘤功效具有参考意义。
mRNA具有这些优良的特性,使它成为疫苗开发过程中一种很有前途的工具。作为一种合成的疫苗,mRNA疫苗避免了生产细胞疫苗或卵疫苗的困难性,只需要一个相关的核酸序列,可以安全迅速地得到特定的疫苗。与质粒DNA,mRNA相比,mRNA不存在基因组整合的风险,而且在最终地疫苗产品中像抗性基因这样的选择标记。此外,不同于重组病毒,mRNA是一个微小的、非复制的而且是完全确定的遗传载体。
科学家们已经证明mRNA疫苗在运输和储存过程中不需要冷链,而且冻干mRNA疫苗在极端温度下也是稳定的。对于预防性疫苗来说,特别是在发展中国家,不同的储存和运输条件下的热稳定性和产品的活性就可能导致生或死。关于mRNA疫苗储存的大量测试显示mRNA具有良好的稳定性。一个充分配制的mRNA疫苗可以在高达24个月的环境温度中保持稳定,并且在存储温度上升至40°C 的条件下,mRNA疫苗还可以保持至少六个月的活性。因此,这种新的技术可以使mRNA疫苗安全且方便地运输到世界各地。
随着mRNA疗法首次应用于临床上并表现出良好的安全性、生理活性和疗效,这一方面研究前景也变得一片光明,并且将生产出更多的产品。治疗性和预防性疫苗将成为主导的治疗方式。此外,mRNA治疗也可以使抗体、酶和激素在不引起免疫反应的同时在体内运输;而RNA分子将作为佐剂增强免疫治疗和预防性疫苗的引起的免疫反应。
发掘mRNA的潜力的关键是要清楚世界上的每一种蛋白质都可以由RNA编码。鉴于此,mRNA脱颖而出作为一个真正的“颠覆性技术”,它是一种由机体管理的活性物质,它本身不具有功能,但可以为机体提供“制药”信息。换言之,mRNA是一个疾病的根除平台,因为它可以将每个人的身体转化为医院或疫苗工厂来给自己治病。即使在这个重组蛋白的时代,这个想法仍然是真正具有革命性意义的,而且有可能转化成为我们所熟知的药物。(转化医学网360zhyx.com)
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