导致新冠疫苗研发的 RNA 研究荣获 2023 年诺贝尔医学奖

卡塔琳·卡里科和德鲁·韦斯曼一起发现了如何安全地将 mRNA 输送到人体细胞中。他们首先对 mRNA 进行调整，使其在注射时不会引起身体的不良反应。然后他们将经过修改的分子包裹在脂质气泡内（如图所示）。

2020 年 12 月，首批基于一种名为 mRNA 的遗传物质的 疫苗问世，用于对抗 COVID-19。当时距离这种致命疾病引起世界关注还不到 12 个月。在一年之内，这些新疫苗似乎挽救了近 2000 万人的生命。如今，两位为 mRNA 疫苗奠定基础的生物化学家获得了 2023 年诺贝尔医学或生理学奖。 

他们是 Katalin Karikó 和 Drew Weissman。两人都曾在费城的宾夕法尼亚大学（简称宾大）工作多年。现在 Karikó 就职于匈牙利（她的祖国）的塞格德大学和宾大。10 月 2 日，两人得知他们将因修改 mRNA 使其可用于医学而共同获得诺贝尔奖。

最终，他们的工作可能会带来其他疫苗以及针对其他传染病和癌症的治疗方法。

毫不夸张地说，新冠肺炎疫情“是一场创伤事件”，Qiang Pan-Hammarström 说。她是卡罗琳斯卡医学院诺贝尔奖委员会的成员。该学院位于瑞典斯德哥尔摩。她的团队负责颁发医学或生理学奖。她说，这两位科学家的基本发现“对我们的社会产生了巨大影响”。Pan-Hammarström 在 10 月 2 日的新闻发布会上发表了她的评论，该新闻发布会上公布了获奖者名单。

截至 2023 年 3 月，全球已有超过 130 亿剂新冠疫苗接种到人们的手中。在美国，mRNA 疫苗接种占新冠疫苗接种的绝大部分。据信，这些疫苗已 防止了约 110 万例新冠相关死亡病例 和 1030 万例住院病例。

不同类型的疫苗

RNA是 DNA 的一个鲜为人知的化学“近亲”。

DNA 包含人体细胞应做什么的遗传指令。为了执行这些任务，细胞首先要复制DNA指令的 RNA。其中一些副本（称为信使 RNA，即 mRNA）将用于构建蛋白质。

蛋白质承担着维持细胞（及其所属生物体）生命和健康的许多重要工作。信使 RNA“实际上会告诉你的细胞要制造什么蛋白质”，Kizzmekia Corbett-Helaire 说。她在哈佛大学陈曾熙公共卫生学院工作。该学院位于马萨诸塞州波士顿。她在那里研究病毒和免疫系统如何相互作用。

大多数疫苗都是将某种物质注射到体内，刺激免疫系统产生保护性抗体和其他防御机制，以抵御未来的感染。这些刺激因子可能是已被削弱或杀死的病毒或细菌。它们也可能是这些细菌产生的某种蛋白质。

mRNA 疫苗则不同。它们不含病毒或病毒的一部分。相反，它们注射的是携带指令的 mRNA，指令是让病毒产生蛋白质。

当有人接种这种疫苗时，mRNA 会进入他们的细胞。这会触发这些细胞产生病毒蛋白——但只会持续很短的时间。

Corbett-Helaire 解释说，疫苗“告诉身体去做它已经做的事情，只不过现在我们制造了一种额外的蛋白质”。这让科学家省去了一步。否则，他们就得在实验室里制造蛋白质。然后这些蛋白质就会通过疫苗注射。她说，更简单的方法是注射一针 mRNA，让身体制造所需的蛋白质。

当人体免疫系统遇到这种蛋白质时，就会建立防御机制。如果该人后来感染了导致COVID-19 的冠状病毒，这些防御因子就会攻击病毒。 

辉瑞/BioNTech 和 Moderna 制造了首批获批的针对 COVID-19 的 mRNA 疫苗。有朝一日，mRNA 疫苗也可能用于治疗其他疾病，包括一些罕见的 遗传疾病。其中一些疫苗甚至正在进行人体试验。

等待已久

卡里科和韦斯曼的合作始于 1997 年。他们在宾夕法尼亚大学的一台复印机上相识。卡里科后来告诉韦斯曼她在 RNA 方面的工作。他也向她分享了自己对疫苗的兴趣。

尽管他们在不同的大楼里工作，但他们最终合作解决了一个根本问题。将正常的 mRNA 注入人体会激怒免疫系统——而且是以一种不好的方式。它会引发大量免疫化学物质，从而引发破坏性的炎症。更重要的是，这种 mRNA 注射到体内后几乎不会产生免疫蛋白。

但研究人员找到了解决这些问题的方法。他们首先将 RNA 的一个组成部分——尿苷——替换为经过调整的分子。该团队在 2005 年报告称，这抑制了不良的免疫反应。

Corbett-Helaire 表示：“信使 RNA 必须隐藏起来，不能被我们的身体发现（我们的身体非常善于摧毁外来物质）。”事实证明，这些新的调整对于帮助 mRNA“隐藏起来，同时对身体非常有帮助”非常重要。

当注射到体内时，他们经过调整的 mRNA 会 产生大量蛋白质。这导致免疫系统对目标病毒建立防御。研究人员在 2008 年和 2010 年分享了他们的研究成果。

2023 年诺贝尔奖就是为了表彰对 mRNA 构建模块的这种调整。

让RNA发挥应有的作用

多年来，“我们无法让人们注意到 RNA 是一种有趣的东西”，韦斯曼回忆道。他在 10 月 2 日宾夕法尼亚大学的新闻发布会上发表了讲话。20 世纪 90 年代初，使用新技术的疫苗在几次人体试验中失败。大多数研究人员放弃了它。

但后来卡里科“点燃了火柴”，韦斯曼说。“我们会讨论我们认为 RNA 可以做的所有事情，”他回忆道。他说，他们一起意识到“它有多么重要的潜力。这就是我们从未放弃的原因。”

在此期间，卡里科和韦斯曼创办了一家公司。该公司名为 RNARx，旨在开发基于 mRNA 的治疗方法和疫苗。

后来，Karikó 加入了德国 BioNTech 公司。但她和 Weissman 继续合作。2015 年，他们所在的团队 将 mRNA 包裹在脂质气泡中，脂质气泡是一种脂肪化合物。这有助于防止人体在 RNA 进入细胞之前将其分解。

随后，研究人员开始开发他们的第一种 mRNA 疫苗——用于治疗寨卡病毒。突然间，COVID-19 疫情来袭。他们立即改变了重点。现在，他们把所学的一切应用到研制 COVID-19 疫苗上。

努力获得认可

托马斯·珀尔曼是卡罗琳斯卡医学院诺贝尔大会秘书长。他问两位获奖者是否对获得诺贝尔奖感到惊讶。他说，卡里科非常激动。

她告诉他，就在 10 年前，她被解雇了。她不得不独自一人前往德国找工作。而且美国国立卫生研究院从未支持过她的研究。 

10 月 2 日，珀尔曼表示：“她曾努力过，但未能获得对其愿景重要性的认可。”不过，她对将 mRNA 用于医学充满热情。“她抵制了偏离这条道路、去做一些可能更简单的事的诱惑。”

科贝特-海莱尔表示，该奖项表明“信使RNA除了疫苗之外还有上百万种其他的可能性”。

诺贝尔奖自 1901 年开始颁发。卡里科是第 61 位获得诺贝尔奖的女性，也是第 13 位获得生理学或医学奖的女性。 

卡里科和魏斯曼将分享 1100 万瑞典克朗的奖金。这相当于约 100 万美元。