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北京時間今天晚上，2023年諾貝爾生理學與醫學獎公布，獲獎者是卡塔琳·卡里科（Katalin Karikó）、德魯·魏斯曼（Drew Weissman）。表彰他們在核苷酸鹼基修飾方面的發現，這一發現使得開發出針對COVID-19的有效mRNA疫苗成為可能。
mRNA疫苗是什麼？
mRNA也就是信使RNA，它是細胞合成蛋白質時所使用的模板。
mRNA疫苗的有效成分是一些寫有病原體蛋白質編碼的信使RNA模板。將這些模板注入人體，可以讓人體細胞根據模板生產出對應的蛋白質。
mRNA模板所產生的蛋白質展現了病原體的一些特徵，但同時又不像病原體本身那樣會導致疾病。人體免疫系統接觸到這些蛋白質之後，就會識別並「記住」病原體的模樣。等到下一次遇到病原體時，已經做好準備的免疫系統就能快速進行應對，從而避免感染。
mRNA模板所產生的蛋白質展現了病原體的一些特徵，但同時又不像病原體本身那樣會導致疾病。｜圖蟲創意
mRNA疫苗有什麼優點？
在mRNA疫苗之外，人們已經有了很多種製作疫苗的不同方法。最原始的方法使用的是經過減毒或者滅活的整個病原體；有些疫苗注射的是已經合成好的病原體蛋白質；也有的疫苗會把一種病毒的遺傳物質裝進另一種無害的病毒「載體」裡面。
COVID-19大流行前的疫苗生產方法丨nobelprize.org
這些疫苗也都是有效的，但是它們有一個共同的缺點：它們常需要大規模的細胞培養才能生產。這個特點導致了在新疫情突然爆發的時候，研發和大量生產新疫苗沒有辦法做得很快。
而mRNA疫苗的優勢在於，它可以跳過細胞培養的步驟，用體外轉錄的方式更快地進行生產。正是因為有這樣的優勢，所以當COVID-19疫情爆發後，相應的mRNA疫苗能夠以創紀錄的速度得以研發和投入使用。早在2020年12月，就有mRNA疫苗獲得了審批，並且在臨床試驗中顯示出大約95%的保護效果，對控制疫情、拯救生命起到了重要的作用。
兩位獲獎者為mRNA疫苗做了什麼？
製作mRNA疫苗聽起來輕鬆，但實際過程遠不是合成RNA分子並注入人體那麼簡單——這樣直接注射的效果遠遠達不到人們的預期。
如果直接注射外來的mRNA到人體內，並不能有效地產生疫苗起效所需要的蛋白質，同時還會導致炎症反應。這一方面是因為RNA分子十分脆弱、需要特殊保護，另一方面是因為人體免疫系統會辨認出這些分子是外來物質，並對它們加以攻擊。
而兩位諾獎獲得者所做的事情，就是找出了導致外來mRNA分子被免疫系統排斥的原因，並且讓這個問題得到圓滿解決。
卡塔琳·卡里科和德魯·魏斯曼正在接受一劑他們幫助研製的 COVID-19 疫苗。｜Penn Medicine
生物化學家卡塔琳·卡里科（Katalin Karikó）和免疫學家德魯·魏斯曼（Drew Weissman）通過研究發現，如果對人工合成的RNA分子做一些化學結構的調整，就可以避免炎症反應，提升mRNA疫苗的效果。這種關鍵的調整也就是獲獎理由中所說的「鹼基修飾」。
mRNA包含4種不同的鹼基，縮寫為A、U、G、C。諾貝爾獎獲得者發現，經過鹼基修飾的mRNA可以阻止炎症反應的激活（信號分子的分泌），並在mRNA傳送至細胞時增加蛋白質的產生丨nobelprize.org
總之，兩位研究者的工作移除了mRNA疫苗走向臨床應用時最大的技術障礙。可以說，如果沒有他們的努力，我們就無法見到mRNA疫苗問世了。
作者：窗敲雨
封面圖來源：圖蟲創意
參考文獻
[1]https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2023/press-release/
明天下午，2023年諾貝爾獎還將公布物理學獎。果殼依然會跟你一起等待諾獎的結果，並在第一時間發布最靠譜的諾獎解讀。
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