分享一篇跟医方明有关,今年2023年的诺贝尔医学奖得主
泛科学PanSci:【2023 诺贝尔生理医学奖】mRNA疫苗背后的辛酸血泪 2023/11/05
https://pansci.asia/archives/371366
mRNA?别浪费时间,不值得做!
天啊,你知道在实验室搞 mRNA 有多麻烦吗?连呼吸都要小心耶!
而且在细胞里的 mRNA 一瞬间就会被分解成碎片,比废柴还废,哪可能生成需要的蛋白质
?各位泛团们好,2023 年的诺贝尔生理与医学奖是由卡塔琳・考里科以及德鲁・韦斯曼
两位科学家获得,他们获奖的研究,是许多人现在已经很熟悉的 mRNA 疫苗开发技术,但
你可能不知道,其实当初 mRNA 打入实验小鼠体内,引发非常严重的免疫风暴,甚至可能
打一只死一只。
这这这……设计要来救人的药物,反而致命? 生医奖得主考里科的同事甚至认为 mRNA
只是个“笑话”,这怎么回事?
那个 mRNA 疯女人来了?
你!渴望力量吗?啊不,是想要合成 mRNA 吗?我可以帮你喔!
由于屡屡争夺打印机使用权僵持不下,故事的两位主角就此破冰,当时是 1997 年,地点
在美国宾州大学医学院,此时身材高大、外向爽朗的女主角伸出了橄榄枝,正等待回答,
男主角却冷淡地说:“如果你成功了,我会试试。”难道故事就此结束吗?当然没有。
先回头介绍一下考里科。她是匈牙利人,本来家境还不错,但两岁时,因为父亲公开批评
执政的共产党政府,就此失去了工作,余生只能打零工,全家住在没自来水也没电的砖房
里。遭遇这般变故的卡里科并没有放弃自己,反而坚持钻研科学,在匈牙利顶尖的塞格德
大学取得了生物化学博士学位,并获得博士后研究员的工作,投入 mRNA 研究。然而天要
降大任,就有人要遭殃,大学的研究中心资金短缺,就把她给解聘了。
卡塔琳・卡里科。图/wikimedia
为了能让自己的研究对世界产生影响,1985 年,她决定出国深造,移民美国,但由于政
府严控资金外流,她把所有积蓄 1,200 美元偷偷缝进女儿的玩具熊里,才能让一家人在
人生地不熟的纽约暂时安顿。虽然几乎不会讲英文,幸运的考里科很快在天普大学苏多尼
教授的实验室找到工作,等等,我刚刚说幸运吗?
对不起,我收回。她没多久就被苏多尼教授举报为非法移民,只因她答应了约翰霍普金斯
大学另一份薪水比较高的职位,要衰就衰到底,约翰霍普金斯大学随即撤回了聘书,她跟
先生还得花钱请律师来驳回引渡令,更别提因为苏多尼继续中伤她,她也找不到其他工作。
几经波折,她终于在宾州大学医学院找到了研究助理教授的工作。但由于她不是医生,也
不是正规职员,无法取得终身职,其他同事根本不把她当同事看,对她投入的 mRNA 研究
自然也没兴趣。加上考里科虽然外向开朗,但也口直心快,换句话说,根本就是白目。她
只在乎研究,不顾他人颜面,总是直言批评同事研究中的错误。她既不能升等、申请研究
经费也屡屡失败,没办法从细胞跟生物体中借由 mRNA 生成治疗性蛋白质,获得数据,那
就更没办法申请经费。
这时幸运的考里科获得了一位同事支持,总算做出了一点成果,透过把 mRNA 插入培养皿
的细胞里,使细胞制造出“尿激酶受体”蛋白质。等等,我刚刚又说幸运吗?对不起,我
再次收回。卡里科虽然做出成果,她的热脸依旧贴上了同事们的冷屁股,即使她主动替许
多同事合成 mRNA,也只获得了“那个 mRNA 疯女人”的评价。1995 年她的先生因为签证
问题困在匈牙利好几个月,她则被验出长了肿瘤,得开刀。这时宾州大学的主管却要她选
择离开或是接受降级。
为了让女儿能获得宾州大学的学费优惠,她咽下这口气,接受降薪,职称变成从来没人担
任过的——“资深研究调查员”,为什么没人担任过?因为没人被开除现职之后还愿意继
续留在宾州大学里,她是第一个。
越是山穷水尽,她越觉得解脱,就在这时她遇上了刚来到宾州大学的韦斯曼。
德鲁・韦斯曼。图/wikimedia
韦斯曼虽然冷淡,但他不是只对考里科冷淡,而是对所有人都很冷淡,他根本不聊八卦,
只在乎研究,加上他才来不久,因此根本不知道考里科有多惨,也不在乎别人怎么说考里
科的坏话。韦斯曼早年曾当过安东尼佛奇实验室的研究员,研究爱滋病,他目睹许多研究
员因为无法获得经费,而迁怒于不愿帮忙的佛奇,借由媒体传播关于佛奇的负面消息,这
让他极为重视科学研究的诚信与纯粹。
韦斯曼虽然对人冷淡,却是个标准猫奴,他女儿会从收容所把病猫跟弃养猫带回家,他还
曾为了帮贫血的猫打针补充红血球生成素,差点赶不上重要会议。他也是个偶尔会对同事
乱讲话的人,但不是因为他也白目,而是因为患有第一型糖尿病,血糖剧烈变化影响了他
的认知功能,甚至会突然昏倒。
尽管对 mRNA 没什么兴趣,正在研究爱滋病毒疫苗的韦斯曼的确用得上 mRNA,而考里科
也真的很懂 mRNA。于是,韦斯曼跟考里科这两支树枝孤鸟竟然在 1998 年开始合作。幸
运的考里科终于……等等?我刚刚说幸运吗?
COVID-19 疫情带来的契机
在解释 mRNA 如何应用前,我们复习一下分子生物学的重要概念:中心法则 (central
dogma),也就是 DNA 转录成为 mRNA,再依据 mRNA 编码,将对应的胺基酸组装起来成为
蛋白质。
分子生物学的中心法则。图/learngenomics.dev
如果我们可以合成 mRNA,只要修改 mRNA 上的编码,再将这些 mRNA 送入人体细胞内,
直接将细胞当作生产蛋白质的工厂,使人体自己产生正确的蛋白质,不就可以治疗遗传疾
病了吗?!
另外,疫苗也是一个应用方向,mRNA 就像是传令兵,它带着敌军病毒的情报交给如同将
领的树突细胞,产出带有病毒特征的蛋白质,进而刺激整个免疫系统备战,并培养出有长
期保护力的记忆型 B 或 T 细胞大军。
刚刚说到,两人一开始合作是针对爱滋病疫苗的研发,但是当韦斯曼将 mRNA 打入小鼠后
,惊讶的发现这些小鼠会一直生病,甚至死亡,免疫反应强到把本体都干掉了,如果
mRNA 注射会导致死亡,这故事要怎么说下去?
讲到这,我相信大家都明白了,这两位科学家都不太幸运,但他们还有一个共通点,就是
不知道放弃两个字怎么写。
他们想,一般细胞每天也都会制造 mRNA,为什么这些 mRNA 不会被免疫系统当成入侵者
,引发严重的发炎反应,造成细胞死亡?
他们后来在实验中发现注射 tRNA 的小鼠不会有这样的免疫反应,而 tRNA 与其他 RNA
最大的差异就是有大量的碱基修饰,难道说关键就是修饰?
卡里科拥有非常好的RNA修饰合成的技术,那有没有可能透过修饰,找到不会引发严重免
疫反应,却同时可以顺利转译出蛋白的 RNA 分子呢?最后他们发现将 RNA 分子中的尿嘧
啶核苷“U”修改成为假尿嘧啶核苷分子“ψ”,就能够躲过免疫反应又可以产生蛋白质
,并且在 2005 年时,他们将这个方法应用在猴子身上,修改后的 mRNA 不仅可以躲过免
疫系统的攻击,也能够有效产生蛋白质。
原来卡里科和韦斯曼找到的方法,其实就是免疫系统透过检视 RNA 里修饰的型式或比例
,借此判断敌我的设计机制,因为通常病毒的 RNA 不会经过修饰,所以当体外合成的
mRNA 注射进入人体中,就会被免疫系统辨识成外来病毒,引发体内的免疫反应。
这时只要将外来的 mRNA 经过足量修饰,就可以“骗”过细胞,让细胞正式成为你的蛋白
质工厂。
虽然卡里科与韦斯曼确信自己已经攻克了 mRNA 应用的难题,但很多的科学家仍然对
mRNA 的应用感到疑虑,这些科学家认为这么不稳定的分子,不容易量产和使用,2013
年,卡里科从日本参加完研讨会回来,甚至发现连自己的研究室被清空,让给了别的研究
员,他们两人的重大发现仿佛被全世界遗忘。
不,他们的研究没有被遗忘,在史丹佛大学的 Derrick Rossi 和 Luigi Warren 在干细
胞研究中,同样遇到了 mRNA 应用的困难,直到 Rossi 和 Warren 得知了卡里科与韦斯
曼的研究,才突破难关,成功透过加入特定 mRNA,将皮肤细胞转变成多功能干细胞,之
后在 2010 年,Rossi 成立了世界第一家 mRNA 公司,也就是现在我们熟知的莫德纳公司
的前身。
而在得知莫德纳将与英国的 AZ 合作开发血管内皮因子 mRNA 后,卡里科认为在大学继续
待下去也无法应用她在 mRNA 上的长才,于是前往德国,与 BNT 的创办人乌尔.萨欣会
面,并加入成为副总裁,保留兼任老师的资格。那年是 2013 年,BNT 还是个连网站都没
有的小生技公司,卡里科的决定也因此被学校的主管嘲笑。然而快转到 2019 年,接下来
的事大家都知道了。
乌尔.萨欣。图/wikimedia
2019 年的 12 月 1 日,首例新冠病毒感染个案在中国武汉发生,隔年 1 月 5 日,新冠
病毒全基因体解序完成,向全世界发布。2 月,新冠疫情开始往全球散播。
1 月 25 日莫德纳公司的 Stephane Bancel 与美国国卫院国家过敏与传染病研究所所长
Anthony Fauci 进行会议,2 月底莫德纳完成 mRNA-1273 疫苗的动物试验,同时,BNT
开发出二十多只 mRNA 候选疫苗,从新冠病毒完成基因体解序后的第 66 天,3 月 16 日
,世界上第一位 mRNA 疫苗临床受试者开始施打,这是人类首次能够在短时间内,制作出
对抗新兴传染病的疫苗的时刻。
而这一切,若不是当年卡里科与韦斯曼的努力不懈,突破 mRNA 的应用限制,使 mRNA 疫
苗成为可能,那么 COVID-19 所造成的死亡人数会远远高于现在统计的 695 万人。
择善固执还是冥顽不固
在科学研究中,我们常常看到戴着光环的成功案例,但不被失败击倒,其实才是科学的真
实样貌。
相较过往,这次诺贝尔奖很“快”颁给了 mRNA 研究,为什么说快呢?因为诺奖往往是在
论文发表后几十年才会颁布,慎重到必须是写进教科书等级的实证研究,才有资格。所以
研究者不仅研究厉害,也要活得到颁奖,这次能够这么快受到诺贝尔奖肯定,代表 mRNA
疫苗确实是终结疫情的重要功臣,有目共睹,实至名归。
卡里科在获奖的当下表示,尽管最近几年得到很多肯定,但其实这一路上并不是一帆风顺
,所以说获奖的瞬间还不太相信,甚至觉得这是不是个 Joke,根据法新社报导,卡里科
说只有他母亲对他很有信心,每年都会聆听诺贝尔委员会宣布得主,卡里科 Karikó 回
应说:“我当时只能苦笑一下,因为我从未得到过研究资助,也没有一个固定的团队。我
甚至都不是一名正式的教授,因为我被降了职,所以我并不抱什么期望。我回答她说,‘
这是不可能的’。”
很遗憾的,卡里科的母亲在 5 年前离世,没能看到她真的获得诺贝尔奖。
听完卡里科跟韦斯曼的故事,最后我想问问你,如果你转生成卡里科,你觉得哪个时刻会
让你最想放弃呢?
当然是 2013 年,一回国竟然发现连研究室都被清空那时候。
应该是罹患肿瘤,丈夫又在匈牙利,学校还要开除我那时候。
光是出生在共产时期的匈牙利,我就想放弃了。
等等,要是你放弃,我们就没有 mRNA 疫苗了耶,你想清楚啊!
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[1] 时间过得真快,转眼间COVID-19的历史已经是4年前首度发现的事了
我们都知道,首支在全球广泛提供的COVID-19疫苗,是英国牛津AZ疫苗。
牛津疫苗又称公益疫苗,因为发明者牛津大学教授 Sarah Gilbert 和研发团队主动
放弃了专利,希望造福贫穷国家的人民,这样的布施善行,以佛教而言当然也是随喜的。
疫情肆虐期间,自己在个人脸书也有详细记录疫情发展的过程,当时在印度,达赖喇
嘛尊者不仅自己接种疫苗,也公开呼吁大众接种。印度当地的疫情,后来在疫苗接种普及
率提升后,原本失控的疫情也逐渐得到控制,当时印度药厂是全球AZ疫苗最大的生产商。
而在台湾方面,以佛教团体而言,例如法鼓山在紧急时刻捐赠了疫苗接种细针具:
同舟共济 法鼓山捐600万支疫苗接种细针具 https://reurl.cc/Ny9Rjn 2021-08-16
如今,诺贝尔医学奖颁给了疫苗相关研发,过去人类史上,其他像是天花、肝病等也
都是后来有相关疫苗得到防治,像是台湾也是因为B肝疫苗的接种,走出B肝病毒的宿命。
另外,台湾卫福部“国家中医药研究所”研发的"清冠一号",在COVID-19治疗上也受
到好评,个人长期合作拿药的中药商就是清冠一号的首发药厂,中医诊所也都用来治疗。