刚刚,今年首个诺贝尔奖揭晓!
北京时间10月2日17:45,2023年诺贝尔生理学或医学奖授予Katalin Kariko教授和Drew Weissman教授,以表彰两人在核苷碱基修饰方面的发现,这些发现使得针对新冠肺炎的有效mRNA疫苗得以开发。
mRNA分子由四种核苷基组成,分别是adenine(A)、guanine(G)、cytosine(C)和uracil(U)。核苷基修饰就是在这四种核苷基上进行化学官能团的添加或去除,从而改变核苷基的化学性质。
诺贝尔奖新闻稿中写道:
两位诺贝尔奖得主的发现,对于在2020年初开始的疫情期间开发出有效的新冠肺炎mRNA疫苗至关重要。通过他们开创性的发现,根本改变了我们对mRNA与免疫系统互动的理解,两位获奖者在现代对人类健康的最大威胁之一期间,对疫苗开发的空前速度做出了贡献。
凭借在新冠疫苗研发方面的贡献,两位科学家此前已获得了多项大奖,包括2022年美国科学突破奖(Breakthrough Prize)、2021年拉斯克基础医学研究奖(The Lasker Awards)、2023年盖尔德纳奖等。其中,拉斯克奖被视为诺贝尔生理学或医学奖的“风向标”。
另外,两位科学家将平均分享1100万瑞典克朗的奖金(约合715万元人民币)。相较于往年的1000万瑞典克朗,今年的诺贝尔奖奖金增加了100万瑞典克朗(约合65万元人民币)。
包括今年在内,共有225名科学家获得过诺贝尔生理学或医学奖,Katalin Kariko教授是第13位获得该奖的女性科学家。
消除mRNA关键障碍
资料显示,Katalin Kariko是塞格德大学教授和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院兼职教授,曾担任BioNTech RNA Pharmaceuticals副总裁和高级副总裁。
Kariko于1982年从匈牙利著名学府塞格德大学获得博士学位,1985年移居美国,专门从事研究RNA及其化学合成,即在体外合成mRNA,再将其引入细胞内,使其产生新的蛋白质。
Drew Weissman现任宾夕法尼亚州佩雷尔曼医学院罗伯茨家族疫苗研究教授。1997年,他在该大学开办了实验室主要研究开发HIV疫苗。与Kariko合作之后,他开始投入以mRNA作为疫苗的研究。
很久以来,mRNA技术应用的最大障碍是,体外转录的mRNA会被树突状细胞识别为外来物质,进一步引发免疫细胞的激活,以及炎症信号分子的释放。但体内的mRNA可以避免这种情况。
Kariko和Weissman发现,体内的mRNA结构上有一些化学修饰,能够使其避免免疫系统的攻击。
mRNA 包含四种不同碱基,缩写分别为 A、U、G、C。诺贝尔奖获得者发现了核苷碱基修饰后的 mRNA 可以用来阻断炎症反应的激活(信号分子的分泌),并增加 mRNA 传送至细胞时的蛋白质合成。
2005年,也就是新冠疫情爆发的十五年前,Kariko和Weissman发表了关于核苷基修饰的RNA是非免疫原性的论文,在业内引发了强烈反响。
在2008年和2010年发布的后续研究中,Kariko和Weissman还发现,相比未修饰的mRNA,碱基修饰后的mRNA可以显著增加蛋白合成。至此,mRNA技术临床应用中的两大关键障碍被消除。
mRNA不止被应用到新冠上
也就在2010年,多家公司开始致力于开发mRNA疫苗技术,研发针对寨卡病毒和中东呼吸综合征冠状病毒的疫苗,后者与SARS-CoV-2(新型冠状病毒)密切相关。
2020年疫情爆发后,开发人员以破纪录的速度开发出了两种编码SARS-CoV-2表面蛋白的碱基修饰mRNA疫苗,并在同年12月获得了批准。
报道显示,这两种疫苗的保护效果约为95%,全球抗疫战争迎来了崭新的局面。
不仅如此,mRNA疫苗开发的灵活性和速度,为将其他传染病的疫苗开发铺平了道路。未来,该技术还可用于递送治疗蛋白和治疗某些类型的癌症。