mRNA疫苗技術
2020 年,將是恥辱的一年,全球人類集體遭到嚴重急性呼吸系統綜合症冠狀病毒 2(SARS-CoV-2)或 COVID-19 的突然襲擊,對人類健康造成了無法估量的損害,心理和全球經濟(Cutler DM 等人,2020 年)。系統發育分析指出了一種人畜共患病起源,新型冠狀病毒與在一種馬蹄蝠 ( Rhinolophus affinis)中傳播的冠狀病毒密切相關),與蝙蝠冠狀病毒株 BtCoV/4991 的 RNA 依賴性 RNA 聚合酶基因的部分序列具有 98.7% 的核苷酸同一性(Chen L 等人,2020),並且與蝙蝠冠狀病毒的基因組具有 96.2% 的整體序列同一性RaTG13 (Zhou P et al., 2020)。這些蝙蝠冠狀病毒於 2013 年在中國雲南省被發現(Ge XY 等人,2016 年)。
自然起源假說的一個關鍵組成部分是,該病毒以某種方式累積了一個穿山甲受體結合域(Zhang T 等人,2020 年),然後在跳躍到人類時有一個早期震中,可以追溯到 2018 年的華南海鮮批發市場。中國武漢(Worobey M 等人,2022 年);然而,無法排除的報告繼續存在,表明該病毒是非人畜共患的,而且是基因工程的產物(Segreto R 等人,2020 年;Borsetti A 等人,2022 年;Gøtzsche PC 等人,2022 年) ;哈桑 SS 等人,2022 年)。
2023 年當前關頭,隨著 COVID-19 海嘯和圍繞它的焦慮已基本消散,現在是反思和檢查促進兩種 mRNA 疫苗 COMIRNATY ®( COMIRNATY ®)開發的關鍵 mRNA 疫苗里程碑的適當時機BNT162b2)由輝瑞和 BioNTech 製造,Spikevax ®(mRNA-1273)由 Moderna 製造,它們在美國共同充當了對抗 COVID-19 大流行的武器庫中的主要武器。
mRNA疫苗技術的起源
與聖經不同,聖經描述了混亂與秩序之間的明確界限,以及最終導致定義世界的事件,mRNA 疫苗領域的演變遠非線性的。試圖標記該領域的真正起點在某種程度上是一種主觀判斷,只能在類似於首先嘗試修復纏結的紗線球之後才能呈現。話雖如此,根據任何有理智的人的說法,對 mRNA 疫苗的研究已經進行了幾十年,並在上個世紀順利進行。
最早了解 mRNA 疫苗的技術可以追溯到 20 世紀 70 年代初期至中期,當時雖然以當今最先進的技術水平來看還很原始,但人們認識到從致敏淋巴組織中轉移 RNA 提取物可以可用於在體外將腫瘤特異性遲發性超敏反應轉移至正常豚鼠腹膜滲出細胞(Paque RE 等人,1973 年),並且可以使用同源或異種“腫瘤免疫”RNA 提取物實現局部腫瘤消退(Schlager SI 等人)等人,1975 年)。下一次大飛躍發生在大約三年後,當時通過脂質體向靶細胞輸送免疫 RNA 產生的劑量依賴性刺激高達 12 倍於體外實現的刺激使用裸免疫 RNA 的方法(Magee WE 等人,1978),人們認識到,靶向脂質體為免疫 RNA 提供了一種高效的遞送系統,其形式不受 RNase 作用的影響,並且在刺激淋巴細胞。
mRNA 遞送發展的一個開創性事件是廣泛適用的體外DNA 轉染技術的擴展(Felgner PL 等人,1987),以將合成的Photinus pyraisluciferase mRNA 遞送到 NIH/3T3 小鼠細胞中。由於以下原因,該研究值得注意:完整基因的 mRNA 是通過體外方法製備的;mRNA 經過修飾以優化翻譯(添加了加帽和未翻譯的 β 珠蛋白序列,其產生的熒光素酶蛋白比缺少這些元素的 mRNA 至少多 1000 倍),並且 mRNA 被包裹在陽離子脂質中,其成分是可調的. (Malone RW 等人,1989)。
在網絡、媒體和電視上,關於該報告的主要作者 Robert Malone 博士因開發當今的 mRNA 疫苗而獲得的適當榮譽引起了很多爭論。當然,這項研究構成了 mRNA 疫苗所依賴的基石技術;然而,部分歷史評估取決於 mRNA 疫苗是真正的疫苗還是更多地屬於基因治療領域;因此,決定 Malone 博士是否是父親、教父、繼父、祖父、曾祖父或兩次被移除的第三代堂兄被推遲到後代。
Dolgin E 在 2021 年的 mRNA 疫苗歷史回顧中詳細描述了 Malone 博士的工作之後的進一步技術進步以及直到第一種 mRNA 疫苗。已克服的障礙包括減輕炎症和反應原性反應(Karikó K 等人,2005 年)提高疫苗安全性和增強 mRNA 翻譯效率。優化體外轉錄 mRNA 的進展使 mRNA 介導的治療更接近臨床(Jeeva S 等人,2021 年綜述)。
流感是第一種在動物模型中測試 mRNA 疫苗的傳染性病原體。據報導,通過用含有編碼流感病毒核蛋白 (NP) 的mRNA 的脂質體免疫小鼠,在體內誘導抗流感細胞毒性 T 淋巴細胞 (CTL)(Martinon F 等人,1993)。後來,研究表明,mRNA 疫苗即使在非常年輕和非常年老的小鼠中也能對 A 型流感病毒感染產生平衡、長壽和保護性的免疫力,並且該疫苗在熱應激下仍具有保護作用。(Petsch B 等人,2012 年)。最後,封裝在脂質納米顆粒 (LNP) 中的修飾的非複制 mRNA 編碼流感 H10 在非人類靈長類動物中誘導了強烈的 B 細胞反應(Lindgren G 等人,2017 年)。
在 COVID 時代來臨之際,mRNA 疫苗已在臨床上首次亮相,但並沒有大肆宣傳。儘管已經解決了製造、可擴展性和交付方面的挑戰,但安全性和有效性問題並未完全闡明。例如,研究人員招募了 101 名健康的、未接種狂犬病疫苗的志願者參加預防性狂犬病疫苗的 1 期研究,注射部位反應發生率 >90%,全身反應發生率 78%,以及一個可能與疫苗相關的嚴重事件(中度貝爾麻痺)是短暫的。(Alberer M 等人,2017 年)這項研究由 Curevac 贊助,並使用未經修飾的 DNA。大約在同一時間(2019 年 8 月 19 日),Moderna mRNA-1893 寨卡疫苗獲得了 FDA 快速通道指定。Moderna 的平台依賴於化學修飾的鹼基,但在當時,
曲速行動
在最好的情況下,所有的錯誤都已經通過 mRNA 疫苗技術解決了,現在它已經準備好在開放之夜和大規模使用。COVID-19 大流行,或更恰當地說,曲速行動 (OWS) 是揭開 mRNA 疫苗法案帷幕的決定性因素。根據衛生與公共服務部的官方描述,“OWS 是衛生與公共服務部 (HHS) 各組成部分之間的合作夥伴關係,包括疾病控制與預防中心 (CDC)、食品藥品監督管理局 ( FDA)、美國國立衛生研究院 (NIH)、生物醫學高級研究與開發局 (BARDA) 和國防部 (DoD)”,旨在提供 3 億劑有效的 COVID 19 疫苗到 2021 年 1 月。大約 180 億美元用於這項工作(柳葉刀委員會,2021 年)。事實上,在那個日曆年,mRNA 疫苗接種的規模比以前在臨床上使用的要大幾個數量級。至少可以說,在發現一種前所未見的病毒後不到一年,就研製出了疫苗並從臨床研究中得出了結果。
從正確的角度來看,十年以上是完成疫苗開發的合理時間表,而大多數疫苗甚至都沒有上市;有些成功但未達到最初的產品目標,有些成功並按設計運行(Sanofi-Pasteur(賓夕法尼亞州斯威夫特沃特),2017 年)。因此,COVID-19 mRNA 疫苗平台的大規模準備就緒是疫苗學的一桿進洞,如果有的話,這一切似乎好得令人難以置信。然而,美國前頂級傳染病專家安東尼·福奇博士反駁了這種懷疑,他在 2020 年 12 月告訴美聯社,“這種速度反映了之前多年的工作。……這就是公眾必須理解的。(PBS 新聞時間)
儘管最初熱情高漲,但在 COVID-19 mRNA 疫苗問世後的短短幾年內,即使是隨意閱讀疫苗不良事件報告系統 (VAERS),也會發現這兩種疫苗比所有其他可用疫苗更嚴重的不良事件結合過去 30 年。此外,閱讀本文的任何人都極有可能親身經歷過突破性感染,或者認識其他人有過一次甚至多次疫苗接種後感染。
OWS 資金使 COVID-19 mRNA 疫苗的大規模生產、分銷、可負擔性和管理成為可能,但無法為該技術的適當監督和擴展爭取必要的時間。甚至經常自由地就大流行病和 mRNA 技術的好處發表意見的比爾蓋茨最近也表示,“我們還需要解決 [COVID-19] 疫苗的三個問題。目前的疫苗不能阻止感染。它們並不廣泛,所以當出現新變種時,你就會失去保護,而且它們的持續時間很短,尤其是在重要的人身上,也就是老年人。” 但請放心,“這些事情中的每一個都是可以解決的。” (在澳大利亞洛伊研究所發表演講,2023 年)
替代技術
比解決 Malone 博士對該領域的真正貢獻更重要的是破譯 mRNA 疫苗的安全性、功效和潛在的改進方法。有可能的是,無論 mRNA 技術多麼令人興奮和有前途,它可能已經以犧牲其他經過更多審查、甚至更安全有效或不那麼華而不實的技術為代價而過早地發展起來。最值得注意的是,包含減毒活病毒疫苗的久經考驗的黃金標準雖有記載,但從未開發出來(Okamura S 等人,2021 年)。
現實世界的比較並不容易,因為各國經常使用基於不同方式的一系列不同疫苗來應對這一流行病。表 1 顯示的是一組實現高疫苗接種率的國家的初步比較。目前尚不清楚 mRNA 疫苗是否比其他平台更具優勢;事實上,即使不依賴 mRNA 技術作為支柱,像印度這樣人口稠密的國家似乎也表現得相對不錯。
表 1. 疫苗接種率高的國家/地區使用的 COVID-19 平台的全球視角
1 Source Worldometer(2023 年 2 月 5 日訪問)。 2美國3.99億輝瑞,2.5億Moderna,14-15萬楊森(基於表達全長S蛋白的複制缺陷型腺病毒26病毒)。 3輝瑞與內塔尼亞胡領導的政府達成協議,以色列鎖定了輝瑞-BioNTech 疫苗的早期供應,以換取向輝瑞提供數據。結果,幾乎沒有其他疫苗可供公眾使用。 4根據 2023 年 2 月 5 日訪問的政府網站:已接種總劑量 24,922,054 劑。目前尚不清楚這兩個平台之間的相對分佈情況。 5個根據發病率比率,與未接種疫苗的人相比,完全接種疫苗的人在預防 COVID-19 相關住院、重症監護入院和死亡方面的疫苗有效性分別為 80%、92% 和 97%組(Al Kaabi N 等人,2022 年;Ismail AlHosani F 等人,2022 年)。 6根據維基百科(2023 年 2 月 5 日訪問):950,937,435 人(相當於 87.7% 的人口)已完全接種疫苗。 7針對嚴重疾病的估計疫苗效力 (VE) 在部分接種者中為 93·3% (95% CI: 92·1-94·3),在未接種者中為 98·2% (95% CI: 97·9-98·5)完全接種疫苗後,部分接種疫苗的死亡率為 94·1%(95% CI:92·5-95·4),完全接種疫苗的死亡率為 98·7%(95% CI:98·3-99·0) . 所有年齡組的 VE 均超過 92·0%(Más-Bermejo PI 等人,2022 年).. 8總劑量為 11,976,900(新西蘭衛生部網站。2023 年 2 月 5 日訪問)。9 26 5,906,862 總給藥劑量(維基百科,2023 年 2 月 5 日訪問)。
最後的想法
正如 Alan Parsons Project 樂隊的歌曲“Games People Play”中最好的一句台詞,“我們從這裡去哪裡?”
以下是需要解決和/或評估的 COVID-19 mRNA 疫苗以及與此相關的所有未來 mRNA 疫苗的幾個未滿足需求:
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- 對不同國家/地區不同平台上的不同 COVID-19 平台進行全面的、真實的數據分析是非常有必要的。
- 旨在檢測任何嚴重結果(例如住院、使用重症監護、傳染性或死亡)減少情況的臨床研究。COVD-19 mRNA 疫苗試驗在這方面存在缺陷(Doshi P 等人,2020 年)。
- 正如 Doulberis M 等人在 2021 年審查的那樣,以下項目:(1) 候選疫苗的長期安慰劑對照試驗,其中安慰劑組未接受治療。然後可以進行全因死亡率研究。(2) 準確概括疾病的合適動物模型系統。(3) 了解疫苗對不健康人群或有基礎疾病人群的影響。(4) 保證mRNA停留在細胞內,不進入細胞外空間。
- 更好的負擔能力。一旦 OWS 不再涵蓋它們,預計用於 mRNA 疫苗的每劑約 110 美元可能比其他技術製造的 COVID-19 疫苗更昂貴。
- 安全問題的解決。
- 提高免疫反應持續時間和預防感染和傳播的能力。
在當前的迭代中,COVID-19 mRNA 疫苗很可能會在緊急使用授權 (EUA) 下繼續提供,但不太可能滿足生物製品許可申請 (BLA) 下生產所需的更嚴格的要求。在那之前,mRNA 疫苗的第 1 幕可能很快就會落下帷幕。
正如曾經說過的那樣,“第一匹出門的馬不一定是秘書處。” (Savio Woo ca, 2004)。
文章作者-Eric Jacobson