我n 1989,当Katalin Karikó提交了她的第一份开发信使rna基因疗法的拨款申请时，她知道她手中掌握了一项改变游戏规则的技术。但是这位匈牙利生物化学家，当时是宾夕法尼亚大学的教授，只能梦想在人类身上使用mRNA。从理论上讲，信使rna是制造药物和疫苗的一个近乎完美的平台，但它存在许多实际问题，这些问题将使它在未来几十年里无法用于临床。
然后，在2019年底，一种奇怪的新型传染病在武汉出现，并迅速在全球蔓延，改变了世界，让许多国家和企业竞相寻求治疗，以阻止疫情蔓延和死亡。信使rna已成为新冠肺炎时代的救世主技术之一;现在，这种成功仅仅是我们如何识别和治疗从流感到癌症的一切疾病的转变的第一步。
信使rna技术背后的概念非常简单。信使rna——代表信使核糖核酸——是一条单链的核苷酸。在生物体中，它充当信使，一个短命的媒介，将我们基因中包含的信息传递给核糖体。这些是细胞的蛋白质工厂，读取代码并将其转化为蛋白质。
特殊递送:信使rna技术如何在细胞水平上工作
1.吸收通过内吞作用
脂质体或纳米颗粒通过内吞作用被细胞吞入，在这个过程中，细胞将外部物质吞入称为内吞体的细胞膜囊泡中。
2.Endosomal逃脱
核内体的膜被分解，脂质体被释放到细胞内。
3.释放载体
细胞内酶的存在使脂质体降解。信使rna链被释放，并可以移动到制造蛋白质的核糖体。
4.翻译
在核糖体中，mRNA串被读取并翻译成抗原-病原体蛋白。由此产生的抗原暴露在细胞表面，免疫系统细胞将其识别为外来物，触发免疫反应，产生对抗原的记忆。如果真正的病原体出现，免疫细胞会识别相同的抗原并发起攻击。
科学家们已经学会了将一串DNA的基因序列转录成一串mRNA。拥有正确蓝图的合成mRNA序列可以变成一种药物，就像瓶中的信息一样，通过特制的蛋白质向细胞传递指令，将细胞变成真正的保镖。
在疫苗中，mRNA串编码了制造抗原的配方——一种来自病原体的蛋白质，我们想要保护自己免受其害。一旦疫苗进入细胞，这些指令就被用来合成暴露在细胞表面的抗原。然后，免疫系统细胞的一个子集将抗原识别为外来物，触发免疫反应。这种机制为这种抗原创造了一种记忆。之后，当真正的病原体出现时，这些细胞识别相同的抗原，并对感染源做出迅速而强烈的反应。
蛋白质产生后，mRNA通过生理、代谢途径降解。“这是一种短暂的东西，”西澳大利亚大学分子生物学家和mRNA专家阿查·福克斯副教授说。这种理想的特性降低了不受控制的蛋白质表达所产生的不良副作用的风险。
有两个主要问题阻碍了这项技术的发展。福克斯说:“其中之一就是我们所说的交货问题。使信使rna受欢迎的短暂性同样也是一个问题:如何保护它在整个身体和进入细胞的过程中不被降解。在20世纪90年代末，研究人员能够将脆弱的信使封装到脂肪分子的外壳中，称为脂质纳米颗粒，作为一种可能的抗癌药物传递机制已经被研究了近20年。脂质载体保护mRNA不被热降解，同时保护它不受破坏性酶的破坏，同时将其分流到细胞中。
还有另一个大问题。人体强烈排斥来自外界的RNA，这可能是为了避免被病原体劫持。在早期的研究中，这种mRNA经常被证明是有毒的，以至于它杀死了实验动物。
直到2005年，现在在BioNTech负责mRNA研究的Karikó才发现，通过在mRNA中加入假尿嘧啶，她可以欺骗细胞，使其认为传递的mRNA不是外来入侵者。这一突破为今天的mRNA COVID-19疫苗的一夜成功奠定了基础。
30多年来，世界各地的研究人员一直在研究信使rna疗法，这种疗法可以指导身体自己制造药物。随着新冠疫情的到来，这个平台已经达到了工业规模，并为迄今尚未找到答案的治疗提供了机会。
“这是一个灵活的平台，”澳大利亚国立大学分子生物学家和mRNA专家Thomas Preiss教授说。
信使rna最有可能的下一步是作为一种对抗流感的保护。世界各地的许多生物技术公司也把他们的重点转向研究mRNA疫苗，以对抗我们仍然没有保护的许多热带传染病——一些人认为个性化的癌症疫苗可能是mRNA技术的圣杯。
这摘录该杂志于2021年9月2日(星期四)在网上再版。
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