科普園地|mRNA技術不僅能用于預防“新冠”,它還是個多面手!
2022年開年的《science》雜志,以封面文章的形式刊載了一篇基于mRNA技術而實現CAR-T細胞技術的突破性研究:美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的研究團隊利用一次mRNA注射,在患心衰的小鼠體內實現CAR-T治療,成功修復了小鼠心臟的功能。
這不由讓我們再次驚嘆,因為新冠肺炎而聲名大噪的mRNA技術,在其他疾病領域的應用也不容小覷,如對腫瘤、心臟病、罕見病、自身免疫性疾病等的治療前景同樣值得期待。
mRNA技術的應用,目前最大的焦點主要集中在腫瘤和傳染病兩個領域。當前,惡性腫瘤仍是威脅全球健康的“頭號殺手”。2021年12月,著名腫瘤學術期刊《JAMA Oncology》發表的最新全球癌癥地圖顯示, 2010—2019年,全球204個國家/地區中,新發癌癥病例從1870萬人增加到2360萬人,增加了26.3%;癌癥死亡病例數從829萬人增加到1000萬人,增加了20.9%。癌癥死亡數占總死亡數的比例也有所增加,從2010年的15.7%上升到2019年的17.7%。
在攻克腫瘤這一世界難題的探索中,自然少不了mRNA技術的身影,它很早就被科研人員用于腫瘤治療。
早在新冠肺炎疫情爆發之前,基于mRNA技術的腫瘤制劑研發管線就堪稱“火爆”,適應癥涵蓋黑色素瘤、前列腺癌、結直腸癌、卵巢癌、乳腺癌、肺癌等。mRNA腫瘤藥物通過使體內樹突狀細胞(DC)等產生腫瘤特異性抗原,從而激活抗原特異性T細胞,特異性殺傷腫瘤細胞。可包含多種新抗原;具有免疫刺激劑作用,可與定制的免疫刺激劑聯合使用;研發效率高,可個體化定制,實現精準治療……這些優勢使其較傳統的抗腫瘤治療更受青睞。如被美國食品藥品管理局(FDA)授予快速通道資格的BioNTech公司的BNT111,是一個通過FixVac平臺研發的即用型治療性mRNA癌癥疫苗。該平臺利用mRNA表達在多種腫瘤中共有的抗原,靶向抗體呈遞細胞,激活抗原特異性T細胞反應。BNT111能夠編碼4種在90%以上黑色素瘤患者中表達的腫瘤相關抗原(NY-ESO-1、MAGE-A3、酪氨酸酶和TPTE),通過與PD-1抑制劑聯用,防止T細胞耗竭,提高晚期黑色素瘤患者的預后。
mRNA技術一戰成名則是在傳染病領域,用于新冠肺炎的mRNA疫苗最早實現商業化應用于臨床,后來居上且前景可期。相較于其他疫苗在研發速度、預防效果、安全性等方面的優勢,用于預防新冠肺炎、流感、狂犬病、艾滋病、寨卡病毒病等疾病的mRNA疫苗研發也相當火爆,目前全球在研數超過180個。
但除了mRNA新冠疫苗外,其他傳染病疫苗還并未上市。
先讓我們回顧一下mRNA療法對世紀疫情新冠肺炎的不俗實力。
目前,全球已上市兩種mRNA新冠疫苗,分別是 Moderna 公司開發的mRNA-1273和輝瑞/BioNTech公司開發的BNT162b2。在臨床試驗中,這兩種疫苗在預防癥狀性感染方面的效果均達到90%以上。雖然隨著Delta和Omicron突變株的出現,突破性感染有所增加,但對預防住院和死亡仍相當有效。今年5月初,科學醫療保健組織 Optum Labs 的研究人員也在《Nature Communications》 期刊上報告,他們對美國近400萬接種兩劑 mRNA-1273 或 BNT162b2 疫苗的個體進行回訪研究,發現這兩種疫苗在完全接種后 90 天內防重癥(住院、ICU或死亡)方面非常有效。而與此同時的2022年5月初,世界衛生組織(WHO)發布的最新全球新冠相關死亡人數據顯示,2020年和2021年全球因新冠導致的直接和間接死亡人數約為1500萬人。如果沒有mRNA新冠疫苗在內的疫苗防護,其后果或將更為嚴重。
再讓我們將目光轉向每年在全球可導致300萬—500萬重癥病例、29萬—65萬人死亡的流感,疫苗接種仍是其有效的預防手段。但傳統的流感疫苗是基于雞蛋而制成的滅活病毒流感疫苗,生產時間長,純化困難。而體外轉錄合成的mRNA則可以避免這一不足,在出現全新流感毒株時還能快速生產。輝瑞、賽諾菲、BioNTech、Moderna公司等有實力的疫苗生產企業都在開發mRNA流感疫苗的賽道之上競速,不少候選物在早期臨床研究中表現出良好的安全性,且能激發強力免疫反應。
而針對諸如心血管疾病等常見慢性病,mRNA療法也令人鼓舞。開篇提到的賓夕法尼亞大學的研究結果顯示,短短幾天時間里,mRNA 誘導重編程了大量的 CAR-T 細胞,導致小鼠心臟纖維化顯著減少,恢復了心臟的正常大小和功能。
更早在2013年,Moderna公司的研究人員在《Nature Biotechnology》上報告稱,心肌內注射編碼人血管內皮生長因子-A的mRNA,可使心肌梗死小鼠模型中內源性心臟祖細胞的擴增。
2021年11月,Moderna公司與阿斯利康公司公布的合作研發的mRNA療法AZD8601治療心力衰竭的Ⅱa期臨床試驗結果亦表明,在曾接受過冠狀動脈搭橋(CABG)手術的穩定型冠狀動脈疾病和左心室射血分數(LVEF)中度降低人群中,試驗達到安全性和耐受性主要終點,且沒有發生死亡或治療相關嚴重不良事件。
此外,科研人員利用mRNA來治療囊性纖維化、罕見病等的研究也在進行之中。如Moderna公司治療甲基丙二酸血癥的mRNA-3704和Translate Bio公司治療囊性纖維化的MRT-5005等,都處于臨床試驗階段。
誠然,mRNA療法對多種疾病潛力巨大,有望成為治療遺傳病、癌癥、傳染病及其他疾病的強效療法,但任何一種技術的應用都是一條漫漫長路,mRNA并不是一個容易開發的靶點,打通防治可及性的“最后一公里”,仍須掃清多個障礙!
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