新冠疫情（COVID-19）为各机构研制新型疫苗成分及测试不同的技术路径开启了诸多可能。当辉瑞/BioNTech（Pfizer/BioNTech）和莫德纳（Moderna）疫苗试验进入最后阶段时，其展现出惊人的 95% 有效性，让人们自疫情暴发以来更加紧紧抓住了希望之绳。不久之后，抗击 SARS-CoV-2 病毒确实释放了 mRNA 技术的强大力量。
mRNA 技术对公众而言或许较为陌生，然而，这是一项研究人员长期以来一直寄予厚望的创新。它不仅在抗击 SARS-CoV-2 方面展现出卓越的安全性与有效性潜力，而且在应对其他传染性疾病方面也展现出良好前景。
图 1. mRNA 疫苗的作用原理。
来源：美国国立卫生研究院（NIH）在参议院听证会上的汇报（2020年9月9日）。
在抗击 COVID-19 的背景下，mRNA 疫苗指导细胞生成能够诱导免疫反应的蛋白质，从而产生抗体以抵御未来的感染。
mRNA 疫苗的历史可以追溯到 1990 年代初，当时来自宾夕法尼亚大学的研究人员卡塔琳·考里科（Katalin Karikó）开始测试将 mRNA 技术作为一种基因疗法（点击此处了解基因治疗的作用原理）。
图 2. RNA 疗法关键发现的时间线。
许多重大发现促成了 RNA 治疗领域的建立（图 2）。从那时起，多年来蓬勃发展的无数研究和实验促成了如今 mRNA 技术的巨大潜力。
与通过培养减毒活病毒需要数月才能生产的传统疫苗不同，RNA 疫苗利用病原体的基因序列和其他成分，能够以更快的速度生产。以下是 mRNA 技术的若干广泛应用。
结直肠癌的治疗
关于 mRNA 技术是否能够预防结直肠癌复发的研究目前仍在进行中。众所周知，手术是许多结直肠癌患者的标准治疗方法，然而在肿瘤切除后，癌细胞仍可能残留在体内。这些残留的癌细胞会向血液中释放 DNA，这被称为循环肿瘤 DNA（ctDNA）。来自肿瘤的组织样本会被送往专业实验室，在此进行检测以寻找推动癌症生长的基因突变。一旦确定了突变，就会按照从最常见到最不常见的顺序进行优先级排序，并根据该排序制备 mRNA 疫苗。mRNA 指导患者细胞根据检测中发现的肿瘤基因突变生成蛋白质片段。随后，免疫系统会寻找带有突变蛋白质的其他细胞，并清除任何残留的循环肿瘤细胞。
图 3. mRNA 疫苗设计。
自身免疫性疾病的治疗
德国研究人员利用 mRNA 技术降低了患有实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE，一种类似于多发性硬化症的疾病）的小鼠的疾病活动度。患者通常会使用免疫抑制药物来控制症状，但这些药物可能会产生副作用。因此，该研究团队研发了一种 mRNA 疫苗，在不损害正常免疫系统功能的情况下，提高了免疫细胞耐受性并减少了损伤。
图 4. 利用抗炎 mRNA 疫苗诱导耐受性。
基因治疗
基因治疗是治愈患病细胞的重要治疗策略。然而，传统基因治疗可能会带来一定风险。东京大学研究生院医学系研究科疾患生命工学研究中心的副教授开展的一项研究，利用高分子胶束给药系统（DDS）建立了一种新型 mRNA 递送系统。通过将 mRNA 用于基因治疗，该研究团队成功诱导了嗅觉障碍动物嗅神经纤维的组织再生及嗅觉功能的恢复。这为在神经系统疾病的多种应用中将 mRNA 作为基于 mRNA 的基因治疗的一部分奠定了基础。
图 5. 利用装载 mRNA 的纳米机器进行基因治疗。
蜱虫引起的莱姆病的治疗
危及生命的波瓦桑病毒（Powassan virus）目前尚无已知的预防或治疗方法。这是一种可引起人类脑炎的蜱传病毒，虽然罕见，但在北美和俄罗斯有传播。一种针对波瓦桑病毒的新型疫苗由包裹在脂质纳米颗粒中的病毒 mRNA 组成——这会产生亚病毒颗粒，从而建立免疫反应并诱导保护作用。基于 mRNA 的疫苗在抗击波瓦桑病毒方面表现出良好效果，具有高度免疫原性，并能针对该科的多个成员提供保护。
图 6. mRNA 疫苗保护小鼠免受多种蜱传黄病毒感染。
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