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此篇報導為與工商時報合作,並刊載於〈科學家新視野專欄-mRNA技術獲諾貝爾獎,癌症疫苗新時代來臨? 〉。
文/台北醫學大學藥學院學術副院長/台灣藥物基因體學會理事長 張偉嶠
2023年的諾貝爾生理醫學獎由美國賓夕法尼亞大學魏斯曼教授與匈牙利裔美籍生技科學家卡里科博士共同獲得,兩位也是2022年唐獎的得主,最主要貢獻是將mRNA中的組成分子「脲核苷」替換為類似的分子「假脲核苷」,使mRNA可以有效逃過免疫系統的監視,不再誘發強烈發炎反應,這項研究發表於2005年的免疫學期刊[1]。因為新冠疫情的爆發,將魏斯曼教授與卡里科博士的mRNA疫苗技術推向臨床實踐,mRNA新冠疫苗橫空出世,成為人類對抗新冠疫情的利器。未來,mRNA癌症疫苗可望開啟癌症治療的新頁,為癌末病人帶來生機。
2019年底全球爆發新冠疫情,人類面臨緊急公共衛生危機而不得不加速研發疫苗,魏斯曼教授與卡里科博士的研究成果促成了mRNA疫苗的開發,莫德納公司、輝瑞藥廠與德國BioNTech公司,以前所未有的速度生產新冠疫苗,拯救成千上萬人的生命,也彰顯mRNA疫苗技術的價值。
總體來說,mRNA新冠疫苗技術能大放異彩有三個原因,首先是化學修飾mRNA結構的技術,可避免嚴重發炎反應;第二是脂質奈米顆粒包覆mRNA的藥物傳輸技術,可避免mRNA降解;最後是全球COVID19疫情時,藥廠在極短的時間內完成三期人體臨床試驗,證實mRNA新冠疫苗的保護力。
相較於傳統疫苗,mRNA疫苗的最主要優勢就是製程簡捷,藥廠可以快速且大量地生產疫苗。從製藥的角度來看,mRNA疫苗技術至少有三項優點。首先,mRNA疫苗內沒有活病毒,不會像傳統減毒疫苗在製程中,可能發生減毒不完整而造成宿主感染的風險。第二,mRNA疫苗的製備過程快速,不需要進行病毒分離、培養、純化、減毒、去除雜質等複雜繁瑣程序,不需要高防護級別的實驗室,生產成本相對低廉。第三,生產mRNA疫苗的機動性高。面對不斷變異的病毒,只要稍微修改變異的基因序列即可,可以快速因應不同突變的病毒而轉換序列來生產疫苗。然而,mRNA疫苗仍有缺點,主要是儲存與運送不易,需要攝氏零下70度或零下20度的超低溫特殊冷鏈系統。此外,mRNA疫苗長期如十幾年後的人類臨床數據,仍待研究與追蹤。
mRNA疫苗技術的下一步毫無疑問是癌症疫苗的應用,如同新冠疫苗瞄準新冠病毒特有的棘蛋白抗原,刺激免疫系統的原理。癌症疫苗可利用基因定序的方式,仔細分析病人的正常細胞及腫瘤細胞,尋找能產生蛋白質的腫瘤基因突變位點,以mRNA技術引導體內細胞生成癌細胞特有的抗原,使免疫細胞可辨認抗原後殺死癌細胞,達到治療癌症的效果。
目前全球藥廠致力於開發個人化癌症疫苗,其中又以美國莫德納公司、美國輝瑞藥廠及德國醫藥公司BioNTech的進展最為快速,科學家在惡性黑色素瘤的臨床試驗中有看到樂觀的癌症疫苗效果。
參考文獻:
[1] Karikó, K., Buckstein, M., Ni, H., & Weissman, D. (2005). Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity, 23(2), 165-175.
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