什么是mRNA疫苗?如何开发和研制?


疫苗生产情况(来自于网络)

教材研究:疫苗的种类在教材中只说明了三类,即减毒疫苗、灭活疫苗,代谢产物,其中,代表产物的疫苗范围广,如重组蛋白疫苗也应该包括在内,以前听说过基因疫苗,随着时代发展,现在还有mRNA疫苗等。那么,什么是mRNA疫苗?

传统的疫苗通常建立在整个病毒株的基础之上,包括减毒疫苗、灭活疫苗,也有基于病毒蛋白亚单位的重组蛋白疫苗。

一、为什么会开发mRNA疫苗?

虽然这些传统疫苗在许多疾病的预防上起到了重要作用,但是面对急性暴发的传染病,例如,此次的新型冠状病毒,传统疫苗的研发和生产周期太长,难以满足控制疫情的需要,因此我们需要更加有效、更加通用的疫苗开发平台,而mRNA疫苗就是破局的一个潜在方案。

二、开发mRNA疫苗原理

早在1990年代,科学家将体外转录的mRNA注射到小鼠体内,发现其可在小鼠体内表达,产生相关蛋白且具有剂量依赖性,并能够诱导免疫反应,这也就是mRNA疫苗的雏形。

当编码抗原蛋白的mRNA被注射进人体后,能够在体内合成抗原蛋白,从而引起人体免疫反应对抗病原体感染,即为mRNA疫苗。

三、mRNA疫苗种类及开发机制

现在主要的mRNA疫苗包括两类:能自我扩增和非复制型的RNA疫苗。

1.自我扩增RNA疫苗

通常是基于甲病毒属(27个成员病毒,均由媒介昆虫传播)基因组,其中编码RNA复制机制的基因是完整的,用编码抗原蛋白的mRNA代替了原病毒的结构蛋白编码基因。

这类RNA疫苗能够在体内自我扩增,很少的量就可以引起较强的免疫反应。

2.非复制型的RNA疫苗

在体外转录好的一段编码抗原蛋白的完整mRNA,包括5’和3’的未翻译区,5’端有帽结构(UTRs,一种调控序列),3’有Poly(A)尾,用于稳定mRNA和促进转录;同时mRNA还有多种碱基修饰来提高mRNA的稳定性,最后利用纳米脂质体等递送技术将mRNA递送至细胞内,从而翻译抗原蛋白,引发免疫反应。

mRNA疫苗的关键技术:RNA的修饰与递送

虽然mRNA可以发挥疫苗的作用在1990年代就被发现,但是随后的发展并不顺利,mRNA的稳定性和药物递送是需要面临的主要问题。

因为裸露的mRNA很容易受到体内RNA切割酶的攻击,mRNA也需要被高效地递送至细胞内从而进行翻译,发挥功能。

四、mRNA疫苗在理论上相较于传统疫苗的优势

1.安全性:

mRNA并不会感染或者整合进基因组,因此不会带来感染或突变的风险。

2.有效性:

有多种修饰方式能够使mRNA更佳稳定,翻译效率更高;同时递送方式的发展能够使mRNA快速递送到细胞内从而发挥功能。

2.生产的便捷性:

现在的体外转录技术能够非常快速、廉价地大规模生产RNA疫苗,相较于传统疫苗5-6个月的生产周期,mRNA疫苗有望在40天内完成疫苗样品的生产制备,因此有望更好地应对突发的传染病疫情。

(0)

相关推荐

  • mRNA疫苗在感染性疾病的研究进展

    前言 以mRNA为基础的治疗代表了一个相对新颖和高效的药物类别.最近发表的几项研究强调了mRNA疫苗在治疗不同类型的恶性肿瘤和传染病方面的潜在疗效,这些疾病中传统的疫苗策略不能引起保护性免疫反应. 传 ...

  • 用图例说明mRNA新冠疫苗为什么难以应对印度变异病毒

    mRNA新冠疫苗是第一种人类大规模使用的新型疫苗,之前mRNA疫苗还仅用于肿瘤治疗的研究过程中.笔者作为生物制药领域的小白,跟很多读者一样可能一开始都不知道什么是rRNA疫苗,它作为第三代新型疫苗新在 ...

  • mRNA 疫苗到底是什么?它又是如何发挥功能的呢? | 每日生物评论

    mRNA 疫苗到底是什么?它又是如何发挥功能的呢? 分享 微信 新浪微博 腾讯微博 QQ空间 电子邮件 有道笔记 手机 QQ好友 百度空间 豆瓣网  2  近日,两家制药公司Moderna和辉瑞制药先 ...

  • mRNA疫苗在传染性疾病中的研究进展

    传染病疫苗是目前mRNA疗法最先进的应用.目前临床前试验和临床使用的大多数mRNA疫苗都采用注射到皮肤.肌肉或皮下的方式,在那里它们被免疫或非免疫细胞吸收并转化为抗原,呈递给T细胞和B细胞(图1).m ...

  • RNA疗法离我们有多远?

    39岁的卡洛斯在自己临近不惑之年的时候,患上遗传性转甲状腺素淀粉样变性病(hATTR)--一种由转甲状腺素的蛋白质的错误折叠引起的罕见疾病.这种由基因引起的遗传病会导致患者器官功能损伤,并最终导致患者 ...

  • 突破mRNA应用的局限,这一技术能带来新一代疗法吗?

    ▎药明康德内容团队编辑 基于mRNA的疫苗和疗法开发近日成为人们关注的热点之一,上周致力于开发环状RNA技术的Laronde完成4.4亿美元的B轮融资,今日另一家mRNA新锐又出现在人们的视野里.Re ...

  • 被怀疑了30年mRNA疫苗: 疫情该打不该打

    [留美学子]第2030期 国际视角的精选文摘 教育·历史·人物·旅游·读书·财经 仰望星空,脚踏实地 导语 作者雷春老师一如既往的严谨和翔实的文字,再次为读者呈现了疫情里大家谈论的疫苗! 本期分享内容 ...

  • 一文读懂COVID-19 mRNA疫苗

    2020年1月10日,我国科学家张永振等在预印本上首次公布了新型冠状病毒的RNA序列(Nature 2020;579:265-269).全世界研究疫苗的科学家们随后快速跟进,将研究方向调整为了这种导致 ...

  • mRNA药物时代,不仅仅有疫苗

    之前,人们认为mRNA易被普遍存在的RNA酶降解,不稳定,不适合进行药物开发.在过去的30年里,人们努力提高mRNA细胞内的稳定性.翻译效率和吸收.这些优化包括:修饰其非编码元素(5′帽结构,加帽效率 ...

  • 谁能想到,研发艾滋疫苗的技术,却先用在了新冠疫苗上

    来源: 我是科学家iScientist "疫苗"这个词,近日无疑成为了人们交相谈论的热门话题,而在此前,大多数人对疫苗并不陌生,毕竟,我们从出生开始就受着疫苗的保护. 过去注射的疫 ...

  • Nature Reviews | 用于传染病的mRNA疫苗:原理、递送和临床转化

    三十多年前,mRNA核酸疫苗的设想就已经诞生.2020年新冠疫情的大流行促成了历史上最快速的疫苗开发,也让mRNA疫苗走到了聚光灯下,人们开始期望希望能生产出安全.多功能.易于生产的mRNA疫苗,应用 ...

  • 科普 | 自然界也有源代码:一位程序员逆向工程了辉瑞新冠疫苗

    机器之心编辑部 新冠疫苗和「源代码」,有什么关系?来自荷兰的中年程序员,对辉瑞 BNT162b2 疫苗进行了「逆向工程」,让我们看到了计算机科学与生物学之间的有趣联系. 前几天,一位程序员的作品在推特 ...

  • 最新消息!疫苗有效性超94%?看mRNA如何开启疫苗学的新时代

    来源/公众号"BioArt" 原发布日期/2020-11-17 新冠疫情席卷全球,感染人数节节攀升,疫苗研究迫在眉睫.11月16日,美国药企Moderna宣布,根据对包含3万名受试 ...

  • Science重磅:张锋领衔开发全新mRNA递送平台SEND,开辟分子疗法递送新方法 ​

    撰文:朱哼哼 编审:王新凯 排版:李雪薇 2020 年初,新冠疫情肆虐全球,各国药企均大力投入疫苗研发,希望及时研发出有效疫苗以阻止疫情扩散,这也让原本还远离大众视线的 RNA 疗法,广为人知. 相比 ...

  • 人类的希望!一文读懂mRNA疫苗

    人类的希望!一文读懂mRNA疫苗

  • 未来10年扩展10倍?Moderna展示mRNA研发蓝图(附PPT)

    ▎药明康德内容团队编辑 今日,致力于开发基于mRNA技术的疫苗和疗法的Moderna公司召开了一年一度的研发日活动(R&D Day).在基于mRNA的新冠疫苗开发成功之后,mRNA技术的下一步 ...

  • 揭开面纱:解析mRNA 疫苗的设计原理、递送系统以及工业化生产

    mRNA疫苗的作用原理? RNA的任务是在核糖体中将DNA翻译后合成蛋白. 人工合成的mRNA疫苗为核糖体提供病原体抗原的遗传信息,发布合成病原体抗原的构建指令.蛋白抗原合成后,激发机体的免疫系统识别 ...

  • 新时代下的mRNA疫苗发展概述

    第一部分 mRNA疫苗简介--发展.种类 mRNA疫苗的发展历史 mRNA是一种中间信使,通过各种途径传递到宿主细胞中后被翻译成抗原.二十多年来,RNA分子多次被应用于疾病治疗和研究,包括体外转录(I ...

  • 刷屏的mRNA疫苗,到底是怎么一回事?

    这是 达医晓护 的第 2931 篇文章 最近,大家的朋友圈都被辉瑞-BioNTech的mRNA疫苗刷屏了,在全球疫情现况严峻的当下,着实引起了一片叫好声: "辉瑞宣布新冠疫苗有效性 90%, ...

  • 陈根:mRNA技术,从运转世界到修复世界

    文/陈根 mRNA,即信使RNA,作为一种中间遗传物质,在人体的肌肉.新陈代谢和神经物质传递等一切功能的运行中,都具有重要意义. 1990年,通过直接注射,体外转录的mRNA得以在小鼠骨骼肌细胞中充分 ...