兩歐美學者共同獲 2023 諾貝爾醫學獎 表揚 mRNA 修飾發現助研 COVID-19 疫苗
2023 年諾貝爾生理學或醫學獎，由匈牙利生物化學家 Katalin Karikó 與美國醫學家 Drew Weissman 奪得，以表揚他們在核苷鹼基修飾方面的發現；這些發現在開發針對 COVID-19 的 mRNA 疫苗屬關鍵技術。
兩學者生平
現年 68 歲的 Katalin Karikó 生於匈牙利索爾諾克 (Szolnok) 。她於 1982 年在塞格德大學 (University of Szeged) 獲得博士學位，並在塞格德的匈牙利科學院從事博士後研究直至 1985 年。隨後，她分別在美國費城天普大學和美國國防醫科大學進行博士後研究。 1989 年，她被任命為賓州大學助理教授，並一直任職到 2013 年。之後，她成為德國生物技術公司 BioNTech 的副總裁，後來擔任高級副總裁。自 2021 年起，她一直擔任塞格德大學教授和賓州大學佩雷爾曼醫學院兼職教授。
Drew Weissman 1959 年出生於美國麻省。他在 1987 年於波士頓大學獲得醫學博士學位。他其後在哈佛醫學院接受臨床培訓，並在美國國立衛生研究院進行博士後研究。 1997 年， Weissman 在賓州大學佩雷爾曼醫學院成立其研究小組，他隨後在美國國立衛生研究院獲得獎學金，由現任美國國家過敏症和傳染病研究所所長 Anthony Fauci 指導。 Weissman 現時為 Roberts 家族疫苗研究教授和賓州大學 RNA 創新研究所所長。
兩名學者將會平均瓜分 1,100 萬瑞典克朗（折合約港幣 784 萬元）。
有關 mRNA 疫苗技術
兩位諾貝爾獎得主的的突破性發現，對於開發針對 COVID-19 的 mRNA 疫苗屬關鍵。他們的突破性發現從根本上改變了人類對 mRNA 如何與免疫系統互動的理解，亦幫助人類在面臨近代其中一次最重大公共衛生威脅期間，以前所未有的速度開發疫苗。
疫苗接種會刺激形成針對特定病原體的免疫反應，使身體在往後接觸同一病原體時能更快作出防禦反應。事實上針對小兒麻痺、麻疹等的滅活或弱化病毒的疫苗早已問世；在 1951 年，南非微生物學家 Max Theiler 已因開發黃熱病疫苗而獲得諾貝爾生理學或醫學獎。
由於近幾十年來分子生物學的進步，基於單一病毒成分而不是整個病毒的疫苗已被開發。
通常編碼病毒表面的蛋白質，現時已被用於製造刺激病毒阻斷抗體形成的蛋白質，例如針對乙型肝炎病毒和人類乳突病毒的疫苗。部分病毒遺傳密碼也可以轉移到無害的病毒「載體」中，而此方法已用於抗伊波拉病毒的疫苗。當注射載體疫苗時，已揀選的病毒蛋白會在我們的細胞中產生，刺激針對目標病毒的免疫反應。
生產基於病毒、蛋白質和載體的疫苗需要大規模細胞培養。 這過程限制了快速生產疫苗應對疫情和大流行的能力。因此，學界一直試圖開發獨立於細胞培養的疫苗技術，但當中極具挑戰性。
mRNA 疫苗的創新
在我們的細胞中， DNA 中的編碼遺傳訊息會先被轉移到信使 RNA (mRNA)，後者被用作蛋白質生產的「樣板」。在 1980 年代，學界已引入了無需細胞培養即可產生 mRNA 的有效方法，稱為體外轉錄。 這加速了分子生物學在多個領域應用的發展。 將 mRNA 技術用於疫苗和治療目的的想法也開始興起，但體外轉錄的 mRNA 被認為是不穩定且難以傳遞，需要開發複雜的載體脂質系統來封裝 mRNA 。 此外，體外產生的 mRNA 會引起身體發炎反應。
1990 年代初，當 Katalin Karikó 在賓州大學擔任助理教授時，雖然在說服研究資助者相信她的 mRNA 研究計劃重要性方面遇到困難，但她仍然堅持將之實現作為一種治療方法。當時剛為 Karikó 新同事的是 Drew Weissman ，他對白血球樹突細胞 (dendritic cell) 感興趣，該類細胞在免疫監視和活化疫苗誘導的免疫反應中具有重要功能。兩人很快就一拍即合，開始了重點研究不同 RNA 類型如何與免疫系統的互動。
他們後來發現，樹突細胞將體外轉錄的 mRNA 識別為外來物質，導致其活化並釋放發炎信號分子。 他們想知道為何體外轉錄的 mRNA 被認為是外來的，而來自哺乳動物細胞的 mRNA 卻沒有引起相同的反應。 Karikó 和 Weissman 意識到一些關鍵特性讓免疫系統區分到不同類型的 mRNA。
RNA 包含四個鹼基，縮寫為 A 、 U 、 G 和 C ，對應於 DNA 中的 A 、 T 、 G 和 C 。 Karikó 和 Weissman 知道，哺乳類細胞 RNA 中的鹼基經常被化學修飾，而體外轉錄的 mRNA 則不然。他們想知道體外轉錄的 RNA 中鹼基改變缺失，是否可以解釋這種不想要的發炎反應。
為了研究這一點，他們製造了不同的 mRNA 變體，每種變體的鹼基都有獨特化學變化，並將其傳遞給樹突細胞。結果令人震驚：當 mRNA 中包含鹼基修飾時，發炎反應幾乎被消除。這改變了我們對細胞如何識別和響應不同形式 mRNA 的理解。這些開創性的結果發表於 2005 年，即 COVID-19 大流行前 15 年。
在 2008 年和 2010 年發表的進一步研究中，Karikó 和 Weissman 表明，與未修飾的 mRNA 相比，鹼基修飾生成的 mRNA 的遞送，顯著增加了蛋白質產量。這種效應是由於調節蛋白質產生的酵素活性降低所致。透過發現鹼基修飾既能減少發炎反應又能增加蛋白質產量，Karikó 和 Weissman 消除了 mRNA 臨床應用道路上的關鍵障礙。
對 mRNA 技術的興趣
此時，多家生物科技公司對 mRNA 技術的興趣逐步增加。在 2010 年代起，多家公司開始致力以該技術開發針對寨卡病毒和中東呼吸道症候群冠狀病毒等的疫苗； 後者亦與引致 COVID-19 的病毒 SARS-CoV-2 密切相關。
COVID-19 疫情爆發後，兩種編碼 SARS-CoV-2 表面蛋白的鹼基修飾 mRNA 疫苗「極速」被開發應用，防護效果更高達九成以上。全球現時已接種超過 130 億劑 COVID-19 疫苗，這些疫苗挽救了數百萬人的生命，並預防了更多人染病後發展成重症，使社會可重啟恢復正常狀態。
mRNA 疫苗的開發快速且極具靈活性，為使用新平台開發針對其他傳染病的疫苗鋪平了道路。未來，該技術還可用於輸送治療性蛋白質並治療某些癌症類型。
