據新華社報道:2023年10月2日北京時間17點45分,2023年諾貝爾生理學或醫學獎由mRNA技術的兩位奠基人—卡塔林·卡里科(Katalin Karikó)和德魯·魏斯曼(Drew Weissman)獲得。諾貝爾獎頒獎詞介紹:兩名獲獎者的發現對于研發有效的mRNA xinguan疫苗至關重要,為疫苗的研發速度做出了貢獻。這兩位科學家自2021年起,陸續獲得包括拉斯克獎在內的5項“諾獎風向標"大獎。可以說,本次獲得諾貝爾獎是眾望所歸,祝賀兩位科學家!
獲獎科學家介紹:
卡塔林·卡里科(Katalin Karikó),匈牙利裔美國生物化學家,專攻RNA介導機制。她的研究促成了由體外轉錄mRNA產生蛋白質的療法。2006至2013年間,她聯合創立了RNARx公司并擔任執行官一職。自2013年起,她擔任BioNTech RNA制藥公司的高級副總裁,同時也是賓夕法尼亞大學的一名兼職教授。Karikó和合作者Weissman發現了一種修飾mRNA的方法,后來開發了一種將mRNA包裝在脂質納米顆粒中的遞送技術,這使得mRNA有可能到達機體的適當部位并觸發免疫反應以對抗疾病。
德魯·魏斯曼(Drew Weissman),美國生物科學家,賓夕法尼亞大學RNA創新研究所所長、賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院醫學教授。1959年出生于美國馬薩諸塞州列克星敦。1987年,他在波士頓大學獲得醫學博士學位。他在哈佛醫學院貝斯以色列女執事醫療中心接受臨床培訓,并在美國國立衛生研究院進行博士后研究。1997年,魏斯曼在賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院成立了他的研究小組。他因對RNA生物學的貢獻而聞名,他幫助研發了mRNA疫苗,其中最著名成就是BioNTech/輝瑞和Moderna生產的針對xinguan的mRNA疫苗。他與同事Karikó因疫苗貢獻斬獲眾多獎項,包括享有盛譽的拉斯克-德貝基臨床醫學研究獎。
基于mRNA技術的療法,是將體外合成的mRNA遞送到人體中的特定細胞,mRNA在細胞質中被翻譯成所需的蛋白質。兩位獲獎科學家主要通過mRNA修飾,對mRNA尿苷上的化學鍵進行重排,從而使人工合成的mRNA能夠安全地注射到人類細胞內,為xinguan疫苗研發做出了突出貢獻,在抗擊xinguan病毒中為人類爭取了寶貴時間。mRNA疫苗是一種革命性的疫苗技術,它的基本原理通常可根據不同疾病構建特異性抗原的mRNA序列,利用各類運送載體如新型脂質納米載體顆粒(LNP)包裹、保護mRNA序列不被降解,并幫助其運送至細胞內,再利用人體核糖體翻譯機制翻譯mRNA序列產生相應疾病抗原,抗原分泌后被機體免疫系統識別產生特異性免疫反應,從而達到預防疾病作用。
圖4 mRNA疫苗作用流程
mRNA技術從誕生至今,已經走過了63個年頭,背后有著長達數十年的技術積累,如今mRNA技術有諾獎加冕,由此該項技術也迎來全新篇章!
1)1961年:人類發現了mRNA,但由于mRNA本身非常脆弱,因此其在很長一段時間中都被業界視為是一種“邊緣技術";
2)1978年:科學家利用脂質體成功將mRNA遞送到細胞中,mRNA技術終于迎來了實質性的進步;
3)1990年:一批mRNA實驗性疫苗開始在動物身上進行嘗試,用于流感預防,糖尿病和癌癥治療等;
4)2020年:世界上mRNA疫苗獲準上市,短短三年時間使用量超過30億劑次,在新冠疫情中挽救了無數生命,mRNA技術也因為新冠疫情一戰成名,mRNA技術在各種研究領域迅速崛起,mRNA技術逐漸擴大商業版圖;
5)2023年:mRNA技術獲得2023年諾貝爾生理學(醫學)獎,這一重大事件必定會讓后疫情時代暫時伏蟄的mRNA技術再一次崛起。
mRNA技術相比于基于DNA或病毒載體等其他技術,具有許多優點:
1)mRNA技術具有高效性,mRNA一旦到達了細胞就會立即進行翻譯發揮作用,并且免疫效果較強而持久,而傳統疫苗需要額外的佐劑才能達到相似的效果;
2)mRNA疫苗生產過程可標準化,這在開發其他類似的mRNA疫苗時可降低研發成本;
3)mRNA技術生產周期更短,從某種意義上來說,根據實驗室中的DNA模板就可以體外轉錄獲得mRNA,相關疫苗的制作也只需要一周時間,這大大加快了研發速度;
4)mRNA技術具有一定的安全性,生產mRNA疫苗時不需要培養病毒,而且它發揮作用時不會進入細胞核,也不會有引起基因突變的風險。
圖5 mRNA不整合到細胞核中,生物安全性高
基于mRNA技術的眾多優勢,mRNA技術的應用領域相應也是相當廣泛的,例如xinguan病毒等傳染病預防及治療疫苗、抗腫瘤mRNA藥物、mRNA抗體替代療法、基因編輯藥物、細胞治療藥物等研發。東亞前海證券研究報道指出從目前應用mRNA技術的各個商業管線來看,mRNA技術主要集中在預防性疫苗、治療性疫苗以及治療藥物等三大領域。此外,以莫德納(Mordona)為代表的公司還在推動mRNA技術在遺傳性罕見病的治療上。中信證券研報預測,非新冠mRNA市場規模有望在2025年達到281億美元,因此mRNA產業鏈市場前景廣闊。
圖6 mRNA技術應用領域
經過幾十年的上下求索,mRNA技術終于迎來全新篇章。從xinguan疫苗起步,到癌癥治療,未來mRNA技術可能還會逐步涉足更多疾病領域。疫苗獲批得益于新冠疫情大背景下的緊急使用授權,個性化癌癥疫苗在更大規模臨床中交出的答卷目前還差強人意,可以說現階段mRNA技術還有很長的路要走。愛必信生物一直深耕于mRNA技術研究,也將持續與各位科研工作者一起努力,推動mRNA技術的發展。
愛必信開發有相應mRNA合成研究平臺,可提供mRNA體外合成所需要的帽類似物、各類修飾堿基、酶原料產品。同時擁有種類繁多的成品的線性、環狀工具mRNA可供大家選擇。此外本公司還提供線性、環狀mRNA特殊定制合成服務,以期能夠幫助大家解決mRNA技術研究中的難題。
圖7 愛必信mRNA技術平臺
愛必信(absin)可以提供優質的mRNA合成產品和服務
工具mRNA:
貨號 | 名稱 | 規格 | 貨期 |
abs60174 | Cas9 mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60176 | EGFP mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60178 | Fluc mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60180 | mcherry mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60191 | Cre mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60194 | EPO mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60312 | OVA mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60332 | Endless eGFP mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60333 | Endless Fluc mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60334 | Endless mcherry mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60335 | Endless Cas9 mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
abs60336 | Endless EPO mRNA | 100ug | 新鮮現貨 |
線性mRNA定制流程:
線性mRNA定制化合成/定制化服務 服務參數: 1、min合成量:200ug/條 2、加帽方式:化學共轉錄法;推薦帽結構:Abs Cap AG 3、標準修飾堿基:N1-methyl-Pseudouridine-5'-Triphosphate 4、標準定制UTR:Abs-CBT 5、序列設計:1條(定制化合成);不少于3條(定制化服務) 6、標準質控:RNA完整性檢測,RNA純度膠圖 7、可選實驗:LNP包裹(請詢價) 8、合成周期:2-4周(定制化合成);4-8周(定制化服務) 9、可選實驗:細胞驗證、LNP包裹 |
環狀mRNA定制流程:
環狀mRNA定制化合成/定制化服務 服務參數: 1、min合成量:200ug/條 4、標準交付:1.0 ug/ul 5、標準質控:濃度;純度膠圖 6、合成周期:4-8周(定制化合成);6-8周(定制化服務) 7、可選實驗:細胞驗證實驗、LNP包裹 |
參考文獻
[1] Karikó K, Buckstein M, Ni H, Weissman D. Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity. 2005 Aug;23(2):165-75. doi: 10.1016/j.immuni.2005.06.008. PMID: 16111635.
[2]Dolgin E. The tangled history of mRNA vaccines. Nature. 2021 Sep;597(7876):318-324. doi: 10.1038/d41586-021-02483-w. PMID: 34522017.
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