祝科学家们好运! mRNA疫苗背后的女科学家卡塔琳: 默默无闻到一鸣惊人
赴美追求科研梦想,却接连碰壁
1955年,卡塔琳•考里科出生于匈牙利东部的一个小县城里,家中没有电视也没冰箱,甚至没有接通自来水。她的父亲是屠夫,母亲是会计,但她从小就在生物学科中展现出过人的天赋。中学八年级时,卡塔琳在匈牙利全国生物竞赛中赢得第三名。
1978年,卡塔琳获得塞格德大学(匈牙利著名大学)博士学位,于匈牙利生物研究中心研究RNA在疾病中的应用。1985年,实验室失去资金来源,为继续追求科研梦想,她带着丈夫和年仅两岁的女儿,千里迢迢奔赴美国。
刚到美国那几年,是一段奔波劳顿、异常艰辛的时光。她先以博士后身份就职于费城天普大学,三年后(1988年)又进入健康科学统一服务大学工作。在此期间,卡塔琳参与了用双链RNA(dsRNA)治疗艾滋、血液病及慢性疲劳综合征患者的临床试验,这在当时被认为是一种开创性疗法。
1989年,卡塔琳以助教的身份来到宾夕法尼亚大学,这只是一份临时工。他们尝试将mRNA注入体外细胞以生产目标蛋白,成功证明mRNA具有让任何细胞生产任何蛋白质的潜能。卡塔琳为此兴奋不已,她回忆这段时光时感慨道:“当时我觉得自己像是上帝。”但仅仅一年以后失去资金来源。
1990年,她为mRNA基因治疗申请科研经费,不幸被拒。此后几年卡塔琳收到了接二连三的拒信,当时认为mRNA治病不现实,谁都不愿冒险投资。
1995年堪称最黑暗的一年,宾夕法尼亚大学对卡塔琳减薪降职,当时卡塔琳尚未拿到绿卡,丈夫也因签证问题被困匈牙利,雪上加霜,她还患上了癌症。
1997年她等来了为科研生涯带来巨大转机的合作搭档——免疫学教授德鲁•魏斯曼。
找到搭档,卡塔琳迎来转机
这次命运般的相遇,发生在医学院的一台公用复印机前。卡塔琳与刚加入医学院的新教员魏斯曼碰巧遇上,在等候复印的过程中,他们简单的交谈。没有资金来源的卡塔琳,急需找到实验室。
卡塔琳介绍自己:“我是RNA科学家,我可以用mRNA生产任何东西。”魏斯曼说他想要研发一款HIV病毒疫苗,卡塔琳立刻夸下海口:“对,我可以做到。”于是卡塔琳加入了魏斯曼实验室,研究方向也从mRNA基因治疗转向mRNA疫苗研发。
疫苗的研发之路并不平坦。
他们发现问题的关键,突破性的发现,拓宽了mRNA在医学中的应用前景。
两人为此提交了许多科研基金申请,都遭拒,没人感兴趣。
论文投递至《自然》Nature杂志,24小时内就收到拒信。文章发表在《免疫》Immunity期刊上,并没有太多关注。
没有气馁,他们将精确调整后的mRNA分子注射入患者体内,便能将任何人体细胞转化为药物工厂。mRNA还可用于制造疫苗。医生们不再需要将灭活病毒注入人体,而只需注入mRNA。
“我们联系了制药公司和风险投资人,可无人在意。”
“我们努力发声,但没人愿意听。”
最终,有两所科技公司注意到了他们,一个是莫德纳公司Moderna,另一个是拜恩泰科公司BioNTech。辉瑞公司Pfizer与BioNTech合作,共同资助实验室。2013年,卡塔琳以副总裁的身份加入BioNTech的RNA部门,2019年晋升为高级副总裁。
mRNA曾无人问津,抗击COVID-19立下大功
在制药公司巨头们的支持下,针对病毒的mRNA疫苗研发工作在逐步展开,直到2020年,SARS-CoV-2横空出世,无数制药公司都在新冠疫苗的赛道上摩拳擦掌。中国科学家向全世界公开了新型冠状病毒的基因序列,仅仅数小时之内,BioNTech便设计好mRNA疫苗序列。两天以后,Moderna也迅速设计好了自己的mRNA疫苗。
传统的灭活病毒疫苗研发周期长,且难以在短时间内大规模生产,无法满足全球性疫苗需求。mRNA疫苗只需在电脑上设计好核酸序列,便可投入生产。研发周期短,对生产工艺要求不高,能迅速大规模生产。mRNA疫苗的美好前景就在眼前,所有人都在屏息以待。
2020年11月8日,首批临床实验数据出炉,宣告mRNA疫苗能预防新冠病毒感染。为庆祝这一历史性时刻,收到消息后,卡塔琳激动地独自吃完了一整盒巧克力花生。
当年12月18日,宾夕法尼亚大学的疫苗接种点,卡塔琳和魏斯曼接种了他们参与研发的mRNA疫苗。一位行政管理员告诉在场的医护人员,没有这两位科学家的研究,就不会有mRNA疫苗的诞生。全场掌声雷动,卡塔琳激动地流下泪来。没有什么比看到自己的研究给人们带来了切实帮助,要更让她自豪。
随着mRNA疫苗的数据越来越好,mRNA技术赢得了全世界的关注。
mRNA与潜力巨大的肿瘤疫苗
除针对病毒的疫苗外,还有一种mRNA疫苗方兴未艾——mRNA肿瘤疫苗。与普通的预防性疫苗不同,mRNA肿瘤疫苗是对癌症患者的干预和治疗,目的是激活患者免疫系统以攻击肿瘤细胞。
mRNA疫苗不仅可以促使机体产生抗体以抵御外来病原体,还能激发强烈的细胞毒性T细胞反应杀伤肿瘤细胞。肿瘤细胞表面会产生新的蛋白质,它们被称为肿瘤新抗原,是mRNA肿瘤疫苗的目标蛋白。
mRNA肿瘤疫苗进入机体细胞后,整体机制与CAR T疗法相似,但操作更简捷、成本更低。这类疫苗的最大挑战在于个体化,无法像普通疫苗一样生产出普适、通用的版本,因此只需设计核酸序列的mRNA疫苗便是最佳选择。
mRNA肿瘤疫苗具有广阔的应用前景,多项相关临床试验也在进行中,截至目前,只有少数几项试验中报告了明显疗效,且尚未有mRNA肿瘤疫苗公布二期临床试验结果。
在肿瘤疫苗的研发上,还有很长的路要走。 “多项针对癌症和传染病的mRNA疫苗临床试验正在展开,这些试验将让我们掌握更多有关mRNA疫苗应用范围的信息。我相信未来几年会是非常激动人心的。”
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