在新冠疫苗的研發賽道上,mRNA(信使核糖核酸)技術“壹戰成名”。
前段時間,與匈牙利駐華科技官員聊起匈牙利科技創新,對方說,這名匈牙利籍女科學家,正是距離諾貝爾獎最近的時候。
《華爾街日報》援引美國範德堡大學傳染病學專家威廉·沙夫納(William Schaffner)發言稱:“這就是21世紀的科學。”他表示,兩款mRNA新冠疫苗在預防新冠感染方面,皆報告有效率達90%以上,其影響已遠遠超越疫情本身。
卡特琳·卡裏科(Katalin Karikó)被視為mRNA技術的奠基人之壹。她現任德國BioNTech公司高級副總裁,參與設計該司多款mRNA候選新冠疫苗。其中之壹,就是有效率達95%的BNT162b2疫苗。
英國《衛報》、美國醫學新聞網站STAT等形容她的成就稱:“或可摘得諾貝爾獎。”
但今年65歲的卡裏科告訴路透社,自己和mRNA技術死磕近40年,曾是老同事眼中的笑話。“他們最後壹次嘲笑我,是7年前,他們得知我要加入BioNTech,壹個找不到官網的公司。但現在,他們都知道BioNTech了。”
屢次求職、被降職,mRNA技術研究遇冷
1955年10月17日,卡裏科出生於匈牙利壹個小鎮,索爾諾克。博士畢業後,她供職於匈牙利塞格德大學生物研究中心。
上世紀80年代初,卡裏科在匈牙利科學院下屬生物研究中心進行博士後研究。期間,她參與了壹項臨床試驗,對壹些艾滋病、血液病和慢性疲勞患者進行雙鏈RNA(dsRNA)治療,並查閱大量關於mRNA的資料。
早在1961年,科學界發現,在DNA和蛋白質之間有個“中間人”,負責傳遞信息。科學界命名為mRNA。理論上,若能操控、制造mRNA,就能命令細胞、只生產特定蛋白質。壹時間,mRNA的結構、功能和代謝成為研究熱點。
當時的匈牙利經濟發展水平遠遠落後於西歐,在科學研究方面看重“投入產出比”。30歲那年,遲遲沒有成果的卡裏科,被塞格德大學解雇。
再求職的卡裏科原想在歐洲,找個離家近的工作。但未如願。最終,位於美國賓夕法尼亞州的天普大學向她伸出橄欖枝。
臨行前,卡裏科賣掉家裏唯壹值錢的東西,壹輛汽車。她把賣車得來的900英鎊,縫進女兒的泰迪熊裏。1985年的壹天,她和丈夫、兩歲多的女兒,來到美國。
1980年,卡裏科在匈牙利科學院下屬生物研究中心的RNA實驗室,進行博士後研究。/Katalin Karikó
這壹段工作持續4年,團隊因經費短缺被解散。隨後,卡裏科以全職教授身份,加入賓夕法尼亞大學醫學院。入職後,她申請的第壹批經費,是為開展“基於mRNA基因療法的相關研究”。從這時開始,mRNA成為她的“首要關註點”。
接下來近10年,是卡裏科職業生涯的至暗時刻。
1990年,美國威斯康辛大學首次證實,給實驗鼠直接註射體外轉錄的mRNA,能使其產生特定蛋白質。這揭示了mRNA技術用於疫苗研究的可能性。2年後,又有研究者將編碼激素的mRNA,直接註射至小鼠大腦中,發現有緩解尿崩癥的作用。這說明mRNA具備成為治療性藥物的潛力。
但這些沒有開啟壹片繁榮。後續大量研究都撲街了。“原因眾所周知。mRNA非常不穩定,在到達靶細胞前,就會被機體防禦系統破壞。更嚴重的是,機體會本能視mRNA為入侵者,誘發嚴重的免疫反應,甚至導致死亡。”卡裏科對STAT回憶,她堅信,自己能解決這個技術障礙,將mRNA技術用於治療囊性纖維化和中風等。
“只要有錢。”卡裏科為了夢想,到處申請經費,包括政府撥款、企業支持,甚至是找同事“援助”。“我每晚都在工作,寄出壹封又壹封申請信。”卡裏科告訴STAT,“回復就是不、不、不。”
卡特琳·卡裏科近影。/STAT
可用性差、安全性低、進展緩慢,mRNA技術逐漸趨冷,變成“科學上的壹潭死水”。1995年,因為拿不到經費,沒有項目或成果,卡裏特在賓夕法尼亞大學的教職,被降至最低級別。
“換個人,這種時候都會想辭職,或者換個研究方向。這太可怕了。”卡裏科回憶,同壹年,她被診斷“疑似患癌”,丈夫簽證被拒、滯留匈牙利,“我花了那麽多時間做的研究,卻沒有結果。我想去其他地方,做其他事情。我覺得,也許自己不夠出色、聰明。”
“目標明確、充滿鬥誌是我們家的傳統。被打倒時,我知道如何振作起來。只有真正熱愛學術研究的人,才能堅持下來。”她告訴《每日電訊報》。
第壹筆經費
1998年,卡裏科終於熬出頭,拿到第壹筆資助經費,10萬美元。她還遇到研究路上的“貴人”、免疫學家德魯·維斯曼(Drew Weissman)。
兩人第壹次聊天,是在壹臺復印機旁邊。維斯曼剛從美國國家衛生研究院,跳槽到賓夕法尼亞大學。卡裏科說,自己能造出任何mRNA,而且會非常穩定。
兩人成為合作夥伴。2005年,兩人聯名發表論文,稱找到mRNA的“致命弱點”。“mRNA能引起免疫反應,關鍵在於壹種叫做尿嘧啶的核甘酸。如果能修改其核甘部分,創造壹個假尿嘧啶、代替原來成分,就能大大降低樹突狀細胞識別出該mRNA的可能性,從而躲避免疫應答。”STAT引用該文寫道。
“我們的發現,相當於給mRNA研究打了壹劑強心針。”維斯曼說。
難點被攻克後,mRNA技術走上快速發展的道路。越來越多的人對它產生興趣。其中包括美國波士頓兒童醫院生物學家德裏克·羅西(Derrick Rossi)。STAT引述其發言稱:“看到卡特琳·卡裏科等人的論文,認為其發現極具開創性。”“如果有壹天,我要給諾貝爾化學獎投票,我會選卡特琳·卡裏科和德魯·維斯曼。”
2010年,羅西和幾名科學家開創莫德納公司。他稱,Moderna是Modified RNA的縮寫,即修飾RNA。
卡裏科和維斯曼也進行了商業化探索。2006年,兩人成立公司RNARx,以RNA修飾技術為基礎開發藥物,並獲得美國政府100萬美元(也有說90萬美元)的小企業資助。資金快用完時,研究仍沒有顯著進展。此時,賓夕法尼亞大學和兩位科學家就該技術的知識產權產生分歧。最終,賓夕法尼亞大學將專利權賣給另壹家公司。RNARx公司的商業化之路斷了。
2012年,攝於賓夕法尼亞大學醫學院實驗室內。/Katalin Karikó
還有壹對德國夫妻科學家看到該技術的巨大潛力。他們組建免疫療法公司BioNTech,致力於開發基於mRNA技術的癌癥疫苗。2013年,BioNTech聘請卡裏科擔任高級副總裁。此後8年中,BioNTech公司發表mRNA相關論文150篇。
STAT評論,mRNA原只是“小眾技術”,其影響力能破圈,皆是因為新冠肺炎全球大流行。
新冠“助力”mRNA技術破圈
1月10日,在中國新冠疫情暴發之初,中國科學家第壹時間在網上發布新冠病毒基因序列,與全球共享。包括BioNTech、莫德納在內的公司開始工作,試圖用mRNA技術,快速制造出新冠肺炎疫苗。
英國《衛報》稱,2020年11月是卡裏科的“高光時刻”。當地時間11月16日,莫德納公司宣布,其研發mRNA新冠疫苗有效率為94.5%。2天後,BioNTech和美國輝瑞制藥官宣,其研發的mRNA新冠疫苗有效率為95%。而截至11月中旬,有卡裏科署名的論文被引用近1.2萬次。
卡裏科告訴《衛報》,自己從沒懷疑過mRNA技術。“我從動物研究中看到數據。我壹直祈禱,自己能足夠長壽。這樣就能看到自己所做的工作得到認可。”
《華爾街日報》稱,mRNA技術有望在將來,為癌癥、心臟病和其他傳染病,提供新的治療方法。
而卡裏科已經有了新的奮鬥目標。比如,可以研發出大皰性表皮松解癥療法。這是壹種遺傳性皮膚病。患者皮膚非常脆弱,稍微碰觸或摩擦,甚至沒有任何接觸,都可能受傷,形成水皰。因為皮膚如蝴蝶翅膀般脆弱,患者又被稱“蝴蝶寶寶”。
卡裏科甚至已經在規劃,要制造出能存儲於家用冰箱,在患有大皰性表皮松解癥的孩子皮膚脫落時即可使用的mRNA藥物。
回憶自己35年前離開匈牙利的決定,卡裏科感覺慶幸。“如果還呆在那,現在就是壹個不停抱怨的平庸科學家。”她強調,自己的成功“特別依賴失敗”,因為她所研究的是未知領域,遭遇過無數障礙。