诺贝尔奖是科学界最重要的奖项，一直受到人们的广泛关注。在对杰出科学家的贡献予以肯定的同时，诺贝尔委员会也疏漏了部分杰出学者，比如2018年在肿瘤免疫领域作出重要贡献的华人学者陈列平。因此，不同科学家的贡献是非常重要的。

一年一度的诺贝尔奖周，都能给评委会评审团提供有价值的资料，这有助于他们最终能够客观地评价得奖者。

mRNA疫苗巨大潜力的背后，是几百位研究者30多年的工作成果。虽然mRNA技术今年能否获奖还不确定，但是关于mRNA先驱的讨论已经非常广泛了。

创新科技的背后，有利益的争夺，还有好奇与坚持，这是一个漫长的过程。就像图森市亚利桑那大学发展生物学家Paul Krieg所说的：“你永远不知道什么会有用处”。

据国外媒体报道，考里科卡塔林(Karikó Katalin)和德鲁魏斯曼Drew Weissman (Drew Weissman)的呼声最高。他们已经获得过多项奖项，包括一项突破奖以及西班牙著名的“阿斯图里亚斯公主奖”。

Nature曾发表过一篇长文《The tangled history of mRNA vaccines》，回顾了 mRNA技术的发展历程，从发现mRNA，到人工合成mRNA，到如何修饰mRNA降低免疫反应，再到mRNA递送系统的开发，都有涉及。作者埃利多金(ElieDolgin)回顾了mRNA技术的发展历程，并对众多科学家进行了访谈。

卡塔林说：“每个人都在逐步增加一些东西，包括我。”

因此，这些引起广泛关注的科学家到底有什么开创性的工作？

Paul Krieg和 Douglas Melton：活性mRNA的人工合成

在1978年，科学家们就已经在用脂质体把mRNA转送到老鼠体内，以诱导蛋白质表达。但是那时实验室里不能合成DNA, RNA，大多数科学家用兔血，培养小鼠细胞或其他动物来源的mRNA。

图 | Paul Krieg（左）和 Douglas Melton（右）

1984年，情况发生了变化。学者Paul Krieg和发展生物学家Douglas Melton、分子生物学家Tom Maniatis和Michael Green等人利用 RNA合成酶和其它材料，人工合成了具有活性的mRNA，直到今天，这种方法仍在使用。

在1987年，Melton认为，人工合成的mRNA可用来生产促进或抑制蛋白质的表达，并以此创立公司，该公司被命名为 Oligogen (后来改名为Gilead Sciences)，他们通过使用人工合成的mRNA抑制基因表达来治疗眼疾。它们从未想过用mRNA来制造疫苗。

Robert Malone：从先驱到反mRNA疫苗工作者

1987年底，Robert Malone进行了一项具有里程碑意义的试验。它混合了信使RNA链和脂肪滴，这样人类细胞就能吸收mRNA并生成蛋白质。

Robert意识到，如果细胞能够从传递给他们的mRNA中产生蛋白质，那么就有可能把RNA看作一种药物。后来，Robert证实了青蛙胚胎可以吸收mRNA，这也是第一次有人用脂肪滴来减缓mRNA进入生物体的过程，成为历史重要的一笔。

研究者们逐渐意识到， mRNA不太稳定，并且价格非常昂贵，不能作为药物或疫苗使用。经过Chriger和Melton的人工合成mRNA后， Robert在这个基础上加入了一种新的带正电荷的脂质体，加强了该物质与mRNA带负电荷的骨架结合的能力。这些脂质体由加州大学疫苗研发中心负责人Philip Felgner开发。

图 | Robert Malone

根据《自然》的这篇文章介绍，可能是看到了Krieg和Melton的成果，此时Malone如梦初醒，利用二人组的方法也人工合成了mRNA，并与合作者Philip Felgner开发出的脂质体，将人工合成的mRNA递送到人体以及青蛙细胞中进行蛋白表达。

但是Robert的学术道路并不平坦。由于与Salk基因治疗研究人员 Inder Verma和导师发生了冲突，他在1989年离开实验室，成为在圣地亚哥创立的Vical公司的雇员，继续从事mRNA技术的研究。

1989年，Vical和Salk开始申请相关的专利，但不久Salk就放弃了对专利的主张。隔年，他加入Vical顾问委员会。虽然Robert被列为众多发明人之一，但是他却不能从随后的许可交易中获利。同一年， Robert负气离开了Vical，理由是他对“科学判断”和“我对知识的贡献”有不同看法。

Robert离开了Vical，试图继续mRNA相关的研究，但是现在已经很难得到资助。2001年，Robert开始从事商业和咨询方面的工作，但是前几个月他就开始攻击mRNA疫苗的安全性，成为一名反mRNA疫苗工作者。

值得注意的是，Malone并没有获得博士学位，他的导师是一位美籍印度裔分子生物学家、癌症学家Inder Verma。2018年因性骚扰被 Salk研究所开除。

然而，Robert的研究很有参考价值，如今的mRNA技术非常有创新性，但是这些创新都是在Robert实验室工作多年之后发明的，包括化学修饰的RNA、不同类型的脂肪滴，以及把它们递送到人体细胞。

mRNA技术在肿瘤领域试水

事实上，早在1990年代早期，Vical就与Merck合作，利用mRNA技术生产流感疫苗，但由于成本和可行性而放弃了这种方法。

从那以后，肿瘤领域也开始热炒mRNA技术，率先尝试的是David Curiel等人，他们研究了mRNA是否能用来对抗肿瘤，主要基于以下理论：如果肿瘤细胞能够通过mRNA表达蛋白质，则可以注射此类 mRNA，训练免疫系统识别它们，然后杀死肿瘤细胞。这一方法在老鼠身上取得了初步效果，后来Curiel考虑是否能将其商业化，得到的反馈是：“我们看不出有任何商业潜力。”

随后，来自杜克大学医学院的Eli Gilboa对这种方法进行了改进，他们先从血液中提取免疫细胞，然后注入合成的mRNA使其表达肿瘤蛋白，然后再将其植入体内，训练免疫系统能够很好地识别肿瘤。

虽然Curiel等人后来将这种方法用于临床，但最终以失败而告终。

尽管如此，Curiel的努力还是值得的，它间接促成了两家mRNA领域的巨头CureVac和BioNTech公司的诞生，这两家公司在推动 mRNA技术应用方面发挥了重要作用。

Katalin Karikó和Drew Weissman：降低mRNA免疫应答

在整个90年代，Karikó Katalin一直在实验室辛勤工作，目的是将 mRNA转化为药物平台，但是相关机构一直拒绝接受它的申请，在1995年，由于卡里科无法通过mRNA研究项目申请资金，宾西法尼亚大学医学院给了她两个选择：离开，或降薪，她选择了后者。在这之后，Karico采用了Malone的方法，首先将mRNA导入到细胞中，使其产生蛋白质，只是这些蛋白质分子量大，结构复杂，自然就没有多少应用潜力。

1997年，走投无路的卡里科偶然遇见了德鲁韦斯曼，当时魏斯曼刚刚建立实验室，两人准备合作，用mRNA技术生产HIV疫苗。两人计划合作开发一种基于mRNA的HIV/AIDS疫苗，但将mRNA注入老鼠体内后会引起大规模的炎症反应。

很快，原因找到了：合成的mRNA能激活一系列称为Toll样受体的免疫传感器，它是病原体的危险信号的第一反应。因此，通过对尿苷酸 mRNA的修饰，即用尿苷酸来代替尿苷酸，较好地解决了mRNA引起的免疫反应问题，相关研究于2005年发表在Immunity杂志上。

图 | Karikó Katalin

2007年，两人成立了一家名为RNARx的mRNA创业公司，并获得了100万美元的资金来开发基于RNA修饰技术的药物。然而，当资金耗尽时，研究却没有取得多大进展。更为严重的是，卡里科、魏斯曼和宾夕法尼亚大学对这项技术的知识产权问题产生了分歧，最后宾夕法尼亚大学将专利权转让给了麦迪逊一家小型实验室试剂供应商 Cellscript, RNARx的商业化之路也就此结束。

图 | Drew Weissman

有了这些结果，一些mRNA专家现在认为假尿苷是这一技术的一个重要组成部分，所以卡里科和魏斯曼的发现是对这一技术的重要贡献者。

最新颁发的拉斯克奖也是二位获得了这个奖项：mRNA疫苗的两位先驱获奖，也就基本锁定了诺贝尔生理与医学奖。

Derrick Rossi联合创立了Moderna公司，洞悉mRNA价值

2005年， Derrick Rossi还在斯坦福大学读博士后，他当时是一位干细胞学者，在看到了这项技术的应用价值后，希望通过mRNA技术让成熟的细胞重编程，他也没有想过这种技术在疫苗制备方面的价值。

在2010年， Derrick Rossi领导的一个小组开发了RNA诱导的多功能干细胞技术，这个发现引起了轰动。Rossi被《时代》杂志评为2010年度最重要人物之一。

Flagship Pioneering创始人Noubar Afeyan

在了解mRNA技术的价值后，Rossi与资深学者Robert Langer和 Flagship Pioneering的创始人Noubar Afeyan交流，真正地意识到了mRNA技术在医药领域的价值。

从那时起， Rose和这些资深学者共同创立了Moderna公司，并在推动mRNA技术应用方面发挥了独特价值。虽然行业内还在讨论卡里科和魏斯曼的发现是否对mRNA疫苗的成功起到关键作用，但是Moderna和BioNTech一直在使用被修饰过的mRNA。

Moderna在新冠疫情早期就抓住了这一“风口”，率先开发mRNA新冠疫苗，这使得该公司市值一度接近2000亿美元。

CureVac曾经使用自己的技术来降低疫苗中的鸟苷含量。虽然该公司在狂犬病和COVID-19上的早期试验取得了成功，但六个月的试验数据显示CureVac冠状病毒疫苗的保护效果远不如Moderna或BioNTech。

PieterCullis：解决 mRNA传输问题

递送是另一项对 mRNA 技术至关重要的创新，而 mRNA 疫苗正是依靠了脂质纳米颗粒。

这一技术是由加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学的生物化学家Pieter Cullis和他的研究小组研发的。从90年代末开始，他们率先使用LNP传递沉默基因活动的核酸链，后来又发明了一种名为patisiran的药物，现已被批准用于治疗家族性淀粉样多发性神经病变。

图 | Pieter Cullis

随着基因沉默治疗在临床试验中显示出应用前景， Kaliss创立的两家公司开始转向探索基于mRNA的药物中使用LNP传递系统的机会。

由CEO Thomas Madden领导的 Acuitas Therapeutics与魏斯曼在宾夕法尼亚大学的研究小组和一些mRNA公司合作，对不同的mRNA-LNP制剂进行测试。目前BioNech、CureVac、Moderna的COVID-19疫苗的mRNA-LNP都来自于此。

纳米粒由四种脂肪分子混合物组成，其中三种有助于结构和稳定性，第四种叫做可电离脂质，是LNP成功的关键。该物质在实验室条件下带正电荷，与80年代后期Fergena开发和罗伯特测试的脂质体具有相似的优势。

但Kalis和他的商业伙伴提出的可电离脂质在生理条件下（例如血液中的条件）转化为中性电荷，从而降低了对人体的毒性，而且这种可电离的脂质可以使mRNA保存更长时间并保持其稳定性。

2000年左右，科学家们发明了一种新的方法来混合并制造这些纳米粒子。该项目包括使用“T-connector”设备，该设备将脂肪(溶解在酒精中)和核酸(溶解在酸性缓冲液中)结合，当两种溶液的流合并时，组分自发形成密集的LNP。事实证明，这是一种更可靠的技术。

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