【遗传】生产新冠肺炎疫苗,中国美国哪家强?


2020年3月16日 , 美国生物技术公司Moderna宣布获得美国FDA批准 , 正式开始新冠肺炎病毒的疫苗的临床试验 , 首名志愿者已经在西雅图接受了第一剂注射 。
就在第二天 , 中国军事科学院也宣布 , 他们与康希诺生物股份公司联合开发的新冠病毒疫苗获得国家批准 , 开始计划疫苗的临床试验 。
不能不说 , 这个研发速度给人留下了深刻的印象 , 因为从中国发现病毒 , 学者们进行分离测序公布病毒基因图谱 , 到第一名志愿者接受注射 , 只过了短短的两个月时间 。 这在以前是无法想象的 。
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在西雅图接受Moderna新冠疫苗注射的首名志愿者|www.washingtonpost.com
为什么这样说呢?因为传统的疫苗起效的机制是让人类的身体产生抗体 , 比如减活和灭活疫苗 , 就是给人体注射降低了致病性和毒性的病毒 , 或者已经死亡的病毒或者细菌 , 刺激人体产生免疫力 。 所以制造疫苗的第一步 , 就是要分离致病病毒 , 然后在实验室培育病毒 , 再想办法减活或者灭活病毒而不失去刺激免疫系统的疫苗作用 。 同时 , 研发团队还要做细胞与动物试验 , 耗时耗力 , 往往需要几年甚至几十年的时间 。 所以从常理来说 , 本次新冠疫苗在两个月后就进行临床试验 , 实在是快得匪夷所思 。
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Moderna公司实验室 | www.modernatx.com
疫苗中的“惊奇队长”
根据Moderna公布的临床实验资料 , 这次试验的是一种全新的mRNA疫苗 , 疫苗命名为mRNA-1273 , 并非传统的疫苗的任何一种 , 给人一种“黑科技技术点”加满 , 能对新冠病毒实行降维打击的感觉 。
那什么是mRNA疫苗呢?大家知道 , 生物的遗传密码储存在细胞核内的DNA中 。 DNA的遗传密码掌控了一切生物活动 , 指导生物体内的细胞合成何种蛋白质 , 以保证和维持生理活动的正常运行 。 但DNA只有四个基本编码 , CGAT , 而且DNA存在于细胞核中 , 细胞核并不能合成蛋白质 。
要将DNA的密码翻译出来合成蛋白质 , 就需要RNA 。 RNA将DNA的编码抄写下来(转录) , 然后从细胞核出来 , 进入细胞浆 。 细胞浆内的细胞器按照RNA的编码指示 , 将这4个基本编码翻译并且合成氨基酸 。 不同的氨基酸排列组合就形成不同的蛋白质 。
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转录DNA编码的RNA协助合成氨基酸 , 进而组成蛋白质 | www.news-medical.net
简单地打个比方 , 如果把疫苗比做一枚对付病毒的导弹 , DNA就是建造导弹的设计原始蓝图 , RNA就是让工程师能看懂能指导工厂如何制造导弹的实际图纸 , 氨基酸就是一个个的零部件 , 蛋白质则是完成后的导弹 。
以前的蛋白疫苗合成 , 需要提取病毒 , 测出病毒的遗传编码 , 在实验室根据遗传编码合成病毒致病的蛋白质 。 这些蛋白质疫苗进入人体细胞后 , 在细胞内激活免疫反应 , 形成抗体 。 说白了就是在工厂按照图纸造好了导弹再投入实战 。 耗时很长 。 那mRNA疫苗就是撇开了工厂生产这一大步 , 直接将设计图纸投入战场使用 。 这种全新的疫苗 , 具有以下几个优势:
1.研发快
正所谓“天下武功 , 唯快不破” 。 因为不需要体外合成蛋白质 , 所以可以直接将病毒致病的mRNA片段通过生物学手段投入到人体细胞内 。 人体细胞根据病毒的RNA编码 ,直接合成病毒的蛋白质 , 直接形成免疫反应 , 合成抗体 。
流程的缩短 , 不仅仅缩短了时间 , 也省掉了体外合成蛋白质过程中 , 还要进行测试调控修正的步骤 。 只需要病毒的遗传编码 , 就可以短时间内设计出mRNA疫苗 。 这也是为何此次Moderna可以如此快速进行临床试验的根本原因 。 这相当于直接将设计图纸丢进细胞内 , 让细胞自己按照图纸合成武器 , 对抗病毒 , 而不需要去体外的工厂慢慢造出武器再投入战场 , 节约了宝贵的时间——1月7日拿到中国学者公布的遗传信息 , 1月13日他们就设计了第一方案的mRNA序列基因编码 , 2月24日就已经将合成的疫苗运送到了测试中心 。