诺贝尔奖委员会将2023年诺贝尔生理学或医学奖授予美国科学家卡塔林·卡利科（Katalin Karikó）和德鲁·魏斯曼（Drew Weissman），以表彰他们在mRNA疫苗技术研发方面所做的开创性工作。

SARS-CoV-2疫苗帮助遏止了大流行的蔓延，仅在使用的第一年就拯救了1440万至1980万人的生命，在这之中，mRNA疫苗发挥了重要作用。

几十年间，世界各地的科学家一直致力于研究 mRNA（信使 RNA）在医学中的应用。

mRNA在天然细胞中作为生产蛋白质的指令而存在，研究人员的目标则是开发工具，在实验室中创造新的 mRNA 序列，例如编码病毒蛋白质的序列，然后将这些 mRNA 分子导入细胞。

随后，细胞就会利用这些 mRNA 序列合成病毒蛋白，进而提醒免疫系统对病毒进行防御。实际上，mRNA 疫苗将细胞变成了生产病毒蛋白质的工厂，并以此作为抵御病毒进攻的策略。

然而，尽管愿景十分美好，利用mRNA激活免疫反应的初次尝试却以失败告终，因为细胞太容易将外源引入的mRNA分子识别为入侵者并将其破坏。

2005年，卡里科和魏斯曼在宾夕法尼亚大学合作时发现一种方法，通过对mRNA分子做轻微调整，可以使其逃过细胞的监视，进而避免大规模炎症反应的出现。

在2008年和2010年，他们又证明经过修饰的mRNA分子可以产生大量目标蛋白。这些突破最终使mRNA进入到应用层面。

在15年间，这些方法逐渐在全球舞台上得到验证。到2021年初，即Covid-19大流行首次爆发后不到一年，全球多家制药公司已经使用两人的技术推出了针对该病毒的疫苗。

这次的大流行可以说是对mRNA疫苗的一次概念验证，疫苗的成功也帮助世界走出了大流行最致命的阶段。

诺奖委员会成员里卡德·桑德伯格（Rickard Sandberg）在颁奖礼上说叨：“卡里科和魏斯曼的发现从根本上改变了我们对mRNA与免疫系统相互作用的认识，并在最近的Covid-19大流行期间，对我们的社会产生了重大影响。

传统疫苗和mRNA疫苗拯救了数百万人的生命，减轻了全球范围内的疾病负担，并最终使社会得以重新开放”。

什么是mRNA？

mRNA全称是信使核糖核酸，细胞利用它作为制造蛋白质的指令。

mRNA分子在细胞中天然存在，是细胞行使日常功能的关键成分：它们是将DNA序列上的遗传信息带出到细胞质的信使，并且在细胞质中被称为核糖体的细胞器翻译成蛋白质（核糖体读取mRNA链，将遗传信息翻译成氨基酸序列，进而产生由一长串氨基酸折叠形成的蛋白质）。

mRNA疫苗是怎么起作用的？

科学家通过编写mRNA让细胞生成全新的蛋白质，而mRNA疫苗对应的就是细胞从未接触过的病毒蛋白。

通过诱导细胞产生病毒蛋白，就能使免疫系统在日后遇到特定病毒时能及时对其进行识别。

当mRNA元件通过脂质纳米颗粒运送到细胞中时，它们会提供生产SARS-CoV-2刺突蛋白(这种蛋白存在于天然病毒的外表面)的配方。

然后，细胞会利用这些指令生成刺突蛋白，这就像是它们感染了真正的病毒一样。这个过程好比为免疫系统进行一轮演习，之后如果一个人解除到这种病毒，免疫系统就会很快做出响应来对抗它们。

导致mRNA疫苗成功的突破性进展是什么？

本世纪初，对mRNA技术的尝试以失败告终，其中最主要的原因就是它会引起细胞中严重的炎症反应。

细胞能够将外源引入的mRNA识别为外来物质，并试图将其清除，从而使细胞防御系统进入超负荷运转状态。

卡里科和魏斯曼敏锐的意识到，细胞常常会对自身产生的mRNA进行修饰，于是他们就想看看如果对外源引入的mRNA也进行些微调整会发生什么。

在2005年发表的一项突破性发现中，他们发现引入经修饰的mRNA后，几乎没有任何炎症反应出现。而在随后几年中，他们发现这种调整还能大大增加细胞利用这些mRNA产生蛋白的效率。

在大流行之前，mRNA疫苗是否已经被用于抗击疾病？

一些公司和研究人员此前曾测试过mRNA疫苗的应用前景，他们的测试对象是寨卡病毒和MERS-CoV病毒，其中MERS-CoV与SARS-CoV-2类似。

但截止到2020年，Covid-19爆发时，还没有一种疫苗经获准可以公开使用。大流行期间，mRNA疫苗的成功应用也成为该技术的一次概念验证，并进而为将mRNA疫苗用于其它疾病提供了有力说明。

与传统疫苗相比，mRNA疫苗的优势在哪？

mRNA疫苗的优势在于开发过程的快速便捷。

传统疫苗（如减毒疫苗和灭活疫苗）的制造往往需要花费数年时间进行生产和测试，而在成功开发后，科学家们还需要面临第二项挑战，即如何在实验室中培育大量减毒病毒或蛋白质。

2020年，在SARS-CoV-2刺突蛋白的结构和遗传信息公布后，研究人员就立即开始了工作。几个月内，制药公司辉瑞和莫德纳就利用mRNA技术开发出了可有效抵抗病毒的疫苗。

它们能大量生产mRNA疫苗，并进行临床实验对疫苗的安全性进行验证，2021年春季，这些公司向公众注射了第一批疫苗。

之所以能够在这么短的时间内完成疫苗的开发和生产，是因为mRNA生产工艺对各种蛋白质的生产均适用，因而避免了大规模病毒培养新工艺的研发过程。

现在我们要如何使用mRNA疫苗？

mRNA疫苗的革命性突破：从全球抗疫到诺贝尔奖