7月以来,康泰生物、天境生物、君实生物等陆续宣布与其它公司达成不同类型的合作,以开发基于mRNA技术的创新药物、疫苗。而在6月底,赛诺菲(Sanofi)也宣布计划每年投资约4亿欧元,以建立首个mRNA疫苗卓越中心,加速新一代mRNA疫苗的端到端研发与交付。这一系列动态再次引起了行业对mRNA技术的广泛关注。
随着全球多款mRNA新冠疫苗接连取得突破性进展,mRNA技术正在被越来越多的人看好,《麻省理工科技评论》更是将mRNA疫苗评选为2021年“全球十大突破性技术”之首。那么,mRNA技术究竟是什么?它在医学领域有哪些潜力?目前全球和中国有哪些公司正在研究这一技术?本文将带领读者一探究竟。
“mRNA时代”开启
mRNA的中文翻译是信使RNA,它在细胞里扮演着“邮递员”的角色——能将基因里的遗传信息传递给蛋白质合成工厂,指导蛋白质的合成。然而,mRNA不如DNA和蛋白质稳定,很容易被降解。即便mRNA能被稳定提取并注射到动物体内,它也会引起一系列免疫反应,就像是身体在对抗病毒入侵一般。这些问题曾让mRNA在疗法开发上不被人看好。
2005年,宾夕法尼亚大学的Katalin Karikó教授与同事Drew Weissman教授一起做出了一个突破性的发现——mRNA之所以能引起免疫反应,其关键在于一种叫做尿嘧啶的核苷酸。如果将其核苷部分进行简单的修饰,产生“假尿嘧啶”,就能逃脱免疫系统的监控。自此,RNA疗法的大幕正式拉开。
2010年,科学家们已经能够利用经过修饰的mRNA,把成人细胞变成了胚胎样干细胞。如果这项工具稳定可靠,也许科学家们能用mRNA来合成任意一种想要的蛋白,并对人体进行潜在的治疗。这项技术也为mRNA疗法铺开了广阔的应用前景。例如,在小鼠心脏部位直接注射编码VEGF的mRNA,能够修复心脏病留下的组织损伤。
除了规避免疫反应这一安全隐患外,近年来mRNA技术领域在科学层面还突破了许多技术层面的问题。比如,对于小分子药物来说,其药物用量经过了人体试验的反复确认,但多少mRNA才能产生合适水平的蛋白?研究人员利用机器学习的方法,探索不同mRNA序列对蛋白的产量能产生怎样的影响,并最终实现对蛋白产能进行量级上的调控。
▲LNP携带的mRNA疫苗进入细胞,并且释放mRNA指导蛋白合成的示意图(图片来源:参考资料[5])
再比如在mRNA疫苗的开发中,由于mRNA会被体内的酶迅速降解,而且mRNA分子没法轻易穿过细胞膜进入细胞内部,这些障碍曾是mRNA技术开发的一大难点。为此,研究人员革新了脂质纳米颗粒(LNP)递送技术来保护mRNA,帮助它们进入人体细胞,并协助mRNA指导细胞生成病毒蛋白。
这些科学进展让行业对mRNA疗法寄予厚望。因为mRNA在医学领域的潜力不容忽视,利用它可以用来开发传染病疫苗、组织再生疗法、抗肿瘤疫苗/新药等。
疫苗领域已迎重大科学突破
目前,mRNA技术已在新冠疫苗领域取得极大进展,全球已有上亿人接种了基于mRNA技术开发的新冠疫苗。mRNA疫苗的作用原理在于,这种遗传物质能够让人体中的细胞生成新冠病毒蛋白,从而激发免疫系统产生针对新冠病毒的免疫反应,以预防未来可能发生的感染。
2020年12月,辉瑞(Pfizer)/BioNTech公司开发的BNT162b2和Moderna公司开发的mRNA-1273,先后获得FDA授予的紧急使用授权(EUA)。这两款疫苗也代表了mRNA疫苗技术首次在广泛人群中的使用。值得一提的是,BNT162b2在大中华地区由复星医药和BioNTech公司共同负责开发和商业化,它已分别于2021年1月和2月在中国香港获紧急使用认可,及在中国澳门获特别许可进口批准。
此外,CureVac公司无化学修饰的mRNA新冠疫苗CVnCoV,目前正处于2b/3期临床试验阶段。Arcturus公司的mRNA新冠疫苗ARCT-021,也已在1/2期临床试验中获得积极结果。
新冠疫苗之外,癌症疫苗是mRNA另一个激动人心的研究方向。个体化癌症疫苗的开发是基于人体对癌症抗原的免疫反应。癌症患者的肿瘤细胞因为发生基因突变,在细胞中表达了在健康组织中不存在的新抗原。通过发现肿瘤中的新抗原,并将它们制备成疫苗注射到患者体内,就有望激发患者对肿瘤产生特异性免疫反应。目前,由Moderna公司、BioNTech公司及CureVac公司等开发的mRNA癌症疫苗,是该领域进展较快的产品。
例如,Moderna公司开发的个体化癌症疫苗mRNA-4157,已在早期临床试验中获得积极结果。它与抗PD-1抗体Keytruda联用在治疗HPV阴性的头颈部鳞状细胞癌患者中,达到50%的总缓解率(ORR)和9.8个月的中位无进展生存期(mPFS)。目前,mRNA-4157和Keytruda辅助治疗高危黑色素瘤的2期研究(KEYNOTE-942)正在美国多个中心进行中。
再比如,来自BioNTech公司与罗氏(Roche)合作开发的iNeST疫苗BNT122(RO7198457),在86%的局部晚期或转移性实体瘤患者中激发新抗原特异性T细胞反应。在接受至少一次肿瘤评估的26名患者中,1名携带肝转移瘤的胃癌患者获得确认完全缓解,有12名患者疾病稳定。目前,BNT122已经进入2期临床阶段,与Keytruda联用一线治疗晚期黑色素瘤患者。
此外,来自CureVac公司用于黑色素瘤等适应症的癌症疫苗CV8102、用于非小细胞肺癌适应症的癌症疫苗CV9202均已进入临床阶段。
mRNA疗法开发在中国
随着mRNA疫苗在新冠和癌症治疗领域逐渐取得新突破,来自中国的生物医药公司也纷纷将目光投向mRNA领域。目前,中国已有多家公司正在研发相关mRNA疗法。
斯微生物:成立于2016年,正在打造其mRNA药物平台和产品管线,包括mRNA个体化癌症疫苗、mRNA传染病疫苗、蛋白缺陷类疾病mRNA药物和遗传病mRNA药物等。其中,该公司在研管线中的第一个产品SM-Neo-Vac-1,是一款针对晚期消化系统肿瘤患者的新抗原个体化mRNA疫苗。
嘉晨西海:成立于2019年,是一家专注于自复制和常规mRNA新药和疫苗开发的创新药研发新锐。目前,嘉晨西海的管线涵盖肿瘤免疫治疗、传染病疫苗、罕见病和医学美容等。其中,肿瘤免疫和传染病疫苗项目正快速进入临床试验阶段。
艾博生物:成立于2019年初,致力于开发创新mRNA药物和传染病疫苗。目前,艾博生物已在肿瘤免疫、传染病防治、各种由于蛋白表达或功能缺失引起的疾病、通用型及个性化肿瘤疫苗等领域建立丰富的产品管线。其中,艾博生物参与研发的新冠mRNA疫苗已在中国进入3期临床试验阶段。
近邻生物:成立于2020年3月,专注于mRNA药物的研发,研究领域涵盖传染性疾病、肿瘤和蛋白质增强等。该公司针对mRNA递送问题,设计了具有“协同”作⽤的新型复合脂质纳米粒载体,从而强化了脂质体mRNA药物的临床安全性特征。
丽凡达生物:成立于2019年,致力于推动中国mRNA传染病疫苗及mRNA产品的研究和产业化。该公司拥有自主mRNA生产和药物递送平台,主要聚焦传染病疫苗、肿瘤、肝脏疾病、罕见病等创新型生物药的开发。2021年3月,丽凡达生物研制的mRNA新冠疫苗已在中国获批临床。
除此之外,中国还有多家公司正在研发mRNA疗法。限于篇幅有限,本文不再一一介绍。总体而言,这些公司大部分是近几年成立的新锐,管线上的在研产品也大多处于早期开发阶段。
吸引包括中国在内的全球生物医药公司相继投身这一领域的,正是mRNA在医学领域的潜在价值。利用其指导蛋白合成的特殊能力,有望开发出全新的医学平台和产品。而这一平台的潜力,目前已在新冠疫苗的开发上得到验证。不过作为一种新兴技术,使用mRNA作为疗法/疫苗仍然面临诸多挑战。未来这项技术能否为人类带来更多突破性的成果,我们拭目以待。
来源:药明康德
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