BNT、莫德納疫苗設計只花2天？顛覆想像的醫療革命

BNT、莫德納疫苗設計只花2天？顛覆想像的醫療革命。(示意圖/Shutterstock)

新冠疫情後，mRNA疫苗一炮而紅，許多專家都說，mRNA將會改寫醫療歷史。到底它爲什麼特別？我們的生活和疾病治療，又會產生哪些改變？

你知道設計出一支新冠疫苗，前前後後要多久嗎？答案可能比你想得還要短。藥廠莫德納設計一支mRNA（信使核糖核酸）新冠疫苗，只花了2天；輝瑞疫苗的藥廠BioNTech，則只需要1天就夠。

爲什麼？過去我們認爲，疫苗研發得耗時數月、數年，但這件事早已改變。疫情期間，mRNA疫苗技術總算成熟，不但讓疫情出現轉機，也爲醫藥研發鋪展出全新可能性。人們之所以把mRNA稱爲「劃時代的技術」，不單單是它拯救數億人免於新冠死亡，背後更關鍵的是：它大規模突破了醫療技術過去的困境。

mRNA技術特殊在哪裡？爲生活帶來哪些改變？因爲它，哪些醫藥理想可能成真？

●mRNA疫苗怎麼運作？　發「說明書」給細胞

我們打的傳統疫苗，比如滅活疫苗或減毒疫苗，是把沒有活性、或活性不高的病毒放進體內，讓身體先被這些「脆弱的病毒」感染一次，產生抗體記憶。但mRNA疫苗，卻是直接把一份「說明書」交給細胞，讓細胞在體內做出「假病毒」，令身體自然產生抗體記憶。

具體怎麼運作？首先，藥廠會做出病毒棘蛋白的基因碼（也就是說明書），然後把它包進奈米脂肪微粒、打入肌肉給人體吸收；接着，細胞就會做出「跟真病毒有幾分神似的假病毒」，讓身體誤認成真病毒，產生免疫反應。過去，人類從來沒有製作過這樣的疫苗。

●mRNA疫苗的好處？

mRNA疫苗有不少好處，其中最重要的是，由於mRNA技術只需要病毒的基因定序，就可以「教」細胞去做假病毒，所以製作更容易。用上面的例子來說，傳統疫苗要花大把時間，在實驗室裡做出假病毒、弱病毒，但mRNA疫苗只需要做「說明書」就行了。

這個特性讓mRNA的製程奇快無比。藥廠莫德納執行長班塞爾（Stéphane Bancel）分享，從設計到製造完成、再到配送疫苗，只需短短7周。不過，要驗證疫苗的安全性、有效性，則需長達數月的臨牀試驗才能完成，這也是爲什麼要等一支疫苗上市，得等這麼久的原因。

不僅製程快，德國Paul Ehrlich研究所教授貝克荷雀汀（Isabelle Bekeredjian-Ding）指出，mRNA疫苗做出來的是假病毒，不像真病毒具實質侵略性，所以對身體的免疫反應干擾更低，讓免疫系統能更專心地生成抗體。

●「一個全新產業的誕生」　你的身體就是最大藥廠

美國媒體形容，mRNA技術的進展是「一個全新產業的誕生」，更是醫療圈既有遊戲規則的改變者。「mRNA技術獨一無二，」貝克荷雀汀說：「除了新冠疫苗之外，至今還沒有任何一支傳染病疫苗，是用mRNA技術做的。」

雖然對疫苗而言，mRNA是全新的醫療應用，但mRNA在醫界也有10年曆史。過去mRNA不被當成藥物，因爲科學家不知道要怎麼在實驗室裡，製造以基因爲基礎的成分。但現在，mRNA技術有所突破，科學家知道怎麼重新設計新的mRNA、放到人體中，用mRNA來表達任何形式的蛋白質，身體就像變成了一座無所不能的藥廠。我們幾乎可以說，有了這項技術，人類離「治癒任何疾病」的夢想又更近了。

根據經濟部技術處的產業技術評析，mRNA療法技術應用，大致分成3個方向：

1. 傳染病預防

亨利福特醫療體系的傳染病專家韋恩曼（Allison Weinmann）指出，許多專家都在討論把流感疫苗改成mRNA疫苗的效益，因爲流感病毒日新月異、總是在突變，這種全新又快速的疫苗製作方式，能縮短疫苗製造的時間，也能提供更好的免疫反應。

2. 癌症治療

在「自體免疫細胞療法」中，科學家先用患者DNA做出抗原，打進患者體內。但現在有了mRNA技術，可以誘發體內自產，省時又省力，而且不會有異體移植的排斥問題，副作用也更少。該方法鎖定腫瘤的特定區塊，並促使身體自產抗原、激發免疫。目前，已有多家企業投入研究肺癌、卵巢癌、胰臟癌等疾病。

3. 遺傳性疾病治療

有些人基於遺傳或其他因素，造成身上缺乏某些功能性蛋白質。透過mRNA技術，只要把mRNA放進人體，教體內細胞做出具有治療能力的蛋白，那就不需要使用太多其他藥物了，甚至某些很難根治的疾病，也有了化解方法。

癌症、罕見與遺傳疾病都有救？

mRNA技術的應用很廣泛，除了新冠疫苗之外，目前已有多家公司開發相關技術：

◎癌症：莫德納與藥廠默克（Merck）合作臨牀試驗，結合mRNA癌症疫苗、免疫療法藥物Keytruda，治療大腸直腸癌、頭頸癌。該試驗去年11月公佈結果，前景可期。

◎愛滋病：莫德納攜手國際愛滋病疫苗倡議組織（IAVI）、美國斯克裡普斯研究所（TSRI），啓動愛滋疫苗臨牀試驗。他們的設想是，透過持續接種生殖細胞系靶向爲主的mRNA疫苗，直接激發抗原產出，就能成功誘發人體內的B細胞免疫反應，這對治療HIV病毒至關重要。不只莫德納，輝瑞藥廠BioNTech也有相關的愛滋疫苗試驗。

◎基因性遺傳疾病：基因轉譯生物科學公司Translate Bio Inc.，現階段正研究mRNA如何治療基因性遺傳疾病「囊腫性纖維化（cystic fibrosis）」。另一家基因編輯公司Intellia Therapeutics目前則正評估，使用mRNA爲基礎的療法，治療罕見的遺傳疾病，比如澱粉樣蛋白疾病（transthyretin amyloidosis）。

◎流行性傳染病：包括瘧疾、肺結核等疾病，雖有卡介苗、抗瘧疾藥物防護，但成效有限，全球每年仍有百萬人死於這些傳染病。mRNA疫苗的高效力將有望改寫這一切，藥廠BioNTech近期就宣佈，將會投入瘧疾疫苗的研發，給世人一支保護力高、效果又持久的瘧疾疫苗。

◎心血管疾病：藥廠阿斯特捷利康（AstraZeneca）目前正測試一款以mRNA爲基礎的心臟衰竭療法。《心血管藥物期刊》的研究指出，基因基礎療法具有促進心肌細胞再生、避●免細胞壞死、穩定冠狀動脈斑塊等好處。

●爲什麼mRNA效率高？　模組化「疫苗平臺」是功臣

mRNA前景看俏，你或許會好奇，爲什麼mRNA能讓治療效率大幅提高？

製作mRNA疫苗的關鍵，就是病毒棘蛋白的基因序（說明書上的指令）。當我們想做一支新疫苗，只要知道病毒基因序，就能修改指令，立刻做出一本新的說明書。換句話說，科學家不只研發了一種疫苗，而是研發出能一體適用、製作疫苗的「模組」。

所有細胞內，都有DNA和RNA。mRNA、DNA中的質體、病毒載體的結構都差不多；但因應病毒變異株、新型傳染疾病，我們卻需要各式各樣的抗原，好誘發免疫反應。科學家長年都想方設法，希望更快獲得疫苗抗原。mRNA疫苗平臺的出現，讓科學家可以直接修改RNA中的基因序列，完全解決了這個問題。

不只mRNA疫苗，在製作各式各樣的疫苗時，都有一個固定的基本製作流程，也就是所謂的「疫苗平臺」。mRNA平臺的模組中，由於RNA的基本組成結構差不多、非轉譯區也是固定的，所以只有轉譯區的編碼需要修改，科學家改的就是這一段。

這對免疫產業來說，是革命性的改變。班塞爾指出，莫德納嗅到mRNA技術的廣大潛力，旗下已經創建疫苗平臺，範疇橫跨生物學、化學、配方與藥物輸遞、生物資訊學和蛋白質工程。其運作方式類似電腦系統：開啓電腦中不同的程式（mRNA藥物），隨選隨用，用不同程式來解決不同問題（製造蛋白的一組特定基因序）。

倫敦衛生與熱帶醫學院免疫專家佛萊契爾（Helen Fletcher）指出，通常平臺技術出現後，就會開啓一波全新的疫苗研發潮，來防範各種類型的病原體。針對mRNA平臺後續的技術優化，至今也仍是醫界關注重點。