新華社北京10月2日電（記者羅國芳）瑞典卡羅琳醫(yī)學院2日宣布，將2023年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎授予卡塔琳·考里科和德魯·韋斯曼，以表彰他們在信使核糖核酸（mRNA）研究上的突破性發(fā)現(xiàn)，這些發(fā)現(xiàn)助力疫苗開發(fā)達到前所未有的速度。

接種疫苗會激發(fā)機體形成針對特定病原體的免疫反應，使得以后接觸病原體時機體能夠“搶占先機”獲得免疫力。最早問世的疫苗是基于滅活或弱化病毒的疫苗，如脊髓灰質炎疫苗、麻疹疫苗和黃熱病疫苗等。

隨著分子生物學的進步，基于病毒部分成分而不是全病毒的疫苗逐漸研發(fā)出來。然而病毒依靠機體細胞才能復制，基于全病毒、病毒蛋白質和病毒載體的疫苗都需要大規(guī)模的細胞培養(yǎng)。在某些傳染病疫情暴發(fā)時，快速生產(chǎn)疫苗就先要密集投入資源培養(yǎng)細胞。因此，長期以來研究人員一直試圖開發(fā)獨立于細胞培養(yǎng)的疫苗技術，但這個過程困難重重。

在機體細胞中，遺傳信息以脫氧核糖核酸（DNA）編碼的形式存在，但DNA編碼需要轉錄到mRNA，然后以mRNA為“模板”生產(chǎn)蛋白質。20世紀80年代，無需細胞培養(yǎng)即可產(chǎn)生mRNA的有效方法已經(jīng)開發(fā)出來，被稱為體外轉錄。這加速了分子生物學在多個領域應用的發(fā)展。將mRNA用于疫苗和治療目的也成為一種選項。然而，體外轉錄的mRNA被認為不穩(wěn)定且難以傳遞，需要開發(fā)復雜的脂質載體系統(tǒng)來“封裝”mRNA片段，還會引發(fā)炎癥反應，這大大限制了其臨床應用前景。

本世紀初，考里科和韋斯曼在美國賓夕法尼亞大學合作研究時注意到，機體免疫系統(tǒng)的樹突狀細胞會將體外轉錄的mRNA識別為外來物，從而導致其激活并釋放炎癥信號分子。為什么體外轉錄的mRNA會被識別為是外來的，而來自哺乳動物細胞的mRNA卻沒有引起相同的反應？考里科和韋斯曼意識到，一定是有一些關鍵特性區(qū)分了不同類型的mRNA。

他們注意到，mRNA攜帶的遺傳信息不僅僅是A、U、C、G四種堿基，還包括多種多樣的化學修飾。哺乳動物細胞RNA（核糖核酸）中的堿基經(jīng)常被化學修飾，而體外轉錄的mRNA沒有這些化學修飾。是因為這種堿基修飾導致了區(qū)別嗎？

為了驗證這一想法，他們生產(chǎn)出了不同的mRNA變體，每種變體的堿基都有獨特的化學修飾，并將其傳遞給樹突狀細胞。研究結果令人震驚：當mRNA中包含堿基修飾時，炎癥反應幾乎消除了。這一開創(chuàng)性的研究結果發(fā)表于2005年。

在進一步研究中，考里科和韋斯曼發(fā)現(xiàn)，與未修飾的mRNA相比，堿基修飾生成的mRNA遞送顯著增加了蛋白質產(chǎn)量。這種效應是由于調節(jié)蛋白質生成的酶活性降低帶來的。通過發(fā)現(xiàn)堿基修飾既能減少炎癥反應又能增加蛋白質產(chǎn)量，考里科和韋斯曼消除了mRNA技術臨床應用道路上的關鍵障礙。

此后，基于此技術，針對寨卡病毒和中東呼吸綜合征冠狀病毒的mRNA疫苗得以研發(fā)；新冠疫情暴發(fā)后，兩種編碼新冠病毒表面蛋白的堿基修飾mRNA疫苗以創(chuàng)紀錄的速度開發(fā)出來。mRNA疫苗開發(fā)的靈活性和速度令人印象深刻，為使用新平臺開發(fā)其他傳染病疫苗鋪平了道路，未來該技術還可用于輸送治療性蛋白質并治療某些癌癥類型。