文|氨基財(cái)經(jīng) 蔡九
2020年，一場(chǎng)突如其來(lái)的新冠疫情改變了很多人的命運(yùn)，同時(shí)也改變了很多藥企的命運(yùn)。
在疫情之前，生物科技公司Moderna，還只是一家年收入6000萬(wàn)美元的小公司；疫情來(lái)臨后，其憑借mRNA新冠疫苗，市值一度超千億美金。
新冠疫苗競(jìng)賽，讓mRNA技術(shù)正式走上臺(tái)前，預(yù)防疫苗研發(fā)火熱。面對(duì)難得可以改變命運(yùn)的機(jī)會(huì)，眾多國(guó)內(nèi)企業(yè)紛紛入局。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前已經(jīng)有超過(guò)10家疫苗企業(yè)入局mRNA疫苗研發(fā)，包括艾博生物、艾美疫苗、斯微生物、瑞科生物、藍(lán)鵲生物、石藥集團(tuán)、康希諾、深信生物、嘉誠(chéng)西海、近鄰生物、威斯津生物等。
全球范圍來(lái)看，除了新冠病毒，還有諸多疾病亟待攻克，包括呼吸道合胞病毒等，而mRNA技術(shù)或能發(fā)揮更大的作用。這也意味著，任何一個(gè)入局者，都有脫穎而出的可能。
但mRNA疫苗競(jìng)爭(zhēng)，不僅是適應(yīng)癥之爭(zhēng)，還有11大要素同樣不容忽視。
近日，Nature Biotechnology發(fā)表了一篇《mRNA疫苗和免疫療法的臨床進(jìn)展》，對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行了探討。讓我們一起來(lái)看看吧。
/ 01 /研發(fā)周期
創(chuàng)新疫苗研發(fā)，唯快不破。這也對(duì)各家疫苗企業(yè)的研發(fā)效率提出了挑戰(zhàn)。
此次新冠疫苗研發(fā)，mRNA技術(shù)之所以能夠脫穎而出，核心原因在于傳統(tǒng)技術(shù)受到挑戰(zhàn)，mRNA技術(shù)則一路綠燈，最終率先撞線(xiàn)。
當(dāng)然，除了政策因素，藥企自身的努力也密不可分，例如將原本應(yīng)該逐步遞進(jìn)的開(kāi)發(fā)步驟同時(shí)進(jìn)行，最大限度減少前期研究時(shí)限等等。
而在以后的疫苗爭(zhēng)奪戰(zhàn)中，大部分預(yù)防領(lǐng)域已經(jīng)有性能突出的疫苗，所以mRNA技術(shù)享受優(yōu)先待遇的可能性不大。這種情況下，如何在保證質(zhì)量的同時(shí)，縮短臨床試驗(yàn)時(shí)間，將是每一位企業(yè)需要去考慮的問(wèn)題。
/ 02 /生產(chǎn)平臺(tái)
mRNA疫苗的優(yōu)點(diǎn)之一，是制造速度和靈活性突出。
mRNA疫苗活性成分的生產(chǎn)不需要活病毒，因此不需要專(zhuān)門(mén)的設(shè)施或生物安全實(shí)驗(yàn)室；不需要培養(yǎng)活細(xì)胞，可將細(xì)菌污染的風(fēng)險(xiǎn)降至最低，更不用使用生物反應(yīng)器工藝。
再加上，不同mRNA疫苗的生產(chǎn)，依賴(lài)于相同的化學(xué)成分。這意味著，一旦擁有了高效率的生產(chǎn)平臺(tái)，將會(huì)是一大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
因?yàn)?，相同的工藝，可以在不同疫苗甚至其它基于mRNA的藥物中使用，兼具效率和靈活性。在流行病或季節(jié)性感冒等疾病的爭(zhēng)奪中，或許會(huì)有優(yōu)勢(shì)。
當(dāng)前，眾多mRNA玩家之所以能夠迅速開(kāi)展第二代mRNA疫苗的研發(fā)，便是基于這一點(diǎn)。
雖然大家對(duì)制造成本沒(méi)有達(dá)成共識(shí)，但mRNA技術(shù)相比傳統(tǒng)疫苗技術(shù)，會(huì)更有成本優(yōu)勢(shì)。同理，不同mRNA疫苗玩家具備的供應(yīng)鏈、規(guī)模、效率的不同，也會(huì)導(dǎo)致制造成本的不同。
/ 03 /快速優(yōu)化抗原序列能力
mRNA技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，是能夠根據(jù)核酸的變化設(shè)計(jì)抗原，與不同蛋白質(zhì)或肽的生物工程相比，這是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過(guò)程。
不過(guò)，“簡(jiǎn)單”也是相對(duì)而言。不同企業(yè)所具備的不同序列優(yōu)化能力，使得其產(chǎn)品及后續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力也會(huì)有所差異。
BioNTech便充分展示了實(shí)力，其可以將不少于五種不同的新冠mRNA候選疫苗投入臨床，其中三種使用核苷修飾的mRNA，一種使用含尿苷的mRNA，一種使用自擴(kuò)增mRNA。
可以確定的一點(diǎn)是，序列優(yōu)化考驗(yàn)企業(yè)的“功底”。目前正在開(kāi)發(fā)的幾種疫苗，已經(jīng)經(jīng)歷了至少一個(gè)迭代優(yōu)化步驟，這是mRNA產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的一個(gè)特點(diǎn)。
例如，Moderna靶向RSV的mRNA-1777，在1期試驗(yàn)中體液免疫反應(yīng)不錯(cuò)，安全性也不差，但已經(jīng)停止開(kāi)發(fā)。
取而代之的是mRNA-1172。通過(guò)序列的優(yōu)化，后者似乎更有效。在動(dòng)物模型中，mRNA-1772被證明比mRNA-1777更有效。
另一款針對(duì)兒童RSV預(yù)防的mRNA-1345，也是通過(guò)序列的改進(jìn)，中和抗體滴度比mRNA-1777高約8倍。
/ 04 /編碼多種蛋白質(zhì)／蛋白質(zhì)亞基能力
實(shí)際上，mRNA技術(shù)針對(duì)新冠病毒，有幾分“大材小用”的意思。因?yàn)樾鹿诓《镜拇掏坏鞍资且环N均質(zhì)三聚體，因此只需要引入單個(gè)mRNA序列，難度并不大，技術(shù)優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有凸顯。
如果是對(duì)于主要免疫原由多個(gè)亞單位組成的病原體，重組亞泛白疫苗挑戰(zhàn)較大，而mRNA技術(shù)依然很輕松。
mRNA疫苗的另一大特點(diǎn)，是獨(dú)立的亞基既可以同時(shí)編碼在同一個(gè)長(zhǎng)mRNA中，也可以分散于各自獨(dú)立的mRNA鏈中。
這也成為考驗(yàn)各位mRNA疫苗玩家實(shí)力的一個(gè)維度。
例如，靶向巨細(xì)胞病毒的疫苗mRNA-1647含有六種mRNA物種，其中五種編碼五種不同的蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)結(jié)合形成五聚體蛋白，第六種編碼CMV糖蛋白B（gB）蛋白。
在相關(guān)方法中，單一疫苗可以靶向兩種不同的病原體，就像mRNA-1653一樣，它結(jié)合了兩種mRNA物種，靶向人偏肺病毒（hMPV）和3型副流感病毒（PIV3）的F蛋白。
耶魯大學(xué)Erol Fikrig博士和賓大Drew Weissman博士團(tuán)隊(duì)，開(kāi)發(fā)了一種編碼19種蛋白質(zhì)的mRNA疫苗，旨在通過(guò)檢測(cè)蜱蟲(chóng)叮咬，來(lái)防治萊姆病。
/ 05 /調(diào)節(jié)mRNA免疫原性能力
要想提高mRNA疫苗的免疫原性，辦法不少。除了上文提到的迭代優(yōu)化序列，還可以利用全mRNA轉(zhuǎn)錄本身，及其制造過(guò)程中產(chǎn)生的其他RNA產(chǎn)物的先天免疫原性，來(lái)增強(qiáng)對(duì)mRNA疫苗的免疫反應(yīng)。
調(diào)節(jié)mRNA免疫原性的主要方法之一，是通過(guò)引入修飾的核苷來(lái)提高mRNA翻譯蛋白水平。BioNTech和Moderna獲批的mRNA新冠疫苗，均對(duì)核苷進(jìn)行了修飾。
相比之下，迄今為止，針對(duì)COVID-19的未經(jīng)修飾的RNA疫苗試驗(yàn)結(jié)果令人失望。mRNA三巨頭之一的CureVac，未經(jīng)修飾的新冠疫苗CVnCOV僅顯示47%的保護(hù)率，最終掉隊(duì)。
不管是海外巨頭，還是國(guó)內(nèi)企業(yè)，要想脫穎而出，都不能囿于傳統(tǒng)技術(shù)層面，而是需要不斷追求突破與創(chuàng)新，掌握更多提高mRNA疫苗免疫原性的自主技術(shù)。
/ 06 /遞送系統(tǒng)
mRNA的成功，離不開(kāi)遞送系統(tǒng)的完善。
通常mRNA的大小為300-5000kDa，屬于大分子，在不破壞細(xì)膜的前提下，進(jìn)出細(xì)胞的唯一路徑只有胞吞作用。在此之后，吞入的胞外物質(zhì)會(huì)被運(yùn)送至溶酶體消化，從而釋放其中的小分子物質(zhì)。
基于此，為了讓mRNA能夠完成轉(zhuǎn)錄和翻譯，就必須讓mRNA逃離與溶酶體結(jié)合的命運(yùn)。也就是說(shuō)，運(yùn)送mRNA的載體必須能夠進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，而且還需要在與溶酶體結(jié)合前發(fā)生破裂，釋放出其中的mRNA。
這一背景下，“載體”應(yīng)運(yùn)而生。從兩款已上市的mRNA新冠疫苗來(lái)看，它們均采用了脂質(zhì)納米粒（LNP）技術(shù)，這也是目前公認(rèn)的主要遞送手段。
LNP制劑的組成，可以實(shí)質(zhì)性影響細(xì)胞內(nèi)遞送效率，確定遞送的細(xì)胞特異性，并調(diào)節(jié)免疫原性。當(dāng)然，遞送載體還有提升空間，遞送載體也不僅是LNP。這也是未來(lái)各疫苗企業(yè)脫穎而出的關(guān)鍵。
而不管是什么物質(zhì)，核心目的都是，在效力和組織靶向方面取得進(jìn)一步進(jìn)展，這也將繼續(xù)為mRNA應(yīng)用領(lǐng)域打開(kāi)新的大門(mén)。
/ 07 /存儲(chǔ)和運(yùn)輸
影響mRNA產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的另一個(gè)方面，是儲(chǔ)存和運(yùn)輸條件。由于mRNA的不穩(wěn)定，需要在超低溫情況下運(yùn)輸。
BioNTech的疫苗最初需要在-70°C下儲(chǔ)存，BioNTech的合作者輝瑞公司開(kāi)發(fā)了含有干冰的特定運(yùn)輸箱，以方便分銷(xiāo)的物流，隨后雖有所改進(jìn)，但也只能在標(biāo)準(zhǔn)冷鏈運(yùn)輸中，存儲(chǔ)最多兩周。
嚴(yán)苛的條件，限制了疫苗的運(yùn)輸半徑，使得疫苗的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存成本大幅增加，無(wú)形中推高了疫苗本身的價(jià)格。
改進(jìn)存儲(chǔ)條件的方向主要有兩點(diǎn)。
一是通過(guò)抗原設(shè)計(jì)的優(yōu)化，mRNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的差異也會(huì)對(duì)穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。所以，通過(guò)對(duì)mRNA序列進(jìn)行優(yōu)化或修飾，也可以提高mRNA的穩(wěn)定性。海外的Moderna，國(guó)內(nèi)的艾博生物等，都是在抗原層面做文章。
二是改成凍干制劑。難度不小，因?yàn)閮龈蛇^(guò)程中結(jié)晶和真空脫水產(chǎn)生的應(yīng)力可能會(huì)降低大分子或LNP的穩(wěn)定性，導(dǎo)致活性損失。但也有企業(yè)有所突破，輝瑞已經(jīng)啟動(dòng)了一項(xiàng)第3階段研究，以比較凍干BNT162b2配方與其冷凍液體BNT162b2配方的安全性和耐受性。
國(guó)內(nèi)的瑞科生物，通過(guò)調(diào)節(jié)mRNA-LNP的制劑配方，添加合適的凍干保護(hù)劑，以及優(yōu)化凍干工藝的多重工藝改進(jìn)，成功實(shí)現(xiàn)了mRNA-LNP的凍干。其mRNA疫苗可以在4℃和25℃條件實(shí)現(xiàn)制劑穩(wěn)定，甚至突破了常規(guī)的2-8℃的存儲(chǔ)環(huán)境。
/ 08 /給藥方式
關(guān)于mRNA疫苗的最佳接種途徑，目前還沒(méi)有達(dá)成共識(shí)。
目前獲批的疫苗，包括BTN162b2和mRNA-1273，都是選擇肌肉注射的方式。
但也有企業(yè)另辟蹊徑。國(guó)內(nèi)的康希諾、來(lái)自倫敦帝國(guó)理工學(xué)院的研究人員，考慮通過(guò)吸入給藥方式，實(shí)現(xiàn)mRNA疫苗的自我擴(kuò)增。
吸入或鼻滴疫苗可引發(fā)細(xì)胞和體液免疫，這種方式對(duì)包括新冠病毒在內(nèi)的呼吸道傳染病防治中有效。
但是，鼻腔內(nèi)mRNA疫苗的研究仍停留在動(dòng)物模型階段。隨后的開(kāi)發(fā)，可能需要可以有效地靶向上呼吸道適當(dāng)靶點(diǎn)的有效載體，以進(jìn)一步評(píng)估效果。
除了吸入方式，進(jìn)展更快的還有皮下注射。mRNA-1440臨床I期試驗(yàn)中在健康受試者體內(nèi)分別評(píng)估了肌肉注射和皮下注射。相較于肌內(nèi)接種，皮下接種引起了更多的不良反應(yīng)。
總的來(lái)說(shuō)，目前肌肉接種仍是各種疾病mRNA疫苗最常用的給藥方式。
/ 09 /給藥方案
出于性?xún)r(jià)比角度考慮，最理想的給藥方案，是單劑量給藥后就能產(chǎn)生極好的效果。
但目前為了增強(qiáng)免疫效果，主要是采用兩針注射的方式。例如，BNT162b2的接種方式為21天接種2次；CvnCOv和mRNA-1273則在初始注射4周后進(jìn)行加強(qiáng)免疫。
由于早期疫苗短缺和單次接種后觀察到的部分保護(hù)，一些人主張用單劑疫苗對(duì)更多的人群進(jìn)行免疫，而不是將部分供應(yīng)用于第二次注射；或者將接種間隔，比臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)的更長(zhǎng)。
一項(xiàng)針對(duì)80歲以上成年人的小型試驗(yàn)的數(shù)據(jù)表明，將兩次BNT162b劑量間隔約3個(gè)月，而不是3周可以增強(qiáng)抗體的峰值產(chǎn)生，而關(guān)于細(xì)胞免疫的結(jié)果不太清楚。
與此同時(shí)，公眾越來(lái)越意識(shí)到，第三次接種是為了獲得最佳免疫。最新的數(shù)據(jù)顯示，疫苗的有效性在6個(gè)月后，略有下降。
不管怎么說(shuō)，疫苗給藥劑量和方案，對(duì)全球免疫陣線(xiàn)有著巨大的影響。這不僅表現(xiàn)在新冠疫苗中，更在其它疫苗中凸顯。
目前，一些企業(yè)在疫苗的研究中，開(kāi)始嘗試較少的接種方案。
例如，自我擴(kuò)增型mRNA疫苗，有望實(shí)現(xiàn)單針接種；RSV疫苗mRNA-1345的I期臨床試驗(yàn)采用在2個(gè)月內(nèi)接種3次的給藥策略，而III期臨床中將考察單次接種結(jié)果。
/ 10 /作為佐劑的作用
mRNA還有為疫苗添磚加瓦的功效。
因?yàn)椋琑NA具有免疫激活的特性，可以作為免疫刺激的補(bǔ)充或替代。一些研究小組已經(jīng)在疫苗中添加了RNA作為刺激分子，以增強(qiáng)對(duì)編碼抗原的免疫反應(yīng)，并取得了不同程度的成功。
例如，CureVac開(kāi)發(fā)的CV8102，是一款基于RNA的單鏈非編碼TLR-7/8和RIG-1激動(dòng)劑，用于癌癥的治療和傳染病預(yù)防疫苗的輔助。在其研發(fā)的狂犬病疫苗中，就添加了CV8102以增強(qiáng)免疫原性。
很顯然，mRNA技術(shù)的未來(lái)，不僅是疫苗，還有可能是佐劑。
不過(guò)，在mRNA疫苗中使用佐劑似乎是一個(gè)例外。BNT162b2和mRNA-1273都只依賴(lài)mRNA-LNP配方，不使用佐劑，大多數(shù)公司在臨床上開(kāi)發(fā)mRNA疫苗都遵循無(wú)佐劑的方法。
這可能是因?yàn)檩d體既能將mRNA傳遞到適當(dāng)?shù)募?xì)胞靶點(diǎn)，又能通過(guò)設(shè)計(jì)選擇性刺激免疫系統(tǒng)，這也是mRNA作為疫苗平臺(tái)的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)。
/ 11 /安全性
由于疫苗預(yù)防屬性，其安全性和耐受性要求很高。迄今為止，大部分mRNA疫苗的安全性與重組蛋白疫苗的安全性一致。
即使是大型臨床試驗(yàn)，例如兩種mRNA疫苗針對(duì)新冠開(kāi)展的大規(guī)模臨床實(shí)驗(yàn)，以及真實(shí)世界的后續(xù)研究，報(bào)告的嚴(yán)重不良反應(yīng)并不多，主要是常見(jiàn)的副作用，包括局部疼痛、炎癥或全身炎癥反應(yīng)（發(fā)熱、不適）等。
當(dāng)然，不同的新冠疫苗，整體的副作用差異或許也會(huì)不小。這在國(guó)內(nèi)部分mRNA疫苗玩家身上有所體現(xiàn)。
對(duì)于疫苗產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，免疫原性固然重要，但安全性更不容忽視，最起碼益處超過(guò)風(fēng)險(xiǎn)是底線(xiàn)。