新興科技「mRNA 疫苗」對付新冠病毒，能成為癌症治療的新星？

近期台灣開始施打的 BNT 疫苗由輝瑞（Pfizer）與德國 BioNTech 共同研發，這支 mRNA 疫苗不但是美國 FDA 第一個完全核准的新冠疫苗，就全球疫苗發展史來說，其研發進度以及公衛防治的功效，更是大幅推進 mRNA 疫苗的發展速度。

RNA 合成技術進步，擴展傳染性疾病應用

mRNA 疫苗的歷史可以追溯至 1980 年代末期，病毒學家 Robert Malone 開始開發 mRNA 疫苗平台的核心技術。過去 40 年以來，許多臨床研究嘗試將 mRNA 疫苗應用於預防傳染性疾病，包含流行性感冒、瘧疾、以及狂犬病，但從來沒有像此次新冠防疫下的施打族群這麼廣泛。

mRNA 疫苗初期的發展困境，是缺乏量產 mRNA 分子的技術，只能實驗動物中取得少量 mRNA。隨著合成技術進步，科學家透過 RNA 聚合酶（ RNA polymerase）在體外生成 mRNA 序列，再結合上可以活化 mRNA 的技術，成功發揮 RNA 分子利於合成與量產的優勢，相關技術也一直沿用至今。

mRNA 疫苗優勢：可在活體外大量製造 mRNA、單股 RNA 不易更動人體基因組

接種疫苗的原理，是透過施打弱化的病原菌或者抗原訓練人體免疫系統。mRNA 疫苗也是運用同樣的道理，因為 mRNA 是轉譯蛋白質的模板，所以只要將能產生抗原的 mRNA 片段設計成疫苗，接種後 mRNA 片段就能在人體細胞內轉譯出模擬抗原的蛋白質。例如新冠 mRNA 疫苗即是透過生成模擬新冠病毒表面的棘蛋白，達到誘發人體產生對應抗體的預防效果。

mRNA 因為是單股 RNA 所以結構較不穩定，不過針對這項特性，現在已發展出脂質包覆的傳送系統，也就是透過脂質奈米顆粒（lipid nanoparticle, LNP）讓 mRNA 可以順利運送進人體。綜合而言，mRNA 疫苗的好處是可以在活體外製造 mRNA 片段，因此不需要細胞培養，此外，mRNA 半衰期短、且是單股遺傳物質，降低了會更動人體 DNA 的風險。

mRNA 疫苗可成為癌症治療新星？

mRNA 疫苗除了可以預防傳染性疾病，它的運作原理可以應用於癌症治療。以癌症免疫療法來說，mRNA 疫苗能訓練人體免疫系統識別癌細胞表面的蛋白質，進而攻擊、抑制癌細胞增生。此外因為癌症的在個體差異很大，即使罹患同一種癌症的病患也會表現出相當多樣的腫瘤抗原，客製化 RNA 疫苗將可以針對個別病患差異，開發精準的免疫療法。

不過實務上，癌症 mRNA 疫苗療法還有許多需要克服的技術難題。因為腫瘤細胞不像新冠病毒有明確的單一抗原，當免疫系統被疫苗誘導活化後，能夠結合病毒表面的特定抗原發揮作用；相反的，腫瘤細胞的抗原靶點很複雜，甚至有的癌細胞會閃躲免疫系統攻擊、腫瘤微環境也會關閉免疫機制，這些因素都使得癌症疫苗的臨床進展大幅受限。

新興 RNA 療法：saRNA、環狀 RNA

新冠疫情帶動 RNA 療法的風潮，許多 RNA 技術與相關的生技投資也跟著趁勢而起。例如結合自我擴增 RNA（self-amplifying RNA, saRNA）的 mRNA 療法，能夠自我複製 mRNA 模板，意味著只要低劑量注射就能倍增產生抗原，目前國際上已有運用 saRNA 的新冠疫苗正在臨床試驗階段。

環狀 RNA（endless RNA, eRNA）則是另外一個值得期待的 RNA 技術。因為 eRNA 環形構造的特性，它在生物體內不容易被免疫系統攻擊，因此可長時間保持穩定性、延長治療時效。環狀 RNA 由 RNA 技術平台公司 Laronde 所研發，該公司也預計 10 年推 100 項運用 eRNA 的產品上市，可以預期近期 RNA 技術仍會繼續擴張疾病應用範圍。

延伸閱讀：RNA 藥物時代來臨？臺灣產業鏈仍缺穩定製程關鍵技術！

參考資料：
1. Nature, 2021; https://www.nature.com/articles/d41586-021-02483-w
2. Nature, 2021; https://www.nature.com/articles/d41586-020-03626-1
3. Nature Reviews Drug Discovery, 2018; https://www.nature.com/articles/nrd.2017.243