新兴科技“mRNA 疫苗”对付新冠病毒，能成为癌症治疗的新星？

近期台湾开始施打的 BNT 疫苗由辉瑞（Pfizer）与德国 BioNTech 共同研发，这支 mRNA 疫苗不但是美国 FDA 第一个完全核准的新冠疫苗，就全球疫苗发展史来说，其研发进度以及公卫防治的功效，更是大幅推进 mRNA 疫苗的发展速度。

RNA 合成技术进步，扩展传染性疾病应用

mRNA 疫苗的历史可以追溯至 1980 年代末期，病毒学家 Robert Malone 开始开发 mRNA 疫苗平台的核心技术。过去 40 年以来，许多临床研究尝试将 mRNA 疫苗应用于预防传染性疾病，包含流行性感冒、疟疾、以及狂犬病，但从来没有像此次新冠防疫下的施打族群这么广泛。

mRNA 疫苗初期的发展困境，是缺乏量产 mRNA 分子的技术，只能实验动物中取得少量 mRNA。随着合成技术进步，科学家透过 RNA 聚合酶（ RNA polymerase）在体外生成 mRNA 序列，再结合上可以活化 mRNA 的技术，成功发挥 RNA 分子利于合成与量产的优势，相关技术也一直沿用至今。

mRNA 疫苗优势：可在活体外大量制造 mRNA、单股 RNA 不易更动人体基因组

接种疫苗的原理，是透过施打弱化的病原菌或者抗原训练人体免疫系统。mRNA 疫苗也是运用同样的道理，因为 mRNA 是转译蛋白质的模板，所以只要将能产生抗原的 mRNA 片段设计成疫苗，接种后 mRNA 片段就能在人体细胞内转译出模拟抗原的蛋白质。例如新冠 mRNA 疫苗即是透过生成模拟新冠病毒表面的棘蛋白，达到诱发人体产生对应抗体的预防效果。

mRNA 因为是单股 RNA 所以结构较不稳定，不过针对这项特性，现在已发展出脂质包覆的传送系统，也就是透过脂质奈米颗粒（lipid nanoparticle, LNP）让 mRNA 可以顺利运送进人体。综合而言，mRNA 疫苗的好处是可以在活体外制造 mRNA 片段，因此不需要细胞培养，此外，mRNA 半衰期短、且是单股遗传物质，降低了会更动人体 DNA 的风险。

mRNA 疫苗可成为癌症治疗新星？

mRNA 疫苗除了可以预防传染性疾病，它的运作原理可以应用于癌症治疗。以癌症免疫疗法来说，mRNA 疫苗能训练人体免疫系统识别癌细胞表面的蛋白质，进而攻击、抑制癌细胞增生。此外因为癌症的在个体差异很大，即使罹患同一种癌症的病患也会表现出相当多样的肿瘤抗原，客制化 RNA 疫苗将可以针对个别病患差异，开发精准的免疫疗法。

不过实务上，癌症 mRNA 疫苗疗法还有许多需要克服的技术难题。因为肿瘤细胞不像新冠病毒有明确的单一抗原，当免疫系统被疫苗诱导活化后，能够结合病毒表面的特定抗原发挥作用；相反的，肿瘤细胞的抗原靶点很复杂，甚至有的癌细胞会闪躲免疫系统攻击、肿瘤微环境也会关闭免疫机制，这些因素都使得癌症疫苗的临床进展大幅受限。

新兴 RNA 疗法：saRNA、环状 RNA

新冠疫情带动 RNA 疗法的风潮，许多 RNA 技术与相关的生技投资也跟着趁势而起。例如结合自我扩增 RNA（self-amplifying RNA, saRNA）的 mRNA 疗法，能够自我复制 mRNA 模板，意味着只要低剂量注射就能倍增产生抗原，目前国际上已有运用 saRNA 的新冠疫苗正在临床试验阶段。

环状 RNA（endless RNA, eRNA）则是另外一个值得期待的 RNA 技术。因为 eRNA 环形构造的特性，它在生物体内不容易被免疫系统攻击，因此可长时间保持稳定性、延长治疗时效。环状 RNA 由 RNA 技术平台公司 Laronde 所研发，该公司也预计 10 年推 100 项运用 eRNA 的产品上市，可以预期近期 RNA 技术仍会继续扩张疾病应用范围。

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参考资料：
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