Yn y Gynhadledd Brechlyn ac Iechyd, galwodd arbenigwyr am “ddylai pawb roi sylw i frechlynnau mRNA, sy’n rhoi meddwl diderfyn i fodau dynol.”Felly beth yn union yw brechlyn mRNA?Sut y cafodd ei ddarganfod a beth yw ei werth cymhwyso?A all wrthsefyll y cynddeiriog COVID-19 ledled y byd?A yw fy ngwlad wedi datblygu brechlyn mRNA yn llwyddiannus?Heddiw, gadewch i ni ddysgu am orffennol a phresennol brechlynnau mRNA.

01
Beth yw mRNA mewn brechlynnau mRNA?

Mae mRNA (RNA Messenger), hynny yw, RNA negesydd, yn fath o RNA un llinyn sy'n cael ei drawsgrifio o edefyn DNA fel templed ac sy'n cario gwybodaeth enetig a all arwain synthesis protein.Yn nhermau lleygwr, mae mRNA yn atgynhyrchu gwybodaeth enetig un llinyn o DNA llinyn dwbl yn y cnewyllyn, ac yna'n gadael y cnewyllyn i gynhyrchu proteinau yn y cytoplasm.Yn y cytoplasm, mae ribosomau yn symud ar hyd yr mRNA, yn darllen ei ddilyniant sylfaen, ac yn ei gyfieithu i'w asid amino cyfatebol, gan ffurfio protein yn y pen draw (Ffigur 1).

Ffigur 1 proses weithio mRNA

02
Beth yw brechlyn mRNA a beth sy'n ei wneud yn unigryw?

Mae brechlynnau mRNA yn cyflwyno antigenau amgodio clefyd-benodol mRNA i'r corff, ac yn defnyddio mecanwaith synthesis protein y gell letyol i gynhyrchu antigenau, a thrwy hynny ysgogi ymateb imiwn.Fel arfer, gellir adeiladu dilyniannau mRNA o antigenau penodol yn ôl gwahanol glefydau, eu pecynnu a'u cludo i mewn i gelloedd gan ronynnau nanocarrier lipid newydd, ac yna defnyddir y dilyniannau mRNA o ribosomau dynol i gyfieithu'r dilyniannau mRNA i gynhyrchu proteinau antigen clefyd, a gydnabyddir gan y system hunanimiwn ar ôl secretion i gynhyrchu ymateb imiwn, er mwyn cyflawni rôl atal afiechyd (2).

Ffigur 2. Effaith in vivo brechlyn mRNA

Felly, beth sy'n unigryw am y math hwn o frechlyn mRNA o'i gymharu â brechlynnau traddodiadol?Brechlynnau mRNA yw'r brechlynnau trydydd cenhedlaeth mwyaf blaengar, ac mae angen ymchwil bellach i wella eu sefydlogrwydd, rheoleiddio eu imiwnogenedd, a datblygu technolegau dosbarthu newydd.

Mae'r genhedlaeth gyntaf o frechlynnau traddodiadol yn bennaf yn cynnwys brechlynnau anweithredol a brechlynnau gwanhau byw, sef y rhai a ddefnyddir fwyaf.Mae brechlynnau anweithredol yn cyfeirio at feithrin firysau neu facteria yn gyntaf, ac yna eu hanactifadu â gwres neu gemegau (formalin fel arfer);mae brechlynnau gwanhau byw yn cyfeirio at bathogenau sy'n treiglo ac yn gwanhau eu gwenwyndra ar ôl triniaethau amrywiol.ond yn dal i gadw ei imiwnogenigrwydd.Ni fydd ei frechu i'r corff yn achosi afiechyd, ond gall y pathogen dyfu a lluosi yn y corff, sbarduno ymateb imiwn y corff, a chwarae rhan wrth sicrhau amddiffyniad hirdymor neu gydol oes.

Mae'r ail genhedlaeth o frechlynnau newydd yn cynnwys brechlynnau is-uned a brechlynnau protein ailgyfunol.Mae brechlyn subunit yn frechlyn is-uned brechlyn wedi'i wneud o brif gydrannau imiwnogen amddiffynnol bacteria pathogenig, hynny yw, trwy ddadelfennu cemegol neu broteolysis rheoledig, mae strwythur protein arbennig bacteria a firysau yn cael ei dynnu a'i sgrinio allan.Brechlynnau wedi'u gwneud o ddarnau sy'n weithredol imiwnolegol;mae brechlynnau protein ailgyfunol yn broteinau ailgyfunol antigen a gynhyrchir mewn systemau mynegiant celloedd gwahanol.

Mae'r drydedd genhedlaeth o frechlynnau blaengar yn cynnwys brechlynnau DNA a brechlynnau mRNA.Mae i gyflwyno'r darn genyn firaol (DNA neu RNA) yn uniongyrchol gan amgodio protein antigenig penodol i'r celloedd somatig anifeiliaid (chwistrelliad brechlyn i'r corff dynol), a chynhyrchu'r protein antigenig trwy system synthesis protein y gell lletyol, gan ysgogi'r gwesteiwr i gynhyrchu imiwnedd i'r ymateb protein antigenig er mwyn cyflawni pwrpas atal a thrin afiechyd.Y gwahaniaeth rhwng y ddau yw bod DNA yn cael ei drawsgrifio i mRNA yn gyntaf ac yna protein yn cael ei syntheseiddio, tra bod mRNA yn cael ei syntheseiddio'n uniongyrchol.

03
Hanes darganfod a gwerth cymhwyso brechlyn mRNA

O ran brechlynnau mRNA, mae'n rhaid i ni sôn am wyddonydd benywaidd rhagorol, Kati Kariko, sydd wedi gosod sylfaen ymchwil wyddonol gadarn ar gyfer dyfodiad brechlynnau mRNA.Roedd hi'n llawn diddordeb ymchwil mewn mRNA tra roedd hi'n astudio.Yn ystod ei mwy na 40 mlynedd o yrfa ymchwil wyddonol, dioddefodd anawsterau dro ar ôl tro, ni wnaeth gais am arian ymchwil wyddonol, ac nid oedd ganddi sefyllfa ymchwil wyddonol sefydlog, ond mae hi bob amser wedi mynnu ymchwil mRNA.

Kati Karito

Mae tri nod pwysig yn natblygiad brechlynnau mRNA.

Yn y cam cyntaf, llwyddodd i gynhyrchu'r moleciwl mRNA dymunol trwy ddiwylliant celloedd, ond daeth ar draws problem wrth wneud y swyddogaeth mRNA yn y corff: ar ôl chwistrellu'r mRNA i'r llygoden, byddai'n cael ei lyncu gan system imiwnedd y llygoden.Yna cyfarfu â Weissman.Fe wnaethon nhw ddefnyddio moleciwl mewn tRNA o'r enw pseudouridine i wneud i mRNA osgoi'r ymateb imiwn.[2].
Yn yr ail gam, tua 2000, astudiodd yr Athro Pieter Cullis LNPs nanotechnoleg lipid ar gyfer cyflwyno siRNA in vivo ar gyfer cymwysiadau tawelu genynnau [3][4].Sefydliad Weissman Kariko et al.Canfuwyd bod LNP yn gludwr addas o mRNA in vivo, ac y gallai ddod yn arf gwerthfawr ar gyfer cyflwyno proteinau therapiwtig amgodio mRNA, a'i ddilysu wedyn wrth atal firws Zika, HIV a thiwmorau [5] [6] [6] [7] [8].

Yn y trydydd cam, yn 2010 a 2013, yn olynol cafodd Moderna a BioNTech drwyddedau patent yn ymwneud â synthesis mRNA gan Brifysgol Pennsylvania i'w datblygu ymhellach.Daeth Katalin hefyd yn uwch is-lywydd BioNTech yn 2013 i ddatblygu brechlynnau mRNA ymhellach.

Heddiw, gellir defnyddio brechlynnau mRNA mewn clefydau heintus, tiwmorau ac asthma.Yn achos cynddeiriog COVID-19 ledled y byd, efallai y bydd brechlynnau mRNA yn chwarae rhan flaengar.

04
Y gobaith o gymhwyso brechlyn mRNA yn COVID-19

Gyda'r epidemig byd-eang o COVID-19, mae gwledydd yn gweithio'n galed i ddatblygu brechlyn i ffrwyno'r epidemig.Fel math newydd o frechlyn, mae brechlyn mRNA wedi chwarae rhan flaenllaw yn nyfodiad epidemig newydd y goron.Mae llawer o brif gyfnodolion wedi adrodd am rôl mRNA yn y coronafirws newydd SARS-CoV-2 (Ffigur 3).

Adroddiad Ffigur 3 ar frechlynnau mRNA i atal coronafirws newydd (gan NCBI)

Yn gyntaf oll, mae llawer o wyddonwyr wedi adrodd am ymchwil brechlyn mRNA (SARS-CoV-2 mRNA) yn erbyn y coronafirws newydd mewn llygod.Er enghraifft: brechlyn mRNA (mRNA-LNP) wedi'i addasu nanoronynnau lipid-amgapsiwleiddio, mae pigiad un dos yn ysgogi ymatebion celloedd cryf math 1 CD4+ T a CD8+ T, ymatebion celloedd plasma hirhoedlog a chof B, ac ymateb gwrthgyrff niwtraleiddio cadarn a pharhaus.Mae hyn yn dangos bod brechlyn mRNA-LNP yn ymgeisydd addawol yn erbyn COVID-19[9] [10].

Yn ail, cymharodd rhai gwyddonwyr effeithiau mRNA SARS-CoV-2 a brechlynnau traddodiadol.O'i gymharu â brechlynnau protein ailgyfunol: mae brechlynnau mRNA yn llawer gwell na brechlynnau protein mewn ymateb canolfan germinal, actifadu Tfh, niwtraleiddio cynhyrchu gwrthgyrff, celloedd cof B penodol, a chelloedd plasma hirhoedlog [11].

Yna, wrth i ymgeiswyr brechlyn SARS-CoV-2 mRNA fynd i mewn i dreialon clinigol, codwyd pryderon ynghylch hyd byr amddiffyniad brechlyn.Mae gwyddonwyr wedi datblygu math o frechlyn mRNA wedi'i addasu â niwcleosid wedi'i amgáu â lipid o'r enw mRNA-RBD.Gall un pigiad gynhyrchu gwrthgyrff niwtraleiddio cryf ac ymatebion cellog, a gall amddiffyn llygod model sydd wedi'u heintio â 2019-nCoV bron yn llwyr, gyda lefelau uchel o wrthgyrff niwtraleiddio yn cael eu cynnal am o leiaf 6.5 mis.Mae'r data hyn yn awgrymu bod dos sengl o mRNA-RBD yn darparu amddiffyniad hirdymor rhag her SARS-CoV-2 [12].
Mae yna wyddonwyr hefyd yn gweithio i ddatblygu brechlynnau diogel ac effeithiol newydd yn erbyn COVID-19, fel y brechlyn BNT162b.Roedd macacau gwarchodedig o SARS-CoV-2, yn amddiffyn y llwybr anadlol isaf rhag RNA firaol, yn cynhyrchu gwrthgyrff cryf iawn, ac yn dangos dim arwyddion o wella afiechyd.Mae dau ymgeisydd yn cael eu gwerthuso ar hyn o bryd mewn treialon cam I, ac mae gwerthusiad mewn treialon cam II/III byd-eang hefyd ar y gweill, ac mae'r cais yn union rownd y gornel [13].

05
Statws brechlyn mRNA yn y byd

Ar hyn o bryd, mae BioNTech, Moderna a CureVac yn cael eu hadnabod fel y tri arweinydd therapi mRNA gorau yn y byd.Yn eu plith, mae BioNTech a Moderna ar flaen y gad o ran ymchwil a datblygu brechlyn newydd y goron.Mae Moderna wedi bod yn canolbwyntio ar ymchwil a datblygu cyffuriau a brechlynnau sy'n gysylltiedig â mRNA.Brechlyn prawf COVID-19 cam III mRNA-1273 yw prosiect y cwmni sy'n tyfu gyflymaf.Mae BioNTech hefyd yn gwmni ymchwil a datblygu cyffuriau a brechlyn mRNA sy’n arwain y byd, gyda chyfanswm o 19 o gyffuriau/brechlynnau mRNA, y mae 7 ohonynt wedi cyrraedd y cam clinigol.Mae CureVac wedi bod yn canolbwyntio ar ymchwil a datblygu cyffuriau / brechlynnau mRNA, a dyma'r cwmni cyntaf yn y byd i sefydlu llinell gynhyrchu RNA sy'n cydymffurfio â GMP, gan ganolbwyntio ar diwmorau, clefydau heintus a chlefydau prin.

Cynhyrchion cysylltiedig:Atalydd RNase
Geiriau allweddol: brechlyn miRNA, Ynysu RNA, echdynnu RNA, atalydd RNase

Cyfeiriadau: 1.K Karikó, Buckstein M , Ni H , et al.Atal Cydnabyddiaeth RNA gan Dderbynyddion Tebyg: Effaith Addasu Ochr Niwcleos a Tharddiad Esblygiadol RNA[J].Imiwnedd, 2005, 23(2): 165-175.
2. K Karikó, Muramatsu H , FA Cymru , et al.Mae Ymgorffori Pseudouridine mewn mRNA yn Cynnyrch Fector Animiwnogenig Uwch Gyda Gallu Trosiadol Cynyddol a Sefydlogrwydd Biolegol[J].Therapi Moleciwlaidd, 2008.3.Chonn A, Cullis PR.Datblygiadau diweddar mewn technolegau liposome a'u cymwysiadau ar gyfer cyflwyno genynnau systemig[J].Adolygiadau Cyflenwi Cyffuriau Uwch, 1998, 30(1-3):73.4.Kulkarni JA , Witzigmann D , Chen S , et al.Technoleg Nanoronynnau Lipid ar gyfer Cyfieithu Clinigol o Therapiwteg siRNA[J].Cyfrifon Ymchwil Cemegol, 2019, 52(9).5.Kariko, Katalin, Madden, et al.Cineteg mynegiant mRNA wedi'i addasu â niwcleosid wedi'i ddosbarthu mewn nanoronynnau lipid i lygod trwy wahanol lwybrau[J].Journal of Controlled Release Cylchgrawn Swyddogol y Gymdeithas Rhyddhau Rheoledig, 2015.6.Amddiffyn rhag firws Zika trwy un brechiad mRNA dos isel wedi'i addasu â niwcleosid[J].Natur, 2017, 543(7644): 248-251.7.Pardi N , Secreto AJ , Shan X , et al.Mae gweinyddu amgodio mRNA wedi'i addasu gan niwcleosid sy'n niwtraleiddio gwrthgorff yn fras yn amddiffyn llygod dynol rhag her HIV-1[J].Cyfathrebu Natur, 2017, 8:14630.8.Stadler CR , B?Hr-Mahmud H , Celik L , et al.Dileu tiwmorau mawr mewn llygod gan wrthgyrff deubenodol wedi'u hamgodio ag mRNA[J].Meddygaeth Natur, 2017.9.NN Zhang, Li XF , Deng YQ , et al.Brechlyn mRNA thermomedradwy yn erbyn COVID-19[J].Cell, 2020.10.D Laczkó, Hogan MJ , Toulmin SA , et al.Mae Imiwneiddiad Sengl gyda Brechlynnau mRNA wedi'u Haddasu â Niwcleoside yn Cael Ymatebion Imiwnedd Cellog a Humoral Cryf yn erbyn SARS-CoV-2 mewn Llygod - ScienceDirect[J].2020.11.Lederer K , Castao D , Atria DG , et al.Mae Brechlynnau SARS-CoV-2 mRNA yn Meithrin Ymatebion Canolfan Eginol Benodol Antigen-Benodol sy'n Gysylltiedig â Chynhyrchu Gwrthgyrff Niwtraleiddio[J].Imiwnedd, 2020, 53(6): 1281-1295.e5.12.Huang Q , Ji K , Tian S , et al.Mae brechlyn mRNA dos sengl yn darparu amddiffyniad hirdymor ar gyfer llygod trawsenynnol hACE2 rhag SARS-CoV-2[J].Cyfathrebu Natur.13.Vogel AB , Kanevsky I , Ye C , et al.Mae brechlynnau imiwnogenaidd BNT162b yn amddiffyn macaques rhesws rhag SARS-CoV-2[J].Natur, 2021: 1-10.