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卡塔林·卡里科(Katalin Karikó)和德鲁·韦斯曼(Drew Weissman)(图片来源:诺贝尔奖委员会网站)
据诺贝尔奖委员会网站消息,北京时间10月2日,瑞典卡罗林斯卡医学院诺贝尔奖委员会宣布,匈牙利科学家卡塔林·卡里科(Katalin Karikó)和美国科学家德鲁·韦斯曼(Drew Weissman)荣膺2023年诺贝尔生理学或医学奖,以表彰他们在核苷碱基修饰方面的发现,这些发现使针对新冠感染的有效信使核糖核酸(mRNA)疫苗的开发成为可能。
据诺贝尔官方新闻稿,两位诺贝尔奖获得者的发现对于在2020年初开始的新冠肺炎大流行期间开发有效的mRNA疫苗至关重要。通过他们的突破性发现,从根本上改变了人们对信使核糖核酸如何与免疫系统相互作用的理解,获奖者为疫苗开发的空前速度做出了贡献。
据澎湃新闻此前报道,这两位科学家通过mRNA修饰,对mRNA尿苷上的化学键进行重排,从而使人工合成的mRNA能够安全地注射到人类细胞内,为疫苗研发做出了突出贡献,在抗击新冠中为人类争取了宝贵时间。自2021年起,二人陆续获得包括拉斯克奖在内的5项“诺奖风向标”大奖。
据深究科学报道,二人的获奖理由是:两位诺奖得主的突破性发现与创新技术是新冠疫苗能被快速开发的关键,卡塔林·卡里科及德鲁·魏斯曼发明了降低mRNA免疫原性的方法。他们的发现在全球各地挽救了数以百万人的生命。
他们开发的新平台使用经过核苷修饰,可逃脱免疫系统的mRNA,克服了合成mRNA会被先天性免疫系统辨识而引发严重发炎反应的问题,并借由脂质纳米颗粒的包裹保护,将mRNA有效送入人体细胞,由其自行产生病毒的棘蛋白,进而诱发B细胞产生中和抗体、训练T细胞攻击受感染的细胞等一系列适应性免疫反应。
这些技术不仅彻底改变了疫苗学,更是蛋白质疗法的典范转移,正式宣告RNA疗法的医学新时代来临。未来还可应用在其他病毒疫苗、个人化精准癌症疫苗、人类免疫缺陷病毒、甚至过敏病等多重疾病的治疗领域。
笔者曾撰文“中国下一位诺奖人物?”指出,上海市公共卫生临床中心首席科学家张永振教授值得期待。基本观点是:(1)新冠病毒病研究应该有一个诺贝尔奖,认为主要很可能出自三方面的成果,即病毒发现者、疫苗领军人物和抗病毒药物研究的成功者;(2)2020年12月16日,《自然》公布2020年十大科学人物(见《中国科学报》2020-12-17 第1版要闻)。张永振教授和团队迅速鉴定出新冠病毒的RNA序列,并立即将序列公布。这一科学发现成为新冠病毒检测试剂开发、疫苗研究和抗病毒药物研究的基础。之后,才有美国制药企业辉瑞的疫苗研发主管Kathrin Jansen带领团队,在破纪录的210天里推出了一支通过临床验证的疫苗(其实中国的各种疫苗先后获得批准,对疫情防控也具有积极作用),而乌拉圭病毒学家Gonzalo Moratorio与同事合作开发了新冠病毒诊断试剂盒,比我国的试剂盒开发晚了很多。其他几人,虽然对新冠病毒病防控也有很大贡献,但与科学发现、技术发明相去甚远。
没有想到,今年的获奖项目虽然与新冠病毒病相关,但是mRNA疫苗(辉瑞疫苗)的研究基础,其基础突破的意义更大。张永振教授和团队虽然迅速鉴定出新冠病毒的RNA序列,但与辉瑞的Kathrin Jansen一样,并未取得技术上的突破,可能其成果缺乏创新性。
下面是深究科学关于二位获奖者的个人简介:
01 卡塔琳·卡里科
卡塔琳·卡里科(Katalin Karikó)
1955年,匈牙利裔美国科学家卡塔琳·卡里科(Katalin Karikó)出生于匈牙利东部的一个小城镇小新萨拉什。卡里科表示自己从小就对自然和科学感兴趣源于身为屠夫的父亲,父亲屠杀牲畜,她可以观察动物内脏。
1972年,卡里科进入塞格德大学上学,这所大学拥有400多年历史,是匈牙利最著名的大学之一。
1985年,卡里科与丈夫以及2岁的女儿从匈牙利搬到美国,几乎一贫如洗,在来美国之前他们在黑市上把自己的车子卖了,将全部的1200美元收入缝在女儿的泰迪熊娃娃中。然而,她的美国梦并非一帆风顺,而是充满了荆棘和坎坷。
1989年,她以助理研究员的身份从天普大学来到宾夕法尼亚大学医学院埃利奥特·巴纳森(Elliot Barnathan)实验室,此后,巴纳森离开了学术界,去了一家制药公司,卡里科失去了依靠,就此彻底地失去了资金来源。
1990年,卡里科第一次为mRNA项目申请科研经费被拒。1995年,由于她接连申请不到科研基金,宾夕法尼亚大学医学院要将她扫地出门。与此同时,她还诊断出患有癌症,就在这时他的丈夫还因为签证的问题被困在匈牙利。最后她接受了宾夕法尼亚大学对她降职、降薪的要求,继续在这边留任。
1997年,卡里科在宾夕法尼亚大学医学院公共复印机前,遇到刚加入医学院的新教员魏斯曼,魏斯曼成为卡里科重要的合作伙伴。
2005年,他们发现通过修改RNA基因序列中的单个碱基(用假尿苷酸取代鸟苷酸),可以实现它不会产生炎症,这项重要的研究也基本上奠定了卡里科在这个领域的地位,相关文章发表在Immunity杂志上。
2020年4月,《纽约时报》长篇幅介绍了这位籍籍无名的女科学家,尽管该报发表时,mRNA新冠疫苗还正在开展临床试验,还只是一款有潜力的新冠疫苗,然而随着mRNA新冠疫苗在临床上的结果越来越好,越来越多的人关注到了mRNA技术以及它的最早发明人。
03 德鲁·魏斯曼
德鲁·魏斯曼(Drew Weissman)图片来自gulftoday.ae
1959年8月31日,德鲁·魏斯曼(Drew Weissman)出生于美国马萨诸塞州列克星敦(Lexington),父母为工程师和牙科保健员。魏斯曼儿时就显现出较好科学天赋,最喜欢的事情就是拆解,从面包机到门把手的家内几乎所有东西都“难逃厄运”。
1981年,魏斯曼从布兰迪斯大学(Brandeis University)毕业,获得学士和硕士学位,专业为生物化学/酶学。
此后,魏斯曼随后进入波士顿大学医学院继续深造,最终于1987年获得医学学位和免疫学/微生物博士学位,并随后在贝斯以色列女执事医疗中心完成住院医师培训。
1989年,魏斯曼加入美国国立卫生研究院福奇(Anthony Fauci)实验室从事博士后研究,重点是传染性疾病。他主要对AIDS和流感这两种传染病感兴趣。
1997年,38岁的魏斯曼加入宾夕法尼亚大学,正式开启自己独立的职业生涯,结识了科研挚友卡里科。
1997年,在复印机旁促成魏斯曼和卡里科的会面。他们开始攀谈并互相介绍自己的研究内容。由此开启了合作之路,也将卡里科从困境中解救出来,因为如果没有科研经费以及没有实验室接纳她,她很可能会被扫地出门。他们最重要的成果发表在Immunity杂志上,这对推动mRNA应用具有里程碑意义。
2006年,魏斯曼和卡里科开创自己的公司RNAX,目的在于开发mRNA应用,遗憾的是后续研发并不顺利。2015年,魏斯曼还开发出脂质纳米颗粒(lipid nanoparticle,LNP)运输mRNA的策略,进一步提升mRNA实用性。 这时候,mRNA技术才真正变得强大起来,从降低免疫原性到递送系统问题都基本上得到了解决。也就是这个时候,mRNA相关的生物公司先后成立,如Moderna、BioNTech等。
2020年初,新冠肺炎的爆发,mRNA疫苗大展身手,于是卡里科和魏斯曼,也从幕后走向了台前,被世人熟知。
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