Penn Medicine 如何利用 mRNA 改变世界

COVID-19 疫苗是 mRNA 技术首次用于应对全球健康挑战。该技术背后的宾夕法尼亚大学医学院科学家被授予 2023 年诺贝尔生理学或医学奖。接下来是他们的发现使所有其他潜在的新疗法成为可能。

从 1990 年代后期开始，Katalin Karikó 和 Drew Weissman 在宾夕法尼亚大学医学院合作，发现了如何安全地使用信使 RNA （mRNA） 作为治疗疾病的全新疫苗或疗法。当 COVID-19 大流行在 2020 年爆发时，这些发现使辉瑞/BioNTech 和 Moderna 的新疫苗成为可能，挽救了数百万人的生命。

但遏制疫情只是这项诺贝尔奖获奖技术潜力的开始。

Penn Medicine 在使用 mRNA 方面的这些生物医学创新代表了一种多用途工具，而不仅仅是一种疾病的治疗方法。该技术的潜力几乎是无限的;如果研究人员知道他们想要创建或替换的特定蛋白质的序列，那么应该可以针对特定疾病。通过宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院罗伯茨家族疫苗研究教授魏斯曼领导的宾夕法尼亚大学RNA创新研究所，研究人员正在努力确保这种无限的潜力满足世界上最具挑战性和最重要的需求。

传染病及其他

想想魏斯曼实验室正在合作的众多项目中的一些：“我们正在与美国和非洲的人们一起研究疟疾，”魏斯曼说。我们正在与东南亚的人们一起研究钩端螺旋体病。我们正在研究花生过敏的疫苗。我们正在研究自身免疫疫苗。而这一切都是通过合作实现的。

新的疟疾疫苗以及宾夕法尼亚大学开发的用于生殖器疱疹的mRNA疫苗的临床试验正在进行中，该疫苗旨在预防所有种类的冠状病毒。诺如病毒和 艰难梭菌疫苗的试验应很快开始。

镰状细胞和心脏病的单次注射基因疗法

Weissman实验室正致力于部署mRNA技术作为镰状细胞性贫血的可及基因疗法，镰状细胞性贫血是一种毁灭性和痛苦的遗传疾病，影响着全球约2000万人。每年约有30万婴儿出生时患有这种疾病，主要在撒哈拉以南非洲地区。Weissman的团队已经开发了一种技术，可以有效地将修饰的mRNA递送至骨髓干细胞，指示红细胞产生正常的血红蛋白，而不是导致疾病的畸形“镰刀”版本。

传统的基因疗法是复杂而昂贵的治疗方法，但mRNA基因疗法可以是简单的一次性静脉注射来治愈这种疾病。这种治疗将适用于血液和干细胞中的许多其他先天性基因缺陷。

在另一个新项目中，宾夕法尼亚大学医学院的研究人员找到了一种靶向心脏肌肉细胞的方法。Weissman的团队与纳米粒子研究的创始人教授Vlad Muzykantov共同开发的这种基因治疗方法，可以在心脏病发作后无创地修复心脏或增加流向心脏的血流量，或纠正心脏的遗传缺陷。“这很重要，因为心脏病是美国和世界的头号杀手，”Weissman说。“治疗心脏病的药物对心脏没有特异性。当你试图治疗心肌梗塞或心肌病或其他心脏遗传缺陷时，这是非常困难的，因为你无法输送到心脏。

Weissman的团队还与神经发育疾病和神经退行性疾病的项目合作，以替换基因或提供治疗性蛋白质，以治疗和潜在治愈这些疾病。

“潜力令人难以置信，”Weissman说。“我们还没有想到所有可以做的事情。”

全球获得挽救生命的mRNA疗法

至关重要的是，mRNA技术非常简单，即使在资源匮乏的地方，也应该有可能以低成本在世界各地提供这些针对镰状细胞和其他疾病的未来治疗方法。这是魏斯曼和宾夕法尼亚大学的首要任务。 “这只是静脉注射，”魏斯曼解释道。“你可以在任何地方做到这一点。你不需要花哨的设备，不需要花哨的医疗中心。你给某人静脉注射，你就完成了。

迄今为止，Weissman已在全球合作建立了18个具有mRNA功能的良好生产规范（GMP）站点，这是一种可以生产人类使用的药物和疫苗的专业生产设施。Weissman说，所有这些工厂都是从在低收入和中等收入国家生产疫苗开始的，但都对开发疗法和基因疗法感兴趣。“我认为，在接下来的几年里，我们将看到世界各地越来越多的GMP站点和研究基础设施站点开发新的和新的治疗方法。

合作是 Penn Medicine mRNA 研究全球影响力的关键，这是 Weissman 团队所在地新实验室空间的核心，使他们能够与跨团队的同事合作。

“对于我的实验室成员来说，不可能为我们想要跟踪的每种疾病学习和建立新的模型系统，”Weissman说。“我们找到世界上最好的人，问他们，’你想合作制造这种疫苗或治疗方法吗？’对我来说，这是使研究发挥作用的最重要的事情，它使研究向前发展。