Moderna、辉瑞及其合作伙伴BioNTech所开发的两款疫苗最近相继宣布成功，已经在FDA和各国药监部门报批，不久将在世界范围内使用，可能改写新冠疫情发展的历史。它们都基于一种新的基因技术，除对抗新冠病毒外，这种基因技术还可能具有对抗其他疾病的潜力，并且可能改写基因工程技术的历史。
两款领先的新冠疫苗的研究结果强劲，其影响已远远超越这场疫情本身，预示着以基因为基础的技术时代已经到来，有望给癌症、心脏病和其他传染病提供新的治疗方法。
生物最核心的功能物质就是蛋白质，蛋白质的生产链是：基因（DNA）—信使（mRNA）—蛋白质。迄今为止，基因工程的成就表现在可以在体外，通过改变一些生物，如细菌，真菌，植物，动物的DNA，让一些蛋白质或多肽被这些生物生产出来，从而实现工业化生产。
现代的生物制药技术就是以此为基础的，成就伟大。人们一直梦想，如果能直接将DNA或mRNA注射到人体内，让人体细胞直接产生所需要的蛋白质或多态，那该多好。比如一个糖尿病病人，缺乏的是胰岛素，如果不用注射在体外生产出来的胰岛素，而是直接将一段基因移入病人的体内，他就可以自己产生胰岛素了，那多好！
而疫苗，本身就是病原体的异体蛋白质。传统的方法是将减毒或灭活的病原（细菌或病毒）注射入体内，在人体内激活免疫反应。活的病原能同时激起细胞免疫和体液免疫，而死的（灭活）的只能激起体液免疫。如果能将病原的基因（DNA或RNA）打入人体内，理论上应该会产生病原蛋白质，而且这种蛋白质是活的，理论上能激起与活病原同样的二重免疫反应，起到和活疫苗一样的作用。
DNA必须在人体细胞的细胞核起作用，如果直接注入，可能会整合到人体的原来基因中，还可以传给下一代细胞。如果想终身治疗当然好，但大多数治疗的目的不是终身的，这样整合了就很麻烦。所以会用一些临时表达的载体，如质粒，腺病毒带进去，但整合的危险性依然存在。
mRNA的作用部位在细胞质，没有整合人体基因组的危险，生产的速度比DNA要快。但mRNA很脆弱，到处都有RNA降解酶，在体外体内的保存和运输都很困难。另外，疫苗必须是异体蛋白质。就算是异体基因，植入本体细胞后产生出来的蛋白质还是本体蛋白质，如果想要诱发免疫反应，就必须进行异体化表达，这也是一个技术难题。
现在Pfizer和Moderna的成功，证明他们已经克服了这些技术难关。让我们从公开的资料中，看看他们做了些什么？
当研究人员开始在动物身上测试mRNA的时候，问题出现了。在动物身上注射mRNA会引发免疫反应，进而引发炎症。在测试过程中，剂量过高会导致老鼠死亡。魏斯曼和卡里科开始通过修改mRNA来克服炎症问题。他们发现，通过改变RNA的一个构件核苷，可以使注射到体内的RNA避开会引发炎症的免疫反应，同时还能让RNA进入人体细胞，传递指令，开始制造所需要的蛋白质。魏斯曼和卡里科为他们的研究成果申请了专利，宾夕法尼亚大学后来通过中介公司等方式将这项技术授权给了Moderna和BioNTech。2014年，卡里科加入BioNTech，担任高级副总裁。
Moderna花费了几年时间磨练自己的技术。其中遇到的一个大障碍是要找到合适的外壳，把mRNA带向它们在人体细胞中的目标，而不会在途中遭到人体自然产生的酶的破坏。Moderna把他们的mRNA包裹在一个由被称作“脂质纳米颗粒”的脂质物质制成的保护膜中，并于2015年开始将mRNA用于人体试验。Moderna几年前也开始与美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的研究人员合作，制造预防一些传染病的针剂。这一合作为两个团队从1月份开始迅速合作研发新冠疫苗铺平了道路。
这些透露出来的技术细节，只是冰山之一角，每个公司都需要专利来保护他们的利益，这无可厚非，但成功了是肯定的，虽说以后可能还会出现一些意想不到的困难，但至少目前一切顺利，让我们为这些科学家欢呼吧！
Moderna正在就几种其他预防性的mRNA疫苗进行人体测试，包括一种针对巨细胞病毒的疫苗。巨细胞病毒是一种常见的病毒，若母亲在怀孕期间感染这种病毒，会给婴儿带来健康问题。在早期研究中，这款疫苗的总体安全性良好，并能诱导出理想的免疫反应。测试仍在继续当中。
Moderna还在和默克公司一同测试一种基于mRNA的治疗性疫苗，看它是否可以用来治疗癌症。这种治疗方法根据每个患者肿瘤细胞中的不同突变量身定制。Moderna本月表示，一项小规模早期阶段的研究显示，当这种疫苗和默克公司的癌症药物Keytruda配合在一起注射的时候，在部分头颈癌症患者身上有起效的希望。
BioNTech也在继续推进用于癌症治疗的mRNA疫苗，包括乳腺、皮肤和胰腺肿瘤等等。该公司有几款癌症疫苗正处于开发阶段，包括一款正在进行中期测试的皮肤癌疫苗。
除了在疫苗领域，mRNA导入技术也将使得安全，廉价产生人体所需要的蛋白质技术发生质的飞跃。这个技术，确实是一个划时代的革命性成果，将从此改写基因工程的历史。
