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为什么中国至今都做不好mRNA疫苗?

为什么中国至今都做不好mRNA疫苗?

博客

中国艾博公司做出的新冠mRNA疫苗,随着剂量增加抗体滴度不升反降。更要命的是,疫苗剂量增加时志愿者的发热反应还增加。

最近与国内专业人士通讯,证实了我当时第一时间在文章中对国产mRNA疫苗不行原因的推测。那就是他们只懂生化而不暗免疫学,打进去的mRNA很多被免疫系统作为外源物排斥掉了,人体也因为异物的侵入而发高烧。

这真是中国之殇,搞成现在国家成为世界之奇葩,只有封城一条路。中国mRNA疫苗研究者以为可以糊弄老百姓,弯道超车。上层的人士又不懂,造成现在疫情曝发的第三个年头仍然十分困难。中国应该也有做免疫不错的海归科学家,他们怎么不教教工业界的人士?不过这也怪美国人,没有把艾博的海归总裁训练好。

福奇在疫情的极早期就将睹注压在Moderna的mRNA疫苗上。尽管mRNA疫苗的理论与实践在美国开创,但是他能拍板让NIH为Moderna疫苗做临床试验,这是需要非凡的胆略的,当时新冠刚刚从武汉传到美国西雅图。尽管那么多攻击托尼的保守派朋友,但是我始终认为福奇是美国和世界抗疫的第一大功臣。

我们知道只要一点就可能让福奇与Moderna的决策失败,那就是新冠除了ACE2受体外还有第二个重要受体,北大教授邓宏槐在NYU发现了艾滋病毒的辅助受体CCR5。因为mRNA疫苗只设计了封闭ACE2受体的序列,病毒可以摆脱疫苗刺激的抗体封锁,从其他途经进入细胞。庆幸的是,中国西安科学家当时报道的新冠利用CD147作为辅助受体的结论沒有被重复。

中国落到只有全民核酸和封城这局面的很重要原因是科学家的集体腐败,他们面对香港出现科兴疫苗98%防重症和死亡的可疑数据时都很少人出来纠错。有些科学家不仅没有水准,更没有担当,他们只会吹牛。

国家投入大量资金在科研上,当萨斯出现时, 中国院士弄出萨斯病毒是支原体的国际笑话。现在中国科学家只有本事任新冠肆虐只能让上海和北京人民受苦,他们却拿足够资助研究同性恋果蝇的打架。

中国基本上没有策略,开始以政治手段鼓励灭活疫苗公司黑全球先进的mRNA疫苗。看见mRNA疫苗有成效后,他们又走向另一个极端。风投公司不懂行,不去评价一位海归的公司的技术储备就下高达10亿美元的单去投资,中国大陆真是人傻钱多。

没有真正的免疫学家在他们公司把关,让他们在疫苗不加修饰的核苷酸时上马疫苗,他们的胆子太到令人难以置信的程度。面对这样的失败,他们的辩称是他们的专利里没有修饰的核苷酸这一项,那些专利局也尽是些糊涂人士,其实根本的原因远不止于此。

我们对复印机旁的UPenn科学家Katie Kariko和Drew Weissman的传奇对话应该很熟悉了,让我再讲讲。Kariko在几轮老板离开去工业界后面临职业选择,年轻的助理教授Weissman希望她能加入自己研究组做艾滋病疫苗,Weissman是福奇实验室训练出来的。

Kariko会在培养系统中制备mRNA,但是这些mRNA打到老鼠体内后不能有效制备出蛋白质。不仅如此,注入mRNA后老鼠会出现免疫应激反应,诸如皮肤皱褶,舵背,最后不吃东西或停止奔跑,老鼠病了。

他们开始也不清楚,随后才发现是机体内存在的识别核酸的TLR将他们人工合成mRNA作为异物打击,就像攻击病原体那样的免疫攻击,具体机制可读我以前的文章。

他们注意到tRNA含有大量的所谓假尿苷(Pseudouridine), 为尿苷被异构化的产物。这些假尿苷可以防止RNA被免疫系统排斥,这是他们能完成生物功能的前提。其实在漫长的进化过程中,为了生存,我们哺乳动物的核酸里的很多核苷酸都是经过自我修饰的。最常见的修饰方式就是在核苷酸里加上甲基,也就是所谓的甲基化。

这样我们的免疫系统就不会随便打击我们体内非常重要的核酸-DNA和RNA, 也就是我们经常说的免疫系统对自身组织的耐受性。如果这种耐受性被破坏了,我们就会得自身免疫性疾病。大家知道的系统性红斑狼疮的一个机理,就是因为有些病人的DNA没有被有效地甲基化,处于原因不明的低甲基化状态,这样促使人体产生了抗DNA的自身抗体。这些抗DNA的自身抗体是狼疮的诊断标准,为圣路易斯华大前华裔教授Eng Tan在洛克菲勒发现的。

细菌和病毒的核苷酸被修饰的程度远比哺乳动物的核苷酸低,这又让我们回到免疫系统的根本功能之一,那就是识别自己和异己。我们的免疫系统将没有被修佈的病原微生物核苷酸作为异己打击,而对自己被修佈过的核苷酸则不产生免疫反应。

当Kariko和Weissman认识到这点后,他们在体外转录实验合成mRNA时加了各种甲基化或异构化等修饰的核苷酸,当他们再将这些含有修饰核苷酸的mRNA打入机体后,老鼠没有产生免疫排斥。

他们很简单的实验,一个体外转录实验,但是没有想到能够彻底改变了新冠疫情。诺贝尔奖几乎肯定会授予Kariko和Weissman,时间问题,美国拉斯卡和加拿大Gairdner这些前期奖项都授予了他们。授予诺贝尔奖金的原因就是他们发现了防止免疫系统攻击mRNA的途径,为mRNA治疗开辟了道路。

他们的Immunity论文是在2005年发表的,当时的编辑部己经从圣路易斯华大(从1997年开始的)转到耶鲁和NIH。评审专家很显然识货,在同意发表时还安排了评述。

美国的厉害是世界一流的地方到处都是,比方说UPenn科学家使用的修饰核苷酸(m5C, m6A, m5U, Pseudouridine或2#-O-methyl-U)来自圣地亚哥的小公司TriLink,为业界的世界领袖。

中国公司见势不妙,也只补申了Pseudouridine的专利。我估计他们现在还是得不到工业化程度的其他修饰核苷酸,所以只有硬性创关mRNA疫苗造成现在的失败。作为背景资料,辉瑞和Moderna疫苗都使用了修佈核苷酸。

什么叫卡脖子?这就是,一点小的修饰核苷酸就可以让你苦不堪言。当然这在经贸正常的情况下可以很容易购买,所以还是外交出了大问题,中国走到了一条与现代世界文明对抗的路。如果美国禁运,导弹会失准,飞机都可能掉下来。

我估计中国公司再怎么也应该读过2005年的Immunity论文,懂些原理,还是技不如人。在这种情况下,只有二条路可以走:迅速批准复必泰疫苗,以及允许mRNA疫苗进口中国。这也没有什么面子可丢的,英国在自己制备不出mRNA疫苗的情况下,批准辉瑞疫苗比美国还早。

现在分享我在22年1月和20年12月的两篇相关文章,看我在第一时间说了什么,读者也可以了解一些科学研究过程。

中国首款mRNA疫苗的效果不理想 (2022-01-27 21:31:32)-雅美之途

这是中国首款mRNA疫苗临床试验的一期结果,来自艾博公司,发表在《柳叶刀》上,应该是问题不小。艾博公司的25微克的剂量100%发烧,还不是一般的烧。在他们的临床一期试验文章中,在25微克这个低于辉瑞30微克的剂量里,88%的接种人达到三级高烧,在38.5-39.5度之间,这是面对大众不能接受的严重副作用。我开始以为这恐怕是脂质包层不过关造成的,其实不仅是这些。

艾博25微克刺激的抗体目测大概只有恢复期抗体的80%,虽然比科兴高一倍,但是我们不应该对三期报希望了。艾博mRNA疫苗的15微克达到刺激抗体的高峰,25微克还下降,不明白这是为什么?辉瑞是30微克,远沒有这么多发高烧的,Moderna的100微克也没有,他们的疫苗都达到恢复期抗体的3.8-4倍。

我也是在柳叶刀看见科兴只有40%恢复期抗体后觉得灭活疫苗不行的,现在不幸被我猜对。UCLA的吴尊友校友最近终于说了实话,中国现在的突破感染率很高,107例感染,106打过灭活疫苗至少二针,有些还打了加强针。虽然面对绝大多数打了疫苗的人群,这是数学规律,但是灭活疫苗也太不给力了。

我们觉得艾博可能是使用的原始株的序列,因为他们去年就上了临床试验,最多考虑了D614G突变株。现在辉瑞疫苗面对奥密克戎的保护力也只有60-70%,如果艾博面对奥密克戎做临床三期,恐怕保护力也就是50%左右,那将会是令人失望的。中国应该抛弃偏见迅速批准复必泰,至少辉瑞加强针对奧密克戎可以有80-90%的保护力。

英博从复旦去Northeastern University 读的PhD,在波士顿药厂工作数年后于三年前回国创办艾博,中国对他报以厚望,并且不惜代价压住复星的复必泰不批。艾博和复星成了复旦人的竞争,归根结底还是得益于美国,复星高官敲定BioNTech都是在波士顿。

面对媒体的质疑,艾博创始人英博的回复令人失望,避重就轻想过关。英博居然这样透露还沒揭盲的临床三期:“虽然目前还未揭盲,数据还未收集完整,但举一组收到的盲态数据为例,海外III期临床盲态下的2149个案例里三级发热患者比例仅有个位数“。他以“盲态”的概念糊弄我们大众,我不知道是否合法,但是这样面对媒体十分不妥,让人觉得几乎将临床试验当儿戏。

据我获得的一个很重要的消息,那就是他们的疫苗没有修饰核苷酸。如果这是真的,可以解释很多结果。因为疫苗很难突破TLR的识别与免疫排斥,不仅发烧还会造成疫苗抗原性的丢失。剂量越高排斥越强,所以抗体滴度不升反降。副作用随剂量增加而增加,抗体滴度随剂量增加而降低,这个可能通过不了中国药检。

鉴于mRNA疫苗最低剂量的辉瑞都是30微克,Moderna为100微克,我甚至大胆猜测,艾博将最高剂量定在25微克可能是因为再高的剂量所出现的副作用让他们受不了。他们将在后期临床试验将剂量进一步降到5,10和15微克,明显是在25微克遇到了困难。他们量效结果是递减的,其实25微克都有排斥反应出现,因为他们没有修饰核苷酸。

艾博疫苗设计时只是针对RBD?面对突变株四起的今天他们也太大胆了,辉瑞面对原始株都是放的全段S蛋白的核酸。艾博疫苗导致淋巴细胞下降可以理解,但是应该是暂时的,并且在6-8天恢复正常。

这里的科学积累是很难弯道超车的,很多东西打摸就是几年,工业化量产更是谈何容易。Moderna受UPenn科学家工作的鼓舞创办也好多年了,Kariko和Weissman的Immunity paper是在2005年发表的,他们奠定的避免机体排斥的原理使辉瑞和Moderna都修饰了疫苗的核苷酸。MIT Robert Langer做脂质delivery也很久了,艾博与美国的差距很大,这颗卫星靠海归只有三年的人放不可靠,虽然是美国训练出来的人主导的。如果我能给建议,中国不应该对艾博疫苗报太大希望,而是需要迅速批准复必泰,然后猛攻复星的高质量产能瓶颈。

新冠mRNA疫苗:背后的英雄和他们的故事 (2020-12-04 11:37:59)-雅美之途

美国辉瑞mRNA疫苗最近的好消息,让我们把注意力都集中在土耳其裔德国夫妇所创办的小生物技术公司BioNtech,以及他们对新冠mRNA疫苗的贡献,他们无论从金钱和荣誉上都得到了丰厚的回报。BioNtech总裁Ugur Sahin的野心很足,他要将自己创办的德国公司变成类似美国Amgen或Genentech这样的生物科技公司。那他还有很长的路需要走,因为德国缺乏美国这种鼓励创新的土壤。

实施这些mRNA疫苗是科学的应用阶段,新冠疫苗将mRNA治疗提前了好多年,BioNtech以前的mRNA技术是为了癌症治疗的,做新冠几乎他们连夜的转向。他们长久的课题是通过生物信息学的努力找到与MHC结合的癌细胞抗原,然后通过mRNA去合成这些抗原,注入到机体希望产生抗癌免疫力,也就是所谓肿瘤疫苗的概念。

但是无论是癌症mRNA的治疗也好,还是mRNA新冠疫苗也罢,它们都是需要很原始的科学创新才能推动的,而这些基础原创性科学来源于美国常春藤盟校之一的宾大医学院的Katalin Karikó 和Drew Weissman,一个匈牙利裔科学家和一个美国犹太医生的工作。我们可以毫不夸张地说,他们奠定了mRNA疫苗的科学基础,没有他们的贡献就没有BioNtech和Moderna的mRNA疫苗。我在以前博文中只提过一句这些背景就被读者问及,当时没有展开,今天过节在家可以花点时间多聊聊。mRNA应用到大鼠里在1990年就在威斯康辛大学通过实验完成,而应用到体内表达蛋白质则可追溯到1992年,但是mRNA遭遇免疫排斥的挑战始终困扰着科学家。

我们可以追查到他们在2005年的革命性的Immunity论文,当时50岁的Katalin Kariko作为第一作者,Weissman为资深作者。为了便于大家阅读理解,我特别对有意义的部分标出了红线。为避免机体的免疫排斥反应,他们在转录过程中加入碱基甲基化或其他修饰后的核苷酸,然后测试发现mRNA的免疫原性消失了,这些稍微修饰的mRNA不能刺激机体产生细胞因子和活化树突状细胞。这是人类第一次实现了注射mRNA不刺激免疫反应而遭遇排斥的后果,这是所有mRNA治疗和mRNA疫苗的起点。

她们做这个实验的前提是,如果DNA含有没有甲基化的碱基能够刺激机体的TLR9受体产生免疫反应,但是如果DNA被甲基化了它就不能刺激机体产生抗体。众多科学家包括我涉及的工作在内,认为TLR9的缺陷与自身免疫性疾病相关。她们也知道双链和单链RNA分别能活化TLR3和TLR7,以此自然想到将mRNA人为地甲基化能够防止它们被免疫系统排斥掉。这里又出现了进化压力在人体免疫中的效应,因为人体自身RNA的甲基化程度比细菌的RNA要高十倍,这样TLR便有效地拥有二个生物学功能:有效地帮助免疫系统识别那些低甲基化的细菌,对自己身体内的高甲基化的RNA则无反应,这样可以避免自身免疫性疾病的产生。

Katalin Kariko在30岁才从匈牙利到美国寻求职业的机会,带着幼年的女儿,也像我们当年那样只有几百块钱来美国打天下。这女儿后来也读了宾大,参加宾大的皮滑艇队,并且代表美国得过北京和伦敦奥运会的两枚金牌。Kariko在美国的首站是费城的Temple大学,后来转到了宾大。当时她在宾大的教授职位不能提升,因为拿不到资助,老公在匈牙利的签证也成问题,自己好像还有癌症问题。她完全拿不到资助,这种情况在美国名牌大学所面临的只有两个命运,要么离开,要么降职,她选择了后者。她很幸运的是找到与犹太医生Drew Weissman合作的机会,医生科学家往往比较容易弄到研究经费,但是Weissman对她的课题感兴趣。

他们后面还有系列文章研究这些修佈的mRNA在体内的命运,发现它们不能刺激机体产生细胞因子等免疫反应外,这些mRNA在进入机体后仍然保留合成蛋白质的功能。当然后面也有人应用HPLC等别的方法以避免mRNA的免疫原性。Moderna公司的创办人哈佛教授Derrick Rossi称Katalin Kariko和Drew Weissman应该分享诺贝尔化学奖,Rossi被这个工作折服的最重要的原因是他应用修佈后的RNA能够使体细胞重新编程为干细胞,这也是他和Tim Springer,Ken Chien和Robert Langer共同创办Moderna的原始动机。Rossi最后被排挤出了Moderna,这故事有点复杂,我们这里从略,乔布什也有被苹果踢出去的经历。虽然Katalin Kariko现在是德国BioNtech的SVP,但是别忘了这玩意是在美国发明的,她在宾大的25年时光还为女儿收获两枚奥运会金牌创造了条件。

免疫系统有DNA和RNA的识别感应器,授予过诺贝尔奖的TLR为其中之一,Kariko和Weissman在文中正是应用的TLR识别外源性mRNA的功能。Toll-like receptors (TLRs)作为受体能识别机体的构建砖块,像核酸片段和小脂质成份,从这些小砖块进而识別谁是外源或内源的,为免疫系统预警或诱发免疫反应。这个在学术上叫pattern-recognizing receptors, 为耶鲁教授Charlie Janeway 从脑袋里想出来的,他认为人体中存在固有的这些受体随时准备迎接这些广泛的外源性抗原,后来他们共同发现了TLRs。生物医学不像物理学那样存在理论生物学,如果有的话,Charlie Janeway就是罕见的一位。生物医学的任何事情都必须有牢固可靠的证据,但是Janeway在1989年的冷泉港评述论文中,硬是假设出了免疫系统拥有识别内外源Patterns的蛋白,像Paul Ehrlich创立抗体侧链学说那般,堪称天才。Janeway为哈佛毕业生,出身于医学世家。他当时从NIH完成受训后专选耶鲁去做教授,因为他觉得那里的免疫学薄弱,现在耶鲁与哈佛和圣路易斯华大列为美国最厉害的三大免疫学重镇。十分可惜的是,Charlie Janeway于2003年在60岁的事业黄金时段英年早逝。如果他活到颁发TLR诺贝尔奖的2011年,诺贝尔委员会再怎么也不会错过他的。

这里简单谈谈为什么耶鲁大牌免疫学教授Ruslan Metzhitov与TLR的诺贝尔奖无缘?为什么诺贝尔奖公布后引来耶鲁众多世界级别的免疫学家联合署名在Nature发表文章抗议?
与TLR相关的现象是在与德国交界的法国Strasbourg发现的,Jules Hoffmann实验室。Strasbourg为德国名字的法国城市,从中可以看出法国和普鲁士多次在此城市上的易手,现在为欧盟的议会所在地。虽然后来那篇1996年的Cell论文的第一作者出来公开翻脸,称Hoffman仅是实验室的老板,他其实没有太多的贡献。他们发现果蝇中的有些Toll突变型特别容易被细菌和真菌感染,所以他们推测Toll可能与固有的免疫防御功能有关。

Toll这个专业单词来自一位德国女性诺贝尔奖胚胎学家,为德文里惊叹的意思。Ruslan Metzhitov来自前苏联加盟共和国乌兹别克,他在莫斯科读博士时就受到了Janeway文章的鼓舞。当时他在莫斯科大学的所在系每月的预算只有$20美元。在1990年,Ruslan仍然使用400位教职员工和学生共享的电邮系统与Janeway通讯,为了节约经费,每人只能写300个字。Ruslan Metzhitov面对的挑战远胜过我们当时的中国,当时只有苏联国家自然科学院有原版的Nature和Science, 每期传阅后回图书馆都被磨损得厉害。他们还不让普通人员随便进入外文图书馆,Ruslan只有靠嘴甜才能混进去。当时他为了复印Janeway的文章,耗去他每月二美元生活费用的一半,这就是我通常说的对科学的Passion。

Janeway跟太太说:“有位十分聪明的俄罗斯人想入我的实验室”,他太太开始完全不相信这种可能性的存在。Ruslan最终抵达美国,他在UCSD短暂停留后前往耶鲁。受Janeway假设的鼓舞,Metzhitov和Janeway在1997年在Nature上发现了首个Toll-like receptor-TLR4, 他们后续还克隆了好几种TLRs。Janeway去世后,Metzhitov是世界范围内在TLR领域贡献最大的科学家。

西南医学中心的Bruce Beutler在1998年的Science文章中发现,TLR4就是我们熟知的革兰氏阴性细菌的细胞壁上存在的内毒素(LPS)的受体。他们在动物实验中非常漂亮地证明,TLR4缺陷的老鼠能够扺抗大剂量LPS诱导的休克。LPS为一种脂多糖,因为它是强大的免疫刺激剂而让做生物药物的人经常头痛。

在TLR诺贝尔奖颁发的2011年, Ruslan Metzhitov早己不是博后,而是HHMI研究员和耶鲁教授,誉满全球的免疫学家。当然Ruslan与Janeway发现系列TLRs时还只是博后,这里可看我以前提出的导师与学生分享诺贝尔奖的三项原则之一:应该是只有自己研究组的原创,没有来自外校的竞争。这里Ruslan Metzhitov的气愤可想而知,他曾经在一个报告会议上控诉,有人为了荣誉甚至不惜更改Charlie Janeway的Wiki网页,这是不点名的指控Bruce Beutler。耶鲁与西南两边基本闹翻了,TLR4是耶鲁人发现的,西南人发现它是LPS的受体,谁重谁轻大家自己看吧。Ruslan的妻子是日裔美国院士Akiko Iwasaki,现在病毒免疫领域如日中天的人物。前不久北大罗金才教授领导的研究组发表的关于脑淋巴系统与癌症关系的论文,与Akiko Iwasaki形成了直接的竞争,相互重复了各自的结果。

那次诺贝尔奖如果仅授予TLR会最公平,让Jules Hoffmann,Ruslan Metzhitov和Bruce Beutler分享,应该皆大欢喜。但是诺贝尔委员会硬要在那年加入发现DC的Ralph Steinman, 这位洛克菲勒教授在颁奖前三天去世了。他的发现也是在博后期间完成的,更老的犹太导师早就去世几十年了。Steinman是阿肯森在麻省总院时的总住院生,阿肯森的直接上级医生,他们一起结伴访问过日本,Steinman也是神童Bruce Beutler的博后导师。

总之,2011年的诺贝尔医学奖充满传奇,法国和美国的研究组都出现了指名道姓的发现权之争。诺贝尔奖也开创了授予去世者的先例,他们是否应该为牛顿、伽利略和达尔文补发诺贝尔奖呢?mRNA的根基是在美国奠定的,通过纯的科学兴趣所驱动,当然需要匈牙利裔科学家的顽强和乌兹别克裔科学家的智慧。造就这些科学创造的主要原因是因为美国自由的研究环境,这是很多世界大国无法企及的东西。你如果禁固了人们的思想,就别奢望什么科学的创造。美国仍然像一块磁铁石般,吸引着来自世界各个角落的才子佳人。

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来源: 文学城-雅美之途
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