摘要:新冠疫情使得mRNA疫苗登上历史舞台,由Pfizer和BioNTech、Moderna 分别研发的两款mRNA新冠疫苗展现出了优异的保护效力,2021年mRNA新冠疫苗全球销售收入高达587亿美元。在我国新冠疫苗研发中,mRNA疫苗占比最大,但面对新冠病毒的变异,不同种类的疫苗效力均有所下降,现在应如何调整疫苗开发策略?除新冠疫苗外,mRNA技术还可应用在哪些领域,面临怎样的市场机遇?
01. 面对病毒变异的疫苗研发策略
新冠病毒作为一种 RNA 病毒,由于本身是一种单链核酸,产生下一代病毒时,缺乏校正的模板,因此新冠病毒本身容易发生突变。此外,新冠病毒如果感染到动物体,也能够在动物体内产生新的突变。随着疫苗的大规模接种,这也会迫使新冠病毒为了应对外界的压力,自身产生相应的突变。
病毒突变为疫苗开发带来了一定的挑战,需要从两方面去调整开发策略。一方面,需要考虑病毒突变会导致感染性增强。感染性增强的突变主要围绕的是 P681、L452 等突变, P681 可以增强新冠病毒跟细胞膜的融合, L452 可以减少 S1 蛋白脱落。另外一方面,需要考虑免疫逃逸的问题。新冠病毒存在几个共性的逃逸位点的氨基酸,因此可以围绕每一条具有共性的氨基酸,将其找到并用在新冠疫苗的设计上。第一代疫苗,由于当时没有突变产生,基本是针对野生型毒株设计的。第二代疫苗,是针对变异病毒设计的,疫苗设计上考虑了免疫逃逸的问题以及影响因素,因此二代疫苗无论是针对Beta株、 Delta 株还是Omicron株,都会存在一定的交叉保护性。在新一代疫苗设计上,需考虑疫苗的广谱性,还需考虑疫苗的免疫强度,以确保疫苗针对每种变异病毒都具有足够的免疫强度,发挥免疫保护作用。
02. mRNA技术临床应用与市场机遇
mRNA药物可应用于预防感染性疾病、治疗肿瘤和蛋白替代疗法
1. 感染性疾病疫苗
mRNA技术开发速度快,应对突发性流行病学危机优势明显;产能爬坡速度极快,批次产量可以达到亿剂;具有优异的免疫激活能力,与传统疫苗相比,mRNA疫苗通过内源性表达抗原蛋白,可以诱导更为广泛有效的细胞免疫及体液免疫反应,产生更高的保护率。数亿剂mRNA新冠疫苗的接种,验证了mRNA技术的安全性和效力。mRNA疫苗对于如细菌等大型病原体激活的免疫效应可能较低,但总体而言,mRNA技术优势明显,将会是新型疫苗开发的首要选择。未来主要市场机会在于未被满足的免疫需求,如针对Zika、HIV、EBV、RSV等病毒进行开发。
2. 肿瘤治疗
近年来,肿瘤免疫治疗取得突破性进展,人们也开始将mRNA技术应用于该领域。一种方式是肿瘤细胞因子补充,对肿瘤微环境进行干预,激活肿瘤组织内的免疫反应。然而,目前mRNA递送技术缺乏靶向性,需要瘤内注射,一定程度上限制了适用癌种的范围,且依从困难,相较于溶瘤病毒和直接注射长效细胞因子等疗法,这种方式并没有明显优势。另外一种方式是使用mRNA作为治疗性疫苗训练免疫系统寻找并杀死癌细胞,这能够充分利用mRNA的免疫原性。mRNA序列设计生产快速,具有实现个性化肿瘤疫苗的潜力。BioNTech和Moderna均有相应管线进入临床阶段,但肿瘤疫苗目前仍处于概念验证阶段,且由于肿瘤组织的免疫抑制环境,mRNA治疗性肿瘤疫苗需要联合其他疗法破除。
3. 蛋白替代疗法
蛋白质给药存在诸多困难,合成困难且价格昂贵,而注射mRNA由自体细胞合成所需的蛋白质,理论上经济可行且高效,但目前应用仍有关键技术瓶颈,未来需要跨越靶向性差和表达不稳定两大障碍。
目前mRNA递送系统靶向性差,出现药物副作用可能性高。此外,
现在的LNP颗粒从核内体逃逸效率低于10%,且批次不稳定,适用于对蛋白表达阈值较宽的场景,如疫苗,对于蛋白替代疗法的应用,目前mRNA技术成熟度较低,mRNA在体内的表达水平不可控。