Moderna连拿两个里程碑,mRNA下一步瞄准哪些方向?

近期,mRNA领域接连出现两项值得关注的进展。8月5日,Moderna的季节性流感mRNA疫苗MFLUSIVA获得美国FDA批准,成为首款获批的季节性流感mRNA疫苗。紧接着8月19日,Moderna和默沙东双方共同开发的个体化mRNA癌症疫苗intismeran autogene在三期临床研究中同时达到两个关键终点,实现里程碑式突破。
流感疫苗和个体化癌症疫苗针对的是两类完全不同的问题,前者需要快速匹配不断变化的病毒抗原,后者则需要根据患者肿瘤突变定制新抗原。但从技术的底层逻辑来看,这两者都利用了mRNA的同一种能力,就是通过改变核酸序列,重新定义细胞需要表达的蛋白。
这也是mRNA技术能够从疫苗走向治疗领域的基础。现在,它已逐渐进入到肿瘤治疗、蛋白替代、免疫调节和基因编辑等领域。随着应用场景越来越多,mRNA相关的技术路线也在逐渐分化。

在细胞里,DNA负责储存遗传信息,mRNA负责将信息传递到核糖体,进而翻译合成蛋白质。mRNA药物就是利用了这个过程,我们可以在体外设计一段特定的mRNA,将其递送进入细胞,让细胞在一段时间内表达目标蛋白。mRNA并不会直接修改DNA,它更像是一段可以被细胞读取,也可以被重新设计的临时指令。只要修改编码序列,理论上就可以改变最终表达的蛋白,这也是mRNA具有平台化潜力的根本原因之一。
流感疫苗利用mRNA表达病毒抗原,intismeran autogene则根据患者肿瘤中的突变信息,设计编码多个肿瘤新抗原的mRNA,让细胞表达这些抗原并激活针对肿瘤的免疫反应。两种产品背后的应用逻辑不同,但都建立在同一个基础上,即用序列设计定义最终的蛋白表达。
这也使mRNA与基因编辑也因此产生了联系,但两者并不是同一种技术。基因编辑的目标是修改DNA,而mRNA可以作为Cas9等编辑工具的表达载体。也就是说,mRNA负责表达工具,基因编辑负责修改DNA。
因此,mRNA的价值并不在于疫苗这一产品形态,而是它提供了一种可编程的蛋白表达方式。同一套底层逻辑,可以被用于不同的治疗场景。难点在两个地方,能否设计出合适的RNA,并把它高效送到目标细胞。后续mRNA技术的发展,基本都围绕这两个问题展开。
传统线性mRNA进入细胞后,很快被翻译并随即被核酸外切酶分解,适合一次性、短期表达的需求,比如疫苗。但在蛋白替代或基因编辑等应用场景中,科学家需要更持久的表达窗口。这推动了两种新的RNA路线发展。
自复制RNA(saRNA)在序列中加入了病毒复制酶相关元件。这样一来,RNA进入细胞后能自我扩增,较低的初始剂量就能实现高水平的蛋白表达。缺点也很明显,复制酶本身的免疫原性较强,容易触发人体先天免疫反应,可能影响表达效率,也限制了重复给药的可行性。
另一类,环状RNA(circRNA),则通过化学环化的方式把分子头尾相连,形成共价闭合结构,能显著抵抗外切酶,维持表达周期可长达数周甚至数月,是目前长效mRNA 最具潜力的技术路线。但环化和纯化工艺尚未成熟,产业化还有一段距离。

表1:三种RNA分子形态的核心差异
mRNA本身是一种脆弱的大分子,很难独立穿过细胞膜,必须依赖递送系统进入细胞。LNP脂质纳米颗粒是目前的主流方案,被大量临床数据证实可行。但LNP也存在缺陷,大多数LNP通过静脉注射后,容易在肝脏聚集。对于肝脏疾病这可能是好事,但是靶点如果在肺、中枢神经系统或特定免疫细胞,肝脏富集反而成为了技术障碍。
所以,当下mRNA递送技术的核心方向,正在从通用型LNP向靶向型递送转变。研究人员正在根据不同靶点,调整LNP的组成和表面结构,探索类似SORT-LNP及配体偶联的新策略,尝试提高组织和细胞的精准靶向。LNP之外,像外泌体、病毒样颗粒等非LNP系统也在积极探索。
在疫苗领域,成熟的LNP和肌肉注射方式已经满足需求;但针对肿瘤、蛋白替代和体内基因编辑,递送系统面对最大挑战还是怎么精准定位特定组织、细胞,乃至突破内体屏障,把药物准确送到位。因此,未来mRNA的技术竞争,很可能不再只是RNA本身,而是RNA分子、递送系统与给药方式的综合能力。
除了RNA形态和递送方式,mRNA还有一个非常重要的变量,也就是序列。一条mRNA并不只是简单的一段编码序列,帽结构、UTR区域、密码子、核苷修饰等多个因素都会影响RNA的稳定性、翻译效率、免疫原性以及蛋白表达。
长期以来,这类优化工作往往依赖经验和大量实验筛选,但随着候选序列数量快速增加,这种方法正在变得越来越低效,想全靠人工实验几乎不可能。更复杂的是,不同应用场景对序列有完全不同的需求。
现在越来越多的AI工具已经加入这一流程,让这项工作变得更加高效。通过对大量序列、结构与实验数据进行建模,可以在实验前对候选序列进行预测和筛选,从而减少盲目试错,让序列优化逐渐从经验驱动走向数据驱动。

表2:不同应用场景下的技术组合选择
通过重新组合RNA形式、序列设计、递送系统和给药方式,同一种底层技术可以被塑造成完全不同的产品。这就是它从单一产品技术走向平台技术的关键。

从季节性流感疫苗,到个体化mRNA癌症疫苗,mRNA正在进入更多治疗场景。它的价值也逐渐清晰,成为覆盖预防、治疗、体内基因编辑的通用蛋白表达技术平台。mRNA研发需要解决的问题也越来越具,序列设计的效率与精准度、递送系统的组织靶向能力,以及细胞内蛋白表达的可控性,这也对研发效率和技术协同提出了更高要求。
与此同时,mRNA研发涉及序列设计、DNA模板及载体构建、验证和生产开发等多个环节,每个环节都对技术可靠性与落地效率提出了更高要求。云舟生物正围绕mRNA研发持续完善相关技术能力,可为不同技术路线提供从设计、构建到验证和生产开发的全方位支持。
mRNA的下一站,不只是更多种疫苗,它正在逐渐成为一套可以被重新设计、重新组合,并不断拓展应用边界的技术平台。
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