최근까지 대부분의 사람들은 mRNA 백신에 대해 들어본 적이 없습니다. 이제 과학자들은 이것이 수많은 건강 문제를 해결하는 열쇠가 될 수 있다고 믿습니다. 1년 전, Anna Blakney는 런던의 한 연구실에서 비교적 눈에 띄지 않는 틈새 과학 분야에서 일하고 있었습니다. 그녀의 과학계를 제외하고는 mRNA 백신에 대해 들어본 사람이 거의 없었습니다. 아직 존재하지 않았기 때문입니다. 그녀가 2019년에 한 연례 컨퍼런스 연설의 참석자는 수백이 아니라 수십으로 셀 수 있습니다. 오늘날 그녀는 인기 가 많습니다 . 캐나다 브리티시 컬럼비아 대학의 조교수이자 TikTok에서 253,000명의 팔로워와 370만 개의 좋아요 를 가진 과학 커뮤니케이터입니다 . 그녀는 한 세대에 한 번뿐인 과학 발전의 물결을 타기에 적시에 적시에 적절한 위치에 있었다고 인정합니다. 그녀는 이 새로운 시대에 "RNAissance"라는 이름을 주기까지 했습니다.
Covid-19 대유행으로 인해 많은 사람들이 현재 Pfizer-BioNTech 및 Moderna와 같은 회사로부터 mRNA 백신에 대해 들어보았고, 받았습니다. 그러나 Blakney가 2016년 Imperial College London에서 박사 학위를 시작했을 때에도 "많은 사람들이 이것이 효과가 있을지에 대해 회의적이었습니다". 이제, "mRNA의 전체 분야가 폭발하고 있습니다. 그것은 의학의 판도를 바꾸는 것입니다."라고 그녀는 말합니다.
그것은 매우 크고 흥미로운 질문을 제기하는 게임 체인저입니다. mRNA 백신이 암, HIV, 열대성 질병에 대한 치료법을 제공하고 우리에게 초인적 면역을 줄 수 있습니까?
메신저 리보핵산 또는 줄여서 mRNA는 DNA에서 세포의 단백질 생성 기계로 유전 코드를 전달하는 단일 가닥 분자입니다. mRNA가 없으면 유전자 코드가 사용되지 않고 단백질이 만들어지지 않으며 신체가 작동하지 않을 것입니다. DNA가 은행 카드라면 mRNA는 카드 리더기입니다.
바이러스가 세포 내부에 들어오면 자체 RNA를 방출하여 납치된 세포를 속여 면역 체계를 손상시키는 바이러스 사본을 바이러스 단백질 형태로 분출하도록 합니다. 전통적인 백신은 항원이라고 하는 비활성화된 바이러스 단백질을 주입하여 작동하며, 이 단백질은 바이러스가 다시 나타날 때 신체의 면역 체계가 바이러스를 인식하도록 자극합니다. mRNA 백신의 천재성은 항원 자체를 주입할 필요가 없다는 것입니다. 대신, 이 백신은 mRNA로 번역된 항원의 유전자 서열 또는 "암호"를 사용합니다. 그것은 실제의 유령이며, 신체를 속여 매우 실제적인 항체를 생성합니다. 그런 다음 인공 mRNA 자체는 사라지고 이를 분해하는 효소를 포함한 신체의 자연 방어에 의해 분해되어 항체만 남게 됩니다.
따라서 기존의 백신에 비해 더 빠르고 저렴하게 생산하는 것이 더 안전합니다 . 수백만 개의 계란 내부에서 치명적인 바이러스를 키우는 거대한 생물학적 보안 실험실이 더 이상 필요하지 않습니다 . 대신, 단 하나의 실험실에서 항원의 단백질을 시퀀싱하여 전 세계에 이메일로 보낼 수 있습니다. 그 정보로 실험실은 "단일 100ml 시험관에서 백만 도즈의 mRNA"를 만들 수 있다고 Blakney는 말합니다.
우리는 이제 그 과정이 실시간으로 진행되는 것을 보았습니다. 2020년 1월 10일, 베이징에 있는 중국 질병통제예방센터 의 인수공통전염병 교수인 Zhang Yongzhen 은 Covid-19의 게놈을 시퀀싱 하고 다음 날 발표했습니다. 3월 11일 세계보건기구(WHO)가 코로나19에 대해 팬데믹(세계적 대유행)을 선언했다. 3월 16일 Zhang의 서열을 사용 하여 첫 번째 mRNA 백신이 1상 임상 시험을 시작했습니다.미국 식품의약국(FDA)은 2020년 12월 11일 Pfizer-BioNTech Covid-19 백신을 승인하여 인간에게 승인된 최초의 mRNA 백신일 뿐만 아니라 임상 시험에서 최초로 95%의 유효성을 나타낸 역사를 만들었습니다. 12월 18일에 Moderna mRNA 백신의 승인이 뒤를 이었습니다. 유행성 이하선염 백신인 "역사상 가장 빠른 백신"의 이전 타이틀 보유자 는 4년이 걸렸습니다. Moderna와 Pfizer-BioNTech 백신은 단 11개월이 걸렸습니다.
mRNA 치료제 세계에서 초기 효능 비율이 95%라고 상상한 사람은 많지 않았습니다 - Kathryn Whitehead
mRNA 백신의 이론은 펜실베니아 대학의 과학자 Katalin Karikó와 Drew Weissman에 의해 개척되었으며, 이들은 최근 미국 최고의 생물 의학 연구상인 2021 Lasker Award를 수상 했습니다. 그러나 2019년에도 주류 mRNA 백신은 적어도 5년은 남았다고 믿어졌습니다. 대유행은 이 의학 분야를 50년이나 앞당겼습니다. Carnegie Mellon 대학의 화학 공학 및 생의학 공학 부교수이자 Weissman과 Karikó의 핵심 공동 작업자인 Kathryn Whitehead는 "mRNA 치료 분야에서 초기 효능 비율이 95%라고 상상한 사람은 많지 않았습니다. 비상 시나리오".
그러나 이제 가능성은 무궁무진해 보입니다. 또는 Blakney가 말했듯이 "이제 바이러스 당단백질에 효과가 있는 것 같습니다. 이를 사용하여 다른 백신을 만들 수 있습니까? 그 외에 무엇을 할 수 있습니까?"
로체스터 대학의 생물학과 부교수인 Dragony Fu는 RNA 단백질 연구 를 위해 국립과학재단으로부터 그의 실험실을 위한 긴급 자금을 지원 받았습니다 . 현재 코비드-19에 대한 mRNA 백신 1.0을 목격하고 있다면 2.0은 두 가지 추가 범주의 질병을 다룰 것이라고 Fu는 말합니다. 코비드, 회사들은 HIV에 대한 mRNA 백신을 개발 중이었습니다." 그는 또한 병원체 캠프에서 지카, 헤르페스 및 말라리아 기생충을 인용합니다.
"다른 범주는 자가면역 질환입니다."라고 그는 말합니다. "백신의 매우 엄격한 정의를 넘어서기 때문에 흥미롭습니다." Fu는 예를 들어 염증을 줄이기 위한 mRNA "치료"가 미래에 포함될 수 있다고 말합니다. "이론적으로는 많은 가능성을 열어줍니다."라고 그는 말합니다.
Ohio State University의 약리학 및 약리학 부교수인 Yizhou Dong은 mRNA를 수용하고 우리 몸에 의해 즉시 파괴되지 않고 세포에 안전하게 전달하는 데 필요한 지방 또는 지질의 작은 공을 전문으로 합니다. 지질이 된 은 "이름없는 영웅으로 설명 지질 배달하지 않고 -" 마지막으로 완성하고 2018 년에 승인 된 많은 연구 연구의 폭 넓은 애플리케이션을 찾고, Covid-19 전에 2020 년에는 Covid-19 mRNA의 백신이 없었을 것이다 있었다 이 새로운 지질 전달 기술을 mRNA와 결합하는 것은 유전 질환, 암 면역 요법, 전염병 및 박테리아 감염을 포함한다고 Dong은 말합니다. "항원이 있고 단백질을 시퀀싱할 수 있는 한 이론적으로 작동해야 합니다."
지질 전달 및 mRNA 기술의 결합된 혁신 덕분에 개발 중인 백신 및 치료제에는 낭포성 섬유증 및 다발성 경화증에 대한 Translate Bio의 mRNA 요법이 포함됩니다 . Gritstone Oncology 및 Gilead Sciences의 HIV용 mRNA 백신 ; 낭포성 섬유증 및 심장 질환에 대한 Arcturus Therapeutics의 치료법 ; 독일 스타트업 Ethris는 AstraZeneca와 함께 중증 폐질환 및 천식에 대한 mRNA 치료법 을 개발 하고 있습니다.
열대성 질병에 대한 해결책도 모색되고 있습니다. Moderna는 Zika와 Chikungunya 모두에 대한 임상 mRNA 백신 시험에서 2상(3개 중)에 가깝습니다. 둘 다 세계 에서 가장 가난한 사람들에게 영향을 미치고 적절한 연구와 자금 지원을 받지 못 하기 때문에 소위 "소외된" 것으로 설명됩니다 . mRNA 백신의 속도와 비용은 그 패러다임을 바꾸고 방치된 열대성 질병의 종식을 알릴 수 있습니다.
그러나 아마도 우리 진열대에 출시된 최초의 새로운 mRNA 백신은 더 친숙한 적인 독감을 위한 것일 것입니다. 인플루엔자 바이러스는 매년 전 세계적으로 약 290,000-650,000명의 사망 원인이 됩니다 . "우리는 가까운 장래에 인플루엔자에 대한 mRNA 백신을 볼 가능성이 가장 큽니다."라고 Whitehead는 말합니다. "이 mRNA 백신은 수년 동안 개발되었으며 현재까지 임상 시험은 고무적입니다. 현재 인플루엔자 A에 대한 임상 시험은 2상 시험 중 1건을 포함하여 5건입니다." 이것은 제 시간에 있을 수 있습니다. 영국 이스트 앵글리아 대학의 보건 보호 교수이자 WHO의 자문 역할을 하고 있는 폴 헌터는 일부 국가에서 코로나19보다 더 많은 사망자를 초래할 수 있는 인플루엔자 전염병이 발생할 수 있다고 경고 했습니다.
여러 제약 회사들도 mRNA 백신과 암 치료제를 추구하고 있습니다. "암 세포에는 신체의 나머지 세포에는 없는 특정 표면 마커가 있는 경우가 많습니다."라고 Blakney는 말합니다. "바이러스를 인식하고 죽이도록 면역 체계를 훈련시키는 것과 마찬가지로 면역 체계를 훈련하여 해당 세포를 인식하고 죽일 수 있습니다. 동일한 아이디어입니다. 종양 세포 표면에 어떤 단백질이 있는지 파악하고 사용합니다. Blakney에 따르면 , 환자 특이적 개별화 의학의 아이디어는 수년 동안 감질 나는 전망이었습니다. 이것은 mRNA에 의해 활짝 열린 또 다른 문이 될 수 있습니다. 이론적으로 "그들은 종양을 제거하고 염기서열을 그것의 표면에 무엇이 있는지 확인한 다음 그들은 당신을 위해 특별히 백신을 만듭니다."
암, HIV 및 열대성 질병에 대한 치료법이 mRNA 2.0과 함께 제공된다면, 3.0과 함께 더 아래에 있는 것은 무엇입니까? 현대 의학에서 가장 큰 관심사 중 하나는 항생제 내성 입니다. "잠재적으로 C. difficile과 같은 박테리아 항원에 대한 백신을 실제로 만드는 것을 상상할 수 있습니다. 아직 시도는 없지만 Frontiers와 같은 과학 저널은 이 아이디어를 탐구했습니다 .
보다 일반적인 상업적 건강 및 웰빙 응용 프로그램의 가능성도 있습니다. 예를 들어 Fu는 자신을 포함하여 수억 명의 아시아계 사람들과 실제로 세계 인구 의 약 68%에 영향을 미치는 유당 불내증이 언젠가 표적이 될 수 있다고 제안합니다. 미래에는 유당을 분해하는 단백질을 만드는 mRNA라는 메시지를 전달하는 방법을 개발할 수 있습니다. 생명을 위협하지는 않지만 수십억 달러 규모의 산업이 될 것이라고 상상할 수 있습니다. "
Ohio State에서 Dong은 콜레스테롤을 표적으로 하는 마우스 실험을 성공적으로 진행했습니다. PCSK9 단백질 수치가 높은 사람들은 콜레스테롤 수치가 높고 심장병이 일찍 발병 하는 경향이 있습니다 . "[쥐에서] 한 번의 치료 후에 PCSK9 단백질 수준을 95% 이상 줄일 수 있다는 것을 알아냈습니다. 이는 확실히 매우 중요한 연구 방향입니다." Dong에 따르면 적어도 하나의 생명 공학 회사가 PCSK9를 억제하기 위해 mRNA를 사용하는 임상 시험을 계획하고 있습니다.
다양한 맛을 선택할 수 있습니다... 특정 필요에 따라 다양한 단백질을 선택적으로 만드는 mRNA 칵테일 – Dragony Fu
이 모든 것이 의문을 제기합니다. mRNA 치료제가 우리에게 거의 초인간적인 면역을 줄 수 있습니까? 이미 Covid-19 mRNA 백신으로 인해 일부 사람들은 매우 높은 수준의 항체를 생산 하여 한 번에 여러 Covid-19 변이체 를 중화 할 수 있습니다.
또한 다양한 mRNA 백신을 함께 혼합하여 암과 바이러스를 동시에 예방할 수 있는 단일 건강 증진 백신으로 만들 수 있는 가능성도 있습니다. 현재로서는 추측일 뿐이지만 Fu는 "다양한 맛을 선택할 수 있습니다... 특정 필요에 따라 다양한 단백질을 선택적으로 만드는 mRNA 칵테일"이라고 말했습니다. Moderna와 Novavax는 이미 개발 중인 Covid-19와 독감 백신을 결합했습니다 .
그러나 우리가 너무 몰두하기 전에 mRNA 백신에 대한 질문이 남아 있습니다. 현재 우리는 정기적인 부스터 주사가 필요하며 이러한 주사는 팔을 다치게 하는 경향이 있으며 때로는 피로감을 주는 부작용이 있습니다 . 이 글을 쓰는 시점에서 우리는 실제 사용에 1년도 채 되지 않았습니다. 아나필락시스 반응(사망은 없었지만)은 미국에서 예방 접종을 받은 사람 100만 명당 약 2~5명에서 관찰되었습니다 . 화이자-BioNTech 백신의 경우 100만 명당 4.7명으로 모더나 백신의 예방 접종 250만 명에 비해 약간 높습니다. 한 분석에 따르면 여전히 낮기는 하지만 독감 백신보다 11배 더 높습니다.
"우리는 항체 반응과 세포 반응이 얼마나 오래 지속되는지 이해하기 위해 여전히 노력하고 있습니다."라고 Blakney는 말합니다. "현재 mRNA 백신에서 정말 좋은 기억 T 세포 반응을 얻었다는 좋은 징후가 있지만 이러한 시도는 대부분의 경우 1년 반이 지났기 때문에 우리는 여전히 그 면역이 얼마나 오래 지속되는지 이해하고 있습니다." 그녀는 대부분의 사람들이 "그 후 3일 동안 당신을 기절시키는 여러 백신을 매년 받고 싶지는 않습니다"라고 덧붙입니다.
그러나 UBC의 Blakney 연구실은 saRNA 또는 자가 증폭 mRNA 에 대한 답을 찾기 위해 노력하고 있습니다. 세포 내부에 들어가면 스스로 복제할 수 있다는 점을 제외하고는 정상적인 mRNA와 구조적 구성 요소가 동일합니다. "이것은 mRNA에 비해 일반적으로 약 100배 적은 saRNA를 훨씬 더 낮은 용량으로 사용할 수 있기 때문에 매우 유리합니다."라고 Blakney는 말합니다. 이것은 더 많은 돈을 벌고 팔의 통증을 줄여준다는 것을 의미합니다. 거북이 대 토끼 경주에서 mRNA 백신은 Covid-19와 싸우기 위해 앞서 갔을 수 있지만 saRNA는 결국 승리할 수 있으며 실제로 AstraZeneca로부터 1억 9500만 달러(1억 4500 만 파운드)의 후원을 받았습니다 ( 2950만 달러에 유리하게 비교됨) (2,200만 파운드) Ethris는 이 기사의 앞부분에서 언급한 폐질환 백신 개발을 위해 받았습니다 .
한편 Fu, Dong, Whitehead 및 Blakney는 RNAissance의 물결을 계속 타고 운전합니다. 그들이 어디로 데려가든 한 가지는 확실합니다. 그들이 한때 알았던 것과 같은 틈새, 익명의 연구 분야가 다시는 없을 것입니다. 특히 Blakney와 같은 TikTok에 설명 동영상을 게시하는 경우. "그곳에서 나의 모든 임무는 사람들에게 백신에 대해 교육하는 것입니다."라고 그녀는 웃습니다. "나는 수많은 무작위 질문을 받았습니다. 하지만 많은 사람들이 다음과 같은 말을 했습니다. 나와 내 파트너가 백신을 접종한 이유는 당신 때문입니다. 그리고 그것은 정말 영향력이 있습니다."
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