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莫德納最早不是研發疫苗 失敗的新藥反而開啟新局

2022-02-14 15:17天下文化 作者/古格里‧祖克曼

莫德納疫苗。 路透社
莫德納疫苗。 路透社

▌失敗的新藥,完美的疫苗

莫德納的研究人員第一次做實驗時,利用的是幾乎「全裸」的mRNA,他們在實驗室裡創造出一種包含指令的mRNA分子,只包覆一層非常粗糙的化學物質,就將它直接注入體內。這種裸露的mRNA能反覆實驗,使小鼠體內生成足夠的VEGF蛋白質(血管內皮生長因子),AZ因此寄與厚望,希望利用莫德納的mRNA技術來製造心血管藥物。

然而,到了二○一三年初,顯然VEGF蛋白質的生成是個例外。莫德納團隊試圖研發可以治療其他罕見疾病的mRNA分子,發現幾乎無法生成足夠的蛋白質,無法幫助任何人。幾乎所有進入體內的mRNA,在進入細胞之前,就被核酸酶(nuclease)切割、消滅了。為了解決這個問題,莫德納的研究人員用LNP(脂質奈米顆粒)把mRNA包裹起來,有這個保護層,mRNA就能順利進入細胞中。早在一九七○年代,蘭格等人已經開始利用脂質和其他物質做實驗,最後發現這些物質能保護像DNA和RNA這樣大而複雜的分子,使其容易進入細胞中。於是莫德納用LNP把mRNA包裹起來,創造出更有效的分子,注射到肌肉時,LNP能把mRNA直接送到腋下的淋巴結,就像搭上順風車,進入免疫系統的中心。

但這些研究人員遇到一個更大的難題。他們以小鼠和猴子作為實驗對象,第一次把用LNP包裹的mRNA注入這些動物的體內,產生很多的蛋白質,因此非常興奮。但在一週左右的時間內,經過後續注射之後,研究人員發現蛋白質的生成量急遽下降,似乎身體的防禦系統已經知道如何抵禦這些注射至體內的分子及其基因有效負載(genetic payload)。

考里科和羅西等mRNA先驅未曾重複注射,也沒有嘗試製造足夠的蛋白質以供新藥開發,因此他們沒有用LNP把mRNA包裹起來,沒有遭遇過這種「曇花一現」的問題。莫德納研究人員不敢相信自己的眼睛。他們在重複注射兩週左右之後檢測實驗動物,幾乎看不到mRNA刺激生成的蛋白質。看來,修飾mRNA的組成結構還不足以躲避免疫系統。

研究人員不知道問題的癥結在哪裡:是mRNA,還是LNP?是蛋白質沒生成,還是生成之後很快就被消滅,因此無法發揮功用?

研究人員束手無策,陷入沮喪,有些人甚至悶悶不樂地走來走去。如果生成的蛋白質在短短幾天內就消失了,要如何製造出有用的藥物來取代缺少或有缺陷的蛋白質? 使用裸露的mRNA似乎是唯一可靠的方式,但只能注射一次或兩次。因此一來,能治療的疾病根本寥寥無幾。

這個消息讓班塞爾火冒三丈,有些員工擔心就要被炒魷魚。

「為什麼不能重複注射?」班塞爾問道,「為什麼沒有進展?!」

科學研究部門的主管霍格向來平靜、樂觀,連他都不免擔心自己錯了,為了莫德納放棄麥肯錫高薪工作是否為明智之舉?霍格焦躁不安地在辦公室裡走來走去,一邊把橄欖球拋到空中,一邊思索解決方案。他請公司裡的資深研究人員黃翊群過來,重新檢視這個困境,看是否遺漏了什麼。

莫德納執行長班塞爾。 歐新社
莫德納執行長班塞爾。 歐新社

黃翊群接受了這個任務,一邊應付班塞爾的急躁。早先,他曾向他的導師請教,導師提醒他,科學發現需要時間。

「科學會按照自己的速度前進,這是急不得的。」她說。黃翊群聽了,感到比較安心,但他知道這句格言不能對班塞爾分享。

如果有個杯子裝了一半的水,黃翊群會說杯子是半滿的。他就是這樣的樂觀主義者,傾向看到事情好的一面。他在臺灣出生、成長,十四歲那年跟父母移民美國。一開始,他不會講英語,很想念家鄉,但他父母希望他留下來,在美國接受好的教育。儘管孤獨、沮喪,他決定把這個新環境當作一個機會。

他想,爸媽不會讓我回臺灣的。

最後,他在紐約大學取得寄生蟲學的博士學位,之後又拿到企管碩士。現在,他決定用新的角度來看莫德納碰到的這個難題。公司裡的每一個人看到的都是mRNA不能做什麼,也就是在重複施打之後,不能產生有效的、足夠的蛋白質。但黃翊群著眼於mRNA能做的:儘管存在時間短暫,依然能在被消滅之前進入細胞,製造出足夠的蛋白質。不知道為什麼,以LNP包裹、帶有基因有效負載的mRNA注射到肌肉,就能被輸送到淋巴結,即使劑量很低,也能引發強烈的免疫反應。黃翊群心想,的確,這樣無法讓蛋白質持續生成,或許這也不是壞事。

黃翊群在研究生涯早期曾從事瘧疾疫苗的研究。莫德納的mRNA難題提醒他有效疫苗都會如此:教導免疫系統識別病毒,隨即功成身退。對疫苗而言,無法持續生產蛋白質並不重要,重要的是誘發免疫反應。莫德納的研究人員很沮喪,因為mRNA無法製造大量可用於製造新藥的蛋白質,也許他們錯了。生成的蛋白質有限,不是他們的技術有問題,引發強烈的免疫反應也不是缺點。這正是mRNA的特點。

黃翊群靈機一動:這不就是完美的疫苗?

二○一三年春末,黃翊群把這個想法告訴霍格:

莫德納應該製造疫苗,而不是藥物。如果mRNA刺激生成的蛋白質具有免疫原性,黃翊群說,那就好好利用這個特性吧。

霍格發現黃翊群說的論點頗讓人信服,但他對莫德納業務焦點的轉移有很大的疑慮。莫德納以一家能夠生產蛋白質來治療疾病的公司自居,說服投資人和合作夥伴相信自己是蛋白質藥物的新星。公司的目標是新藥開發,而不是疫苗。拜託,公司全名是莫德納醫療公司(Moderna Therapeutics, Inc.),又不是莫德納疫苗公司。德國的CureVac已經在疫苗方面努力好幾年,還沒搞出什麼名堂。儘管莫德納的主管考慮過研發疫苗,還是決定不做,因為大家都知道疫苗利潤低,有如做功德,賺不了大錢。

儘管如此,霍格要黃翊群使用mRNA製造流感疫苗,在小鼠身上進行實驗。除非確定這個新方法能成功,否則不能告訴任何人。只有他們的mRNA疫苗產生令人驚豔的結果,遠勝過其他疫苗,公司才會主張改絃易轍。

那年感恩節假期前幾天,黃翊群接到一家檢驗公司研究人員打來的電話,說要把流感疫苗小鼠實驗結果的電腦檔案傳給他。黃翊群盯著檔案中的數據,驚訝得久久說不出話來,最後才問:「這些數據沒錯吧?」

那位研究人員向他保證,數據完全正確。他的mRNA會在小鼠體內製造一種關鍵性的流感蛋白,激發免疫反應,血液中的抗體或效價高得驚人。小鼠得到的保護力比既有的流感疫苗、包括CureVac研發的疫苗及其他流感疫苗(如使用裸露的mRNA)要高一百倍。

他想,怎麼可能?一定有人搞錯了吧。

他重複實驗,發現數據真的是正確的。疫苗似乎使實驗小鼠獲得高超的保護力。後來,黃翊群和霍格也在實驗猴子身上得到同樣令人驚異的結果。

稍後,霍格在公司走廊看到班塞爾,走到他面前。

「有件事我得告訴你,」霍格說。

班塞爾得知流感疫苗實驗數據,知道問題可能迎刃而解,興奮得不得了。阿費揚、董事會和公司早期資助者也雀躍不已。儘管疫苗研發不是公司的首要目標,但他們的藥物研究遭遇瓶頸。黃翊群和霍格得到的數據實在不可思議。如果流感疫苗能夠奏效,其他疫苗應該也可以。他們終於有機會做出不同凡響的事。

※ 本文摘自《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽》。


《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽》

作者:古格里‧祖克曼

譯者:張玄竺, 廖月娟, 鍾榕芳, 黃瑜安

出版社:天下文化

出版日期:2022/01/24

《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽...
《疫苗商戰:新冠危機下AZ、BNT、輝瑞、莫德納、嬌生、Novavax的生死競賽》書封
圖/天下文化提供

mRNA
免疫系統
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新冠肺炎
莫德納疫苗

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