科学研究 - 卡里科与韦斯曼研发出超过130亿次接种的新冠mRNA疫苗，2023诺奖高度评价该技术“挽救数百万人生命”

今年的诺贝尔生理学或医学奖授予了两位研究利用被称为信使核糖核酸（mRNA）遗传物质，为开发新冠病毒疫苗铺平道路的科学家。这两位科学家分别是德国生物技术公司BioNTech的高级副总裁、美国宾夕法尼亚大学客座教授Katalin Karikó（卡塔琳·卡里科，68岁）和该大学教授Drew Weissman（德鲁·韦斯曼，64岁）。瑞典卡罗琳斯卡研究所在11月2日的新闻发布会上高度评价了上述两位科学家的成就，称“这些疫苗在全球已接种超过130亿次，挽救了数百万人的生命。使整个社会回归正常成为了可能”。

在宾夕法尼亚大学举办的诺奖庆祝活动上，卡里科博士（中左红衣者）和韦斯曼教授（中右灰色西装者）与教职员工和学生合影。照片由宾夕法尼亚大学提供。

卡里科等人开发的是通过替换构成mRNA的一部分物质，使其能在不引起炎症反应的情况下进入体内的技术。基于该技术，BioNTech与美国制药巨头辉瑞共同开发了新冠mRNA疫苗，美国Moderna（莫德纳）也开发出同样原理的疫苗。从研发开始不到一年的时间，在2020年底便实现了实用化，随后迅速普及到世界各国。

卡里科博士出生在冷战时期的匈牙利，在艰苦的生活中学习了分子生物学。在艰难渡美后，遇到了韦斯曼教授，共同进行研究。据说她接到诺贝尔基金会的电话时是在清晨，当时她还在睡觉。之后她参加了宾夕法尼亚大学的记者发布会，并鼓励了在她身后的女学生们。

卡罗琳斯卡研究所宣布2023年生理学医学奖得主的会议现场。（图片截自诺贝尔基金会的新闻发布会视频，由该基金会提供）

疫苗不到一年就投入实用，依靠的是二人开发的技术

2019年12月，新型冠状病毒在中国武汉首次被发现。日本确认首个感染者是在2020年1月中旬，之后新冠病毒迅速传播到欧美和亚洲各国。与此同时，病毒的基因组序列也在感染被确认不久后公开。在之后不到一年的时间里，BioNTech和辉瑞就开发出了mRNA疫苗。接种工作于2020年12月在英国开始，之后迅速扩展到全球。莫德纳公司的疫苗接种也随后展开。

迄今为止，预防病毒感染的疫苗都是利用对人体无害的病毒蛋白等，但存在投入实用之前的研发和制造需要花费很长时间的难题，通常会达十年之久。新冠疫苗之所以能够如此迅速投入实用，背后正是运用了卡里科和韦斯曼在mRNA基础技术积累。

mRNA是生物根据DNA的遗传信息合成蛋白质时的“中间体”。mRNA疫苗就是利用了这一特性，不是直接注入病毒蛋白质本身，而是注入病毒的“设计图”，使得在人体细胞内产生刺突蛋白。身体的免疫系统通过识别这种蛋白质来制造抗体，当真正的病毒侵入体内时，产生的抗体就会与病毒对抗。

接种mRNA疫苗后，人体细胞表面形成刺突蛋白的机理示意图（图片由诺贝尔财团提供）

通过“替换”，使其进入人体时不被当做异物

利用mRNA制作疫苗的研究大约在1990年左右就开始出现了。然而，mRNA在体内容易被分解，会被视为异物而引发炎症等强烈反应，在实用化中困难重重。

根据诺贝尔奖基金会的介绍，宾夕法尼亚大学的卡里科和韦斯曼从1997年正式开始研究mRNA疫苗开发中的问题。他们发现，将构成mRNA的名为“尿嘧啶”的物质替换为在转移RNA（tRNA）中常见的“假尿嘧啶”，mRNA在人体内就不会被当做异物。有关这种“替代方法”的论文于2005年发表，两位科学家为此进行了多次实验。

卡罗林斯卡研究所的负责人在记者发布会上介绍说，卡里科教授对mRNA非常熟悉，而韦斯曼教授有着免疫学方面的知识，两人在专业知识方面形成互补，推动了研究的进展。

这两位科学家各自有着怎样的经历，他们是如何相遇的，是怎样合作取得研究成果，从而挽救了全球众多生命的呢？下面就简单介绍一下两位获奖人的经历。卡里科教授于1955年1月17日出生于匈牙利，1982年在塞格德大学取得博士学位后在匈牙利科学院从事研究工作。1985年移居美国，曾担任费城大学博士后研究员、宾夕法尼亚大学高级研究员等职务，于2013年加入Biontech公司。2021年担任匈牙利塞格德大学的教授和宾夕法尼亚大学客座教授。

韦斯曼教授于1959年9月7日在美国出生，1981年从布兰迪斯大学硕士毕业，1987年获得波士顿大学免疫学和微生物学博士学位。后来在宾夕法尼亚大学医学部担任副教授等职务，2013年晋升为教授。

通过将构成mRNA的尿嘧啶替换为假尿嘧啶来抑制引发炎症的免疫反应示意图（图片由诺贝尔财团提供）

卡里科在祖国的研究被中断，在美国也经历了困境

卡里科教授2021年获得了庆应医学奖，2022年获得了日本国际奖。2021年11月在科学技术振兴机构（JST）主办的“Science Agora2021”上，她还发表了线上演讲。在先后访问日本参加颁奖典礼和演讲，以及在演讲和接受媒体采访等活动中，卡里科回顾了她在mRNA疫苗研究中取得成果之前的研究生涯，分享了她经历过的艰辛和困难的日子。

根据卡里科教授本人的讲述和一些公开资料，她出生于匈牙利东部的一个小镇索尔诺克。二战期间，小镇曾遭受空袭破坏，但在她成长的时候小镇逐渐恢复正常。当时正处在冷战时期，物资匮乏，没有自来水和电视，生活并不轻松，但和经营肉店的父母以及妹妹一起度过的日子对她来说则是“很幸福”的。十几岁的时候，在父母的鼓励下，她热衷于学习生物学。她在庆应医学奖的获奖演讲中也曾说过，“我那时是一个充满好奇心的孩子。在16岁时，我决定成为一名科学家”。后来她考入有着悠久历史的匈牙利顶尖学府赛格德大学，深入学习了分子生物学。

在该校获得博士学位后，她进入匈牙利科学院的研究所从事研究工作，但在1985年她30岁时，研究经费被削减。她也尝试在欧洲各国寻找研究机会，但当时只有美国的天普大学向她抛出了橄榄枝，于是她决定带着工程师丈夫和当时只有2岁的女儿赴美。当时他们手头的资金换算成日元大约只有20万日元，赴美已毫无回头的余地。

当时匈牙利政府禁止携带外币出境，因此有个广为人知的故事，考里科将所有现金缝在了女儿的泰迪熊中，带到了美国的新家。而当时抱着泰迪熊的女儿后来成为了职业赛艇运动员，还在2008年北京奥运会和2012年伦敦奥运会上连续两次作为美国赛艇队的队员获得过金牌。

卡里科后来在1989年转到宾夕法尼亚大学，在那里他遇到了当时正在进行艾滋病疫苗研究的韦斯曼。尽管开始了mRNA在医疗应用方面的研究，但也异常艰难。当时mRNA研究并非主流，研究经费也被削减，研究之路称得上坎坷。即便如此，她也没有放弃，仍坚持研究。在2005年发表的mRNA疫苗论文，最初也没有引起关注。其研究生涯可谓并不是一帆风顺的。

日本国际奖颁奖典礼上的卡里科和韦斯曼（照片拍摄于2022年4月13日，由日本国际科学技术财团提供）

日本已故科学家古市泰宏的发现也做出了贡献，与日本科学家也有交流

卡里科的演讲中还多次提到了2022年10月因癌症离世的日本分子生物学家古市泰宏教授。古市教授毕业于富山大学药学部，后在东京大学获得博士学位。他一直在国立遗传学研究所从事mRNA的研究，1970年代中期发现了RNA末端的“帽子”结构，这一名称因形状像帽子而来。

没有这个构造RNA就无法正常运作。与DNA相比，RNA、尤其是mRNA的研究朴素无华，如果没有帽子结构，mRNA将无法发挥功能，蛋白质也就无法合成。因此，古市的研究结果被认为对mRNA疫苗的实用化至关重要。很遗憾，古市教授在去年去世，未能听到卡里科等人获奖的消息，但可以确定的是，在新冠病毒流行期间，他一定为新冠疫苗在全球范围内得到推广而感到高兴。

因研究领域相近，卡里科教授与在东京医科齿科大学研究生物体功能修复的位高启史教授以及在东京大学医科学研究专攻免疫学的石井健教授等人都有交流。另外，大阪大学也在其官网上发布公告称，“卡里科教授与本校的研究人员有着深厚的渊源，本校多年来也一直在大力推动这一研究领域的发展，在此衷心祝贺两位科学家获此殊荣”。

此外，京都大学iPS細胞研究所名誉所长山中伸弥在该研究所的X（原推特）上发文表示：“诚挚地祝贺您获奖。此前有幸和您交谈时听说了您坚持不懈推进研究的事迹，对此深表敬意。mRNA疫苗技术这一划时代的发明，挽救了许多人的生命。”

卡里科教授的日本友人们也纷纷表示祝贺，大家普遍的印象是她“友善的性格”和“默默坚持研究的毅力”。

卡里科在日本国际奖获奖纪念演讲上介绍已故古市泰宏教授的研究成果，这一成果成为她后来进一步研究的契机（照片由国际科学技术财团提供）

复印机前偶遇，从探讨“研究屏障”开始

卡里科教授在接受诺贝尔基金会的电话采访时说，“最初我以为有人在开玩笑”。后来确认无误后，她与韦斯曼教授一同参加了在宾夕法尼亚大学校内举行的记者发布会。

获得诺贝尔生理学或医学奖后，两位获奖者在记者发布会上（照片由宾夕法尼亚大学提供）

卡里科教授在记者发布会上开心地谈到了1997年在复印机前与韦斯曼教授相遇的场景。当时复印机不多，排队等候的时间成了理想的信息交流场所。两位研究者都在研究上遇到了屏障。“互相交流各种想法是美好的”，“虽然我俩的研究室都不在同一栋楼里，但开始合作研究很开心”。

韦斯曼教授也回忆说，“（与卡里科相遇）当时拿不到研究经费，研究内容也没人感兴趣。临床试验也屡次失败，但在与卡里科相遇后，20年里我们一起开展研究”，“我们一直没有放弃，坚持不懈地推进了研究”。

当主持人询问卡里科能否给女性学生、女性研究人员以及将来的后辈一些建议时，她回答道：“如果你只想站在聚光灯下，那就去当个女演员。如果你想要遵循指令，那么军队可能适合你。但如果你喜欢解决问题，那么科学就是为你而存在的。”

宾夕法尼亚大学师生共同祝贺二人获奖（照片由宾夕法尼亚大学提供）

未来有望用于多种感染症的疫苗以及癌症治疗

卡里科教授在日本国际赏的获奖记者招待会上表示，他们的mRNA研究“最初的目的并不是用于疫苗开发，而是想要应用于医药品。对于新冠疫苗的研发，是出于救助感染者的责任感。”

结果，这项技术保护了世界许多人免受感染，或者免遭重症化。世界卫生组织（WHO）总干事泰德罗斯也表示，这项技术在控制大流行中发挥了重要作用。预计卡里科和韦斯曼开发的技术将来会得到更广泛的应用。

卡罗琳斯卡研究所表示，除了针对疟疾和流感等传染病的疫苗外，这项技术还有望应用于癌症治疗。卡里科教授在说明研究成果的演讲中也介绍了激发免疫系统以攻击癌细胞的疫苗等方面的研究。

尽管卡罗琳斯卡研究所高度评价了两位科学家的业绩，但在新闻发布会上也有人提出了关于mRNA疫苗安全性的问题。对此，该研究所的负责人表示，“这种疫苗已被接种130亿次，副作用有限，我们并没有过多的担忧。一旦感染新冠病毒，对健康会有长期影响”。但同时他也指出，“mRNA疫苗在体内的作用机制仍需要进一步了解。”

众所周知，诺贝尔基金会无论科学奖项的领域如何，都不会颁发给在安全性或道德问题方面存在问题的研究成果。此次决定将奖项授予新冠疫苗技术，是对该项技术的安全性认可，同时也承担了授予该奖项的责任。