用于养猪业的mRNA疫苗

摘" 要：世界瞬息万变，新技术令人兴奋，可能造就更好的事物，也可能会带来一些弊端，而且这些弊端可能只在后期才会显现出来。在新型冠状病毒肺炎期间，mRNA疫苗受到了欢迎，但人们也对其发展速度提出了许多疑问。这对养猪业意味着什么？是时候深入研究mRNA疫苗背后的技术了。

关键词：mRNA疫苗；养猪业；mRNA技术

在讨论mRNA疫苗之前，应先上一堂生物课，否则感兴趣的读者可能还没开始阅读就已经迷失了方向。因为，本文将深入探讨生物的核心问题。

生物是由脱氧核糖核酸（desoxyribonucleic acid，DNA）构成的。DNA是生物档案，是所有遗传特征的载体。DNA由碱基对组成，以双螺旋结构著称，通常深藏在宿主细胞中而受到很好的保护。与DNA齐名的核糖核酸（ribonucleic acid，RNA）是在需要发挥功能时形成的。RNA对基因的编码、转移、输送和表达，以及最终翻译成蛋白质来执行某些功能均至关重要。RNA有多种形式，其中一种是信使核糖核酸（messenger-RNA，mRNA）。mRNA以DNA为模板转录而成，指导蛋白质合成。

mRNA构成了新一代疫苗的基础。美国艾奥瓦州立大学疫苗、诊断和免疫治疗首席技术官Michael Roof博士对mRNA疫苗的原理作了详细解释。

Pig Progress：mRNA疫苗到底是什么？它们在微生物水平上是如何发挥作用的？

Michael Roof博士：在正常的宿主细胞内，细胞以DNA为模板合成RNA，而RNA是细胞用来合成蛋白质的模板或“配方”。mRNA疫苗可直接为细胞提供所需疫苗靶标的mRNA，然后进入正常的蛋白质合成过程，由细胞产生所需疫苗的抗原。重要的是，mRNA的半衰期很短，因此，它会在几分钟或几小时内被细胞自然降解。人体接种的新型冠状病毒肺炎疫苗主要有两种类型。第一种是病毒载体疫苗，用病毒（如腺病毒）载体将所需的新型冠状病毒序列携带并转移到细胞中，然后由细胞合成蛋白质靶标，如强生公司和阿斯利康公司生产的疫苗。第二种是mRNA疫苗，将合成的RNA直接注射到细胞中，用于合成与免疫相关的蛋白质，如辉瑞和BioNTech公司以及莫德纳公司生产的疫苗。目前，许多研究人员和公司正在研发一种自扩增mRNA疫苗。在这种情况下，RNA模板既可编码相关基因的抗原，又可像病毒一样，能够利用宿主细胞进行自我复制，以增加细胞中mRNA数量。

Pig Progress：这项技术是如何开发的？

Michael Roof博士：利用DNA或RNA进行免疫接种的技术早在二十多年前就已为人们所知和描述。由于mRNA的半衰期短，稳定性差，这项技术直到最近才具有商业可行性。RNA的半衰期从几分钟到几小时不等，因此会在细胞内自然降解。mRNA疫苗在商业上取得成功，主要得益于两大进展。首先是修饰核苷酸的发现和使用，这种核苷酸更稳定，可提高mRNA的稳定性。其次是脂质体和纳米颗粒技术，该技术提高了mRNA的稳定性，从而推动了疫苗递送的进展。用mRNA技术生产疫苗有自身的优缺点（表1）。

Pig Progress：mRNA疫苗的应用在养猪业处于什么阶段？目前可以应对哪些疾病？允许在哪些国家和地区使用？有哪些预期？

Michael Roof博士：在美国动物保健领域，目前还没有莫德纳、辉瑞等公司生产的mRNA疫苗出售。默克动物保健公司有一种名为Sequivity的疫苗在市场上销售。该疫苗利用有缺陷的委内瑞拉马脑炎病毒将RNA转移到细胞中并产生靶向免疫反应。美国农业部兽医生物制品中心在监管评估中将该疫苗描述为RNA颗粒疫苗。许多公司都在研究mRNA疫苗及其在动物保健中的应用。流感是一种常见的疾病研究对象，因为血凝素（haemagglutinin，HA）是一种已知的保护性免疫原，在许多物种中都有应用。最有希望的疾病靶标是基因组小的病毒。对于细菌（基因组大，具有多种毒力因子）和较大的病毒（如非洲猪瘟病毒），虽然可行但更具挑战性。

Pig Progress：欧盟立法是否对欧洲引入mRNA疫苗设置了障碍？

Michael Roof博士：虽然欧盟的监管程序不同于美国农业部兽医生物制品中心，但没有具体的法规禁止使用RNA疫苗。任何新疫苗或疫苗技术都需要遵守欧洲药品管理局制定的监管准则，以确保使用的安全性和有效性。

Pig Progress：养猪业从人用新型冠状病毒肺炎疫苗中汲取了哪些经验教训？

Michael Roof博士：首先，我认为在某些方面，动物保健行业领先于人类保健行业，因为我们有适合的产品和流程来处理冷冻疫苗产品和产品分销。其次，兽医和行业对群体免疫以及在人群中实现广泛免疫的重要性有很好的理解。我认为动物保健领域可以从新型冠状病毒肺炎疫情中学习与疫苗使用相关的政治和情感观念。从历史上看，疫苗对人类健康的重要性已为社会所接受并从中受益，天花、脊髓灰质炎等疾病已被消灭。但如今，由于种种原因，人们对疫苗的使用却越来越犹豫。在动物保健领域，现在看到国家立法者正在讨论，并有可能规范动物疫苗使用的法律和立法政策。因此，动物保健行业需要参与进来，以确保他们拥有可用的工具来确保食品安全、动物福利和疾病控制。此外，值得注意的是，美国农业部和兽医生物制品中心已经对疫苗进行了严格监管，这些机构拥有评估动物安全、动物疗效、环境影响和人类影响的专家和能力。额外的监管不仅无益，还会造成合规方面的复杂性和混乱，并可能影响进出口。

Pig Progress：在新型冠状病毒肺炎暴发期间，对mRNA疫苗的负面评论很多。您认为有必要打破关于mRNA疫苗的一些荒诞说法吗？关于mRNA疫苗，您认为有哪些领域需要开展更多研究？

Michael Roof博士：我认为，在疫苗认知方面有两大挑战需要解决。第一个是关于mRNA与宿主整合，并造成某种“科学怪人”情况的问题。RNA和mRNA极不稳定，半衰期只有几秒、几分钟或几小时，因此肯定不会整合到宿主基因组上或长期存在。人体内有多种核酸酶和核糖核酸酶，可以降解和破坏核苷酸，以确保其不会过度表达。第二个是接种疫苗后会发生什么问题。在人类和动物保健中，个体对疫苗的反应存在很大的差异。有些人几乎会得到完全保护，而有些人只会获得部分保护，但与不接种疫苗的人相比，他们的病情要轻。这是正常现象，说明免疫是一个受宿主、环境和特定疾病影响的复杂问题。一般来说，疫苗可以减轻临床疾病的严重程度，通常还能降低病原体的水平。很少有疫苗能提供消除性免疫（sterilising immunity）。这并不能证明或表明接种疫苗没有益处。如果大多数畜群或人群接种了疫苗，其长期好处通常是疾病流行期缩短、严重程度降低、治疗减少以及疾病变化减少或减缓。反之亦然，在部分接种了疫苗的人群中，疾病的发生率更高，疾病的变化也更快。例如，随着人类越来越频繁地减少儿童疫苗接种，我们看到百日咳、麻疹和水痘等疾病再次出现。疫苗并不神奇，但它们确实能给个人和群体带来益处。

Pig Progress：一些消费者担忧，使用mRNA疫苗可能会对肉品质造成影响。您想对这些消费者说些什么？

Michael Roof博士：mRNA疫苗不会整合到宿主基因组中。mRNA的半衰期很短，降解速度很快。因此，mRNA疫苗不会造成安全问题或食品消费问题。