北京时间10月2日,2023年诺贝尔生理学或医学奖正式公布,获奖者为卡塔琳·考里科(Katalin Karikó)、德鲁·韦斯曼(Drew Weissman)。诺贝尔奖官网这样描述他们的贡献:因为他们在核苷酸碱基修饰方面的发现,使得开发出针对COVID-19的有效mRNA疫苗成为可能。
卡塔琳·考里科(Katalin Karikó),1955年出生于匈牙利小新萨拉什,美国国籍,神经科学家、生物化学家,1982年获得塞格德大学博士学位,现为匈牙利塞格德大学教授。长期专注于研究信使核糖核酸(mRNA),即向细胞的蛋白质生成机制传递脱氧核糖核酸(DNA)指令的基因脚本。
德鲁·韦斯曼(Drew Weissman),1959年出生于美国马萨诸塞州列克星敦,免疫学家,1987年获得波士顿大学医学院免疫学/微生物博士学位,现任宾夕法尼亚大学RNA创新研究所所长。长期专注于RNA和先天免疫系统生物学的研究。
评奖委员会说,生产基于全病毒、病毒蛋白质和病毒载体的疫苗需要大规模细胞培养,其资源密集型过程限制了疫情暴发时快速生产疫苗的可能性。与病毒基因片段相对应的mRNA可以让机体细胞生成病毒的蛋白,从而激发免疫反应,因而也可以作为疫苗候选,但细胞外生产的mRNA依然不稳定且传递效果差。
两位获奖者研究发现,只要对细胞外生产的mRNA进行核苷酸碱基修饰,就可以让机体将外源mRNA“识别”为自身的mRNA,递送后既能减少炎症反应又能增加蛋白质产量。这一成果消除了mRNA临床应用道路上的关键障碍,开发mRNA疫苗的灵活性和速度为针对其他传染病疫苗的开发铺平了道路。未来该技术还可用于输送治疗性的蛋白质并治疗某些癌症类型。
背景信息
卡塔琳·考里科是一位生物领域的科学家,她于1955年出生于匈牙利的一个小城镇,从小接触自然并培养了对生物学的兴趣。后来她进入大学学习生物,并在上世纪七八十年代开始从事mRNA领域的研究。虽然mRNA领域被认为是一个偏门的专业,但卡塔琳一直坚持着研究。然而,在1985年,她因为领域过于偏门而无法获得资助,导致她失业。
卡塔琳决定离开匈牙利,前往美国谋求发展。在美国,她继续从事mRNA领域的研究,尝试通过体外合成mRNA来治疗艾滋病等疾病。然而,在费城天普大学的相关实验室被砍掉后,卡塔琳失去了工作。幸运的是,她很快进入了宾夕法尼亚大学医学院的实验室,继续从事mRNA研究工作。
在宾夕法尼亚大学医学院,卡塔琳和同事们成功地合成了mRNA,并在注入细胞后生成了相应的蛋白质。但是,这种效果维持的时间很短。尽管如此,这个研究在当时被认为是有希望的,但因为mRNA领域被认为是缺乏前景的,所以卡塔琳多次申请经费都失败了。
在宾夕法尼亚大学医学院失去经费支持后,卡塔琳陷入了困境。她尝试以自己的名义申请经费,但多次失败。最终,她遇到了德鲁·韦斯曼这位有名的学者,他们合作解决了mRNA免疫系统接受的问题,成功地合成了mRNA药物。这个突破对于mRNA疫苗和药物的研发具有重要意义。他们通过试验解决了mRNA疫苗/药物的主要问题,论文在2005年发表。他们向制药公司和风险投资机构寻求合作,但都未能获得回应。最终,德国制药公司BioNTech提供了研究资金,使得他们的研究得以继续。随着时间的推移,mRNA技术逐渐得到重视,并与癌症治疗联系起来。大型医药公司开始进军mRNA领域,并开发了多种mRNA疫苗。最终,由于新冠mRNA疫苗的成功,mRNA技术达到了巅峰,卡塔琳也迎来了自己的高光时刻。
近10年诺贝尔生理学或医学奖获得者名单
2022年,德国科学家斯万特·帕博(Svante Pääbo)获奖,获奖理由是“在已灭绝的古人类基因组和人类进化方面的发现”。
2021年,美国科学家戴维·朱利叶斯(David Julius)、雅顿·帕塔普蒂安(Ardem Patapoutian)获奖,获奖理由是“发现温度和触觉的受体”。
2020年,美英三位科学家哈维·阿尔特(Harvey J. Alter)、迈克尔·霍顿(Michael Houghton)、查尔斯·M·赖斯(Charles M. Rice)获奖,获奖理由是“发现丙型肝炎病毒”。
2019年,美英三位科学家威廉·凯林(William G. Kaelin Jr)、彼得·拉特克利夫(Peter J. Ratcliffe)和格雷格·塞门扎(Gregg L. Semenza)获奖,获奖理由是“发现了细胞如何感知和适应氧气的可用性”。
2018年,美国科学家詹姆斯·艾利森(James P. Allision)和日本科学家本庶佑(Tasuku Honjo)获奖,获奖理由是“发现了抑制负面免疫调节的癌症疗法”。
2017年,三位美国科学家杰弗里·霍尔(Jeffrey C. Hall)、迈克尔·罗斯巴什(Michael Rosbash)和迈克尔·杨(Michael W. Young)获奖,获奖理由是“发现了调控昼夜节律的分子机制”。
2016年,日本科学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)获奖,获奖理由是“发现了细胞自噬机制”。
2015年,中国科学家屠呦呦获奖,获奖理由是“有关疟疾新疗法的发现”;另外两位获奖科学家为爱尔兰的威廉·C·坎贝尔(William C. Campbell)和日本的大村智(Satoshi Omura),获奖理由是“有关蛔虫寄生虫感染新疗法的发现”。
2014年,英国科学家约翰·奥基夫(John O'Keefe)和挪威科学家梅·布莱特·莫索尔(May-Britt Moser)、爱德华·莫索尔(Edvard I. Moser)获奖,获奖理由是“发现构成大脑定位系统的细胞”。
2013年,美国科学家詹姆斯·E·罗斯曼(James E. Rothman)、兰迪·谢克曼(Randy W.Schekman)和德国科学家托马斯·苏德霍夫(Thomas C. Südhof)获奖,获奖理由是“发现细胞囊泡运输与调节机制”。