通過內部研究、學術合作和全球團隊建設，Moderna 為創新和制造創造了一個生態系統。

 

mRNA技術使得信息轉化為疫苗變得更為容易且速度更快。

 

當前的COVID-19大流行已在全球奪走了約1820萬人的生命，但情況可能會更糟。如果沒有疫苗，死亡人數可能接近4000萬。由假定的“X疾病”引發的未來大流行可能會更糟，衛生保健專家希望做好準備。

 

在這種情況下，“疾病X”是世界衛生組織（WHO）指定的未知病原體，有可能引起嚴重的國際流行病。而且可能不遠了。一項研究估計每年發生另一場大流行的可能性高達2%，并且至少與COVID-19一樣嚴重，這就意味著未來十年有五分之一的機會。這也是當前，Moderna的科學家預測“X疾病”的原因。

 

“公司計劃以廣泛的方式看待全球健康，這也關乎病人能否負擔的。”Moderna首席法務官兼馬薩諸塞州劍橋市基金會主席Shannon Klinger說，“我們看到，生活在低收入國家的人們死于傳染病的可能性遠遠高于非傳染性疾病。

 

Moderna的COVID-19疫苗背后的技術—包裝在脂質納米顆粒中的mRNA，有可能減少全球健康差異，并幫助人類對抗未來的流行性疾病。“我們認為mRNA平臺具有獨特的優勢，可以應對這些挑戰，我們的行業幾十年來一直在努力應對這些挑戰，” Klinger說，“我們全球公共衛生戰略的一部分旨在推進我們的mRNA疫苗，以預防傳染病，并投資于下一代mRNA創新。

 

Moderna目前的管線包含許多與公共衛生相關的計劃，包括針對COVID突變株，流感病毒和呼吸道合胞病毒等呼吸道傳染疾病的疫苗。2022年初，Moderna公司宣布了一系列旨在應對新型病原體的計劃，為“X疾病”的威脅做好準備。Moderna公司根據全球經濟發展狀況，世衛組織以及流行病防范創新聯盟（CEPI）的重點監控的病原體，選擇了15種疾病。“他們已經發出了行動呼吁，以開發針對特定病原體的疫苗，” Klinger說。“我們的產品已經包含其中四種：SARS-CoV-2、HIV、Nipah和Zika，”當前，Moderna將利用其mRNA技術來研究針對其余11種病原體的疫苗，其首要目標之一是收集盡可能多的數據。

 

使用mRNA技術的疫苗有可能減少全球衛生差距，并幫助抗擊未來的大流行

 

針對原型病原體

 

鑒于“X疾病”可能是什么的不確定性，Moderna加快了基于原型病原體的新疫苗的開發速度。“我們對不同的病毒家族進行了研究”Moderna首席傳染病科學家Andrea Carfi說，“這為我們開發針對相關病原體的新疫苗提供了一個起點。該起點包括病毒結構，細胞攝取以及疫苗最佳抗原設計的相關知識。

 

原型病原體不僅表明潛在的抗原是靶向性的，它還有助于Moderna的科學家及其合作者開發用于測試新疫苗效力的檢測方法和模型。“測試對于疫苗的開發至關重要” Carfi說。

 

對于COVID-19，Moderna利用其從其他冠狀病毒工作中學到的知識來加快其疫苗的開發。其他工具也加速了更多疫苗的研制。例如，Carfi說：“將結構生物學應用于抗原設計-可以真正了解這些蛋白質的原子細節以及如何使它們更穩定-進而幫助我們設計出更好的疫苗。此外，他指出：mRNA技術可以更輕松地將抗原信息轉化為疫苗，并且速度更快。“使用mRNA方法，你不必培養病毒來制造疫苗”他說，“相反，你可以使用已有的序列信息，并篩選出與其他病毒的相似序列”。

 

結構生物學的許多進步都源于計算。“十年前，我們認為人工智能（AI）不能用在疫苗設計，但它在理解病毒蛋白質的結構方面提供了一個非常好的起點，特別是在病毒表面” Carfi說。“因為這些蛋白的結構通常是非常不穩定的。”他補充說，擴展結構數據庫將改善基于人工智能的訓練，允許算法探索新病毒。

 

這些分析工具共同改變了疫苗的開發。“我們將舊的疫苗學，結合了結構生物學，病毒學，免疫學，匯集了科學的所有不同方面” Carfi說。“如果不了解病毒感染如何進入細胞以及如何中和它，就沒有疫苗”。

 

mRNA疫苗學結合了結構生物學，病毒學，免疫學 - 匯集了科學的所有不同方面。（圖pdb數據庫）

 

一個典型的例子是Moderna在Nipah病毒疫苗方面的工作。Nipah是一種人畜共患疾病，世界衛生組織預估其死亡率高達75%。“從其他副粘病毒（與粘液蛋白有特殊親和性的一類病毒）中，我們知道抗原的結構以及如何穩定它們，我們可以直接將其應用于Nipah” 他說。“這項工作提出了最佳的靶向抗原，但我們需要為靶向抗原提供保護”，這就需要開發測定和動物模型。

 

“對于全球健康而言，選擇的最佳原型病原體取決于哪種感染構成最高風險，這需要嚴密的監視”Carfi說，“你需要真正了解流行病學以及哪里有感染爆發。從這些爆發中，Moderna選擇了一種原型病原體，該病原體可能提供有關新感染的最多信息”。

 

制造復雜的疫苗

 

“為了對抗某些疾病，疫苗必須同時具有由多蛋白復合物或多種病原體組成的抗原。對于以前的技術來說，這是非常困難的”，Moderna首席科學事務科學官Melissa Moore說。

潛伏病毒通常表達許多觸發抗體產生的抗原。例如，巨細胞病毒的關鍵抗原由五個亞基的復合物組成。靶向該抗原需要設計一種識別所有五個亞基的疫苗。“這真的不能用標準的生物制劑制造，然后通過細胞培養制造蛋白質，最后試圖使用它們”，Moore說。Moderna正在研究一種潛在的疫苗，可以將五個蛋白制備所需的mRNA放入一個脂質納米顆粒中，以制造針對所有亞基的疫苗。

 

其他組合也可以在mRNA疫苗中進行構建。例如，多價疫苗可以攻擊同一疾病甚至不同疾病的多種毒株。Moderna的最新COVID疫苗由FDA、EMA和其他機構授權并批準，包括編碼病毒原始毒株的mRNA以及包括奧密克戎在內的幾種變體。此外，Moore說，“Moderna正在努力將靶向呼吸道病毒的mRNA混合在一起，以制造聯合疫苗”。盡管存在其他聯合疫苗的例子，例如麻疹，腮腺炎和風疹（MMR），但用mRNA制造它們簡化了制造過程，只需制造mRNA并將它們放在一起，而不是培養多種細胞培養物。

 

建立社區科學

 

除了內部專業知識外，Moderna 還參與更廣泛的研究社區合作。當前基于mRNA的疫苗源于學術界和工業界多年前的研究。“如果沒有數十年來對mRNA分子生物學的好奇及研究，我們就不可能開發出我們的mRNA疫苗” Moore說，“是數十萬人的研發人員使我們能夠做到這一點”。

 

Moderna 與學術界和工業界的科學家合作，推進治療 X 型疾病的藥物

 

對于未來的mRNA疫苗，Moderna制定了一項計劃，鼓勵學術界和工業界科學家之間的合作。“在內部，我們無法獲取所有的臨床前數據來調查所有可能的疫苗” Moore說。“因此，公司開發了mRNA Access計劃（Home | Moderna mRNA Access (modernatx.com)），為研究人員提供針對新出現或被忽視的傳染病設計新型疫苗的工具。

參與的研究人員可以使用 Moderna 的 mRNA 設計工作室。借助這種基于云的工具，研究人員可以以新的方式創建針對新興疾病或現有疾病的mRNA。“這將使得學術研究人員能夠找出新的抗原設計，我們為他們提供靶向該抗原的mRNA”，Moore說，“這將是一項了不起的技術，我們得到了與探索疫苗的研究人員分享的機會”。

 

“事實上，戰勝未來可能爆發的傳染病，需要將疫苗生產推廣到世界各地”，Klinger說，“疫情告訴我們，即使有批準的疫苗，也并不總是有足夠的數量來滿足需求，并為風險最大的人群提供。這就是為什么我們宣布，在肯尼亞發展疫苗制造業是公共衛生戰略的一部分”。與傳統疫苗相比，基于mRNA的疫苗可以在較小的設施中生產，成本低于傳統疫苗設施，這使得在需要疫苗的地方建造工廠變得更加容易。她補充說，“肯尼亞工廠預計每年將生產多達5億劑疫苗”。

 

在COVID-19大流行期間，世界各地的人們都見證了合作的價值。“我們知道，大流行性疾病的防范需要公共和私人合作”，Kinger說，“因此，雖然我們的平臺使我們能夠迅速行動，但我們必須與政府，衛生保健從業者以及其他利益相關者合作，以應對未來病原體的挑戰”。當談到應對“X疾病”時，Klinger說，“我們正在建立一個生態系統，以便為前進做好充分的準備。

 

Reference：

[1]. Moderna公司官網（Pioneering mRNA technology - Moderna (modernatx.com)）

[2]. HOW TO BUILD AN MRNA ARSENAL FOR PANDEMIC PREVENTION

[3]. PDB數據庫