編者注（2023 年 10 月 2 日）：卡塔琳·卡里科和德魯·韋斯曼因其在 mRNA 方面的工作而被授予 2023 年諾貝爾生理學或醫學獎，他們的工作促成了新冠疫苗的誕生，保護了數十億人。卡里科在 2021 年的這次採訪中討論了一些關鍵進展。
研究人員常常在實驗室裡辛勤工作多年，卻沒有任何保證他們的研究會對社會產生任何有意義的影響。但有時，這項工作會帶來具有全球影響的突破。卡塔琳·卡里科的情況就是如此，她與同事德魯·韋斯曼一起，幫助開發了信使 RNA (mRNA) 技術，該技術被用於生產輝瑞和莫德納公司生產的高效新冠疫苗。
卡里科目前是 BioNTech（與輝瑞合作開發新冠疫苗的公司）高階副總裁兼 RNA 蛋白替代療法主管，韋斯曼是賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院疫苗研究教授，他們因在修飾遺傳分子 RNA 以避免引發有害免疫反應方面的工作，剛剛被授予 300 萬美元的生命科學突破獎。突破獎由謝爾蓋·布林、普莉希拉·陳、馬克·扎克伯格、尤里和茱莉亞·米爾納以及安妮·沃西基創立，旨在表彰基礎物理學、生命科學和數學領域的突破性發現。（今年早些時候，卡里科獲得了 Vilcek 生物技術傑出獎，這是一項 10 萬美元的獎項，旨在表彰移民為社會和文化做出的非凡貢獻。）卡里科多年來堅持這項研究，儘管面臨質疑和資金不足。然而，最終，她的努力得到了回報——為極具效力的疫苗奠定了基礎，這些疫苗很可能是世界擺脫新冠疫情最可靠的途徑*。
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卡里科出生於匈牙利一個家境普通的家庭。她在攻讀博士學位期間開始了 RNA 修飾工作，並堅信 RNA 療法的前景，來到美國從事博士後研究。她後來成為了賓夕法尼亞大學的教授。人們對 mRNA 療法的興趣下降，她被告知要從事其他研究方向，否則就有失去職位的風險，但她堅持了下來。在施樂影印機旁的一次談話中，她認識了當時對開發疫苗感興趣的韋斯曼。他們開始了合作。
當外源 mRNA 被注射到體內時，會引起強烈的免疫反應。但卡里科和韋斯曼找到了一種修飾 RNA 的方法，透過用另一種 DNA“字母”分子替換一種 DNA“字母”分子來降低其炎症性。接下來，他們研究瞭如何遞送它。在測試了許多不同的遞送載體後，他們最終選擇了脂質奈米顆粒作為遞送載體。事實證明，這些奈米顆粒效果非常好：奈米顆粒充當了佐劑，一種增強疫苗所需免疫反應的物質。
當 2019 年底，中國武漢爆發一種神秘病原體導致人們患上肺炎的訊息傳開時，韋斯曼和他的同事一直在研究一種針對流感的 mRNA 疫苗。韋斯曼很快意識到，這種病毒是 mRNA 疫苗的完美候選者，輝瑞-BioNTech 和莫德納很快轉而致力於開發新冠疫苗。剩下的就是歷史了。
大眾科學 與卡里科進行了交談，瞭解了她是如何開始研究 mRNA 的，為什麼 mRNA 非常適合新冠疫苗，以及 mRNA 可能有哪些其他令人興奮的醫療應用。
[以下是採訪的編輯稿。]
您最初對獲獎有何反應？您感到驚訝，還是您期望會獲獎？
卡里科：不，我從沒期望過任何獎項。幾十年裡，我什麼都沒得到過。我很高興能做這項工作。收到一封來自紐約一家養老院的信，他們在信中慶祝，有了疫苗，當他們感染時，沒有人死亡——對我來說，這些才是真正的獎項。我知道這個突破獎——它非常有名。但是，你知道，我從沒想過任何獎項。所以這是一個非常非常令人愉快的驚喜。
您是否曾期望這項技術會對全球產生如此大的影響，就新冠疫苗而言？還是這只是您在正確的時間和地點為這場疫情所做的工作？
卡里科：我從沒想過要真正開發疫苗。我之所以對 RNA 進行這種修飾，是因為我一直想將其開發用於治療。當我們在 2000 年得知將信使 RNA（我製作的）新增到人類免疫細胞中，它們會產生炎症分子——細胞因子——時，我認為我必須做些什麼。我想確保當我們將其用於治療時——例如，治療中風患者——我們不會新增一些額外的炎症分子。起初，人們認為這種 RNA 的免疫形式將是一種很好的疫苗。2017 年，第一篇論文發表，表明我們發現的使 mRNA 具有非炎症性的修飾可以帶來一種很好的疫苗，莫德納和 BioNTech-輝瑞疫苗都具有這種修飾。
在 BioNTech，我負責蛋白質替代專案。我們使用修飾後的 mRNA 進行癌症治療。這不是疫苗。這是編碼細胞因子的 mRNA，並將它們注射到腫瘤中，使腫瘤“發熱”，以便免疫細胞能夠學會識別並消除轉移性腫瘤。我們不知道會發生疫情，但我意識到這是一種非常好的疫苗製造方法，因為我和賓夕法尼亞大學的同事們已經將其用於寨卡病毒、流感、艾滋病毒、單純皰疹——動物研究已經證明，它是一種非常出色的疫苗。
那麼，當疫情開始時，您是否立即清楚地意識到，這項技術可能對開發新冠疫苗有用？
卡里科：從 2018 年開始，我們就與輝瑞合作開發流感疫苗。我們已經準備好開始臨床試驗了。但是轉到新冠疫苗，這只是一項技術性的事情。所以它已經準備好了。
如果疫情發生在 20 年前，您需要實際拿到病毒的樣本。因此，這會造成很大的延誤。但商業基因合成大約在 20 年前開始。現在您只需訂購基因即可。您訂購 DNA，然後將其插入 [通常是環狀 DNA 分子] 質粒中，然後您製造 RNA。但製造遞送 mRNA 的奈米顆粒有點挑戰性。
脂質奈米顆粒是使該技術對疫苗有用的關鍵組成部分，對嗎？
卡里科：在我看來，是的。脂質奈米顆粒保護了細胞外的 mRNA，因為在血液和任何地方，都有大量的人體酶可以降解 RNA。其次，它有助於 mRNA 進入細胞，因為細胞會吸收顆粒。然後它進入免疫細胞中的內體 [膜結合區室]，然後這種脂質奈米顆粒幫助 mRNA 從內體逃逸到細胞質 [細胞內的溶液] 中，這樣就可以製造蛋白質。它是一種非常智慧的顆粒。
您是否認為這項技術對許多其他型別的應用都很有用，例如您之前提到的癌症治療？
卡里科：它已經很有用了。當我們剛開始在 BioNTech 工作時，注射編碼細胞因子的信使 RNA 時，使用 mRNA 進行癌症疫苗的人體試驗已經進行了多年。其他公司也已經在進行核苷修飾 mRNA 的其他專案。例如，莫德納正在生產用於基孔肯雅病毒的抗體。[與阿斯利康合作] 他們已經進行了二期臨床試驗 [由後者公司主導]，將 mRNA 注射到心臟中，[該 mRNA] 編碼 [一種蛋白質]，[該蛋白質] 會生成新的血管。他們還在進行傷口癒合的臨床試驗。因此，資料已經存在——您已經看到了這些正在進行的 mRNA 治療試驗——只是那些不在該領域的人沒有意識到。他們認為，“哦，這是第一次使用。” 不，還有許多許多其他的應用。
所有這些對 mRNA 的新興趣是否改變了這個領域？您認為這將加速其他疾病（如流感）的 mRNA 疫苗的開發嗎？
卡里科：是的，如果您閱讀《華爾街日報》的文章 [採訪輝瑞執行長阿爾伯特·布林拉]，您就會知道，他說 輝瑞將追求針對其他疾病的 mRNA 疫苗。他們將治療自身免疫性疾病。我們今年在 BioNTech 發表文章稱，我們使用了耐受性 [使某人暴露於抗原或引發免疫反應的物質，直到他們能夠耐受它]。我們使用了多發性硬化症的動物模型，我們表明，如果 mRNA 編碼自身抗原，您可以使用耐受性來治療自身免疫性疾病。以前，像 CureVac、莫德納、BioNTech——這些都是使用 RNA 的小型公司。而現在，突然之間，您可以看到賽諾菲正在收購其他公司，輝瑞也在這樣做，因此大型公司意識到他們可以非常快速地獲得許多產品。
您是否認為這種 mRNA 技術可能是通用冠狀病毒疫苗的良好候選者？
卡里科：我認為它可以適用於除細菌感染以外的所有疫苗。[它可以適用於針對] 病毒和寄生蟲的疫苗，例如 [引起] 瘧疾的疫苗，當然，也適用於癌症——但我們必須更好地瞭解要靶向什麼。
您計劃如何使用獎金？
卡里科：可能，我會將其用於研究。我會成立一家公司。當我獲得較小的獎項時，我將其回饋給那些更需要它的人——用於貧困兒童的教育。我 66 歲了，從沒買過新車，我想我現在也不會買。
編者注（2021 年 10 月 6 日）：本文在釋出後經過編輯，以更正對卡塔琳·卡里科 2000 年涉及人類免疫細胞中 mRNA 的工作的描述，並澄清她的一些評論。正文此前於 9 月 16 日進行了修訂，以包含對 Vilcek 生物技術傑出獎的提及.