科大改良mRNA尾鏈序列增效達10倍 望可減接種疫苗或藥物針數
新冠肺炎令信使核糖核酸(mRNA)技術廣為人熟知,惟相關技術製作而成的疫苗,仍需要多次接種,才可以令體內製作不同的蛋白質以對抗病毒。
科技大學化學及生物工程學系助理教授曠怡領導的團隊發現,在尾鏈序列加入新的化學物質,可提升mRNA的蛋白質生產效率達10倍,而生產蛋白質的持續時間亦延長了一倍,增強對抗病毒能力,有望可減少接種疫苗或藥物針數。有關發現已在科學期刊《分子療法 一核酸》的線上版發表。
現時不少流行等新冠肺炎疫苗,均有採用mRNA技術,不過相關技術的藥物或疫苗往往需要重覆注射,或使用較高劑量的mRNA,如新冠肺炎亦需接種兩至三針,才可以令體內製作不同的蛋白質以對抗病毒。
為改良mRNA的技術,科大化學及生物工程學系助理教授曠怡領導的團隊研究現時多項mRNA技術,發現大部分的合成mRNA的普通尾鏈序列均為化學物質腺嘌呤A,一般是40至150個A,惟如尾鏈序列按此排序會十分不穩定,亦是其中一個因素,令mRNA進入細胞後在數小時內消失,「因為細胞會認到依到係尾巴,就會開始唔工作。」
團隊用了三年時間進行研究,通過在尾鏈加入特定位置用化學物質胞嘧啶C取代一部分腺嘌呤A可減緩mRNA分解,增加蛋白質產量,使得一些酶的工作效率減緩,「如果係普通嘅尾巴,姐係全部都係A,入咗細胞後12個鐘之後就會機乎無哂,但如果用我哋改良咗嘅尾巴,6個鐘後佢入咗細胞,12個鐘後佢都係喺細胞入面。」
團隊亦發現,科大研發的新序列在進入細胞48小時後仍能生產蛋白質,在模擬疫苗模型較普通尾鏈序列產生多6倍蛋白質,在模擬藥物模型亦可多普通尾鏈序列3至10倍,「舊技術在體內1日就會消失,但新技術就可以存在2至3日。」曠怡強調,相關技術最終都會在體內消失,故不用擔心其安全性。另外,科大亦將使用新序列注入小鼠體內,觀測到其比普通尾鏈序列可以產生超過三倍的蛋白質產量,蛋白質在小鼠體內存在時間亦延長一倍。
曠怡表示,此對所有mRNA藥物和疫苗來說都是一個好消息,因技術可與其他現有技術並用,且不需特別設備和培訓,而研究團隊亦正與中山大學合作,探索進一步將改良的mRNA尾鏈在動物上進行癌症疫苗測試,「始終打針少啲病人都無咁痛苦,成本都低好多」,並期待與製藥公司合作,將這項發明引進mRNA療法以及疫苗的開發上。