·“作為一個女人和一個母親,我試圖告訴其他女科學傢,你不必在傢庭和事業之間做出選擇,你不必過度幫助你的孩子,你的孩子會以你為榜樣。”

  ·“20年來,在我們被外界所知曉或關註之前,我們通常一起坐在長凳上工作。我們通常在凌晨3點或5點互發電子郵件,給對方帶來新想法。”

  北京時間10月2日17時45分,2023年諾貝爾生理學或醫學獎評選結果揭曉,瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡學院(Karolinska Institute)的諾貝爾大會宣佈,將該獎項授予美國科學傢卡塔琳·卡裡科(Katalin Karikó)和德魯·魏斯曼(Drew Weissman),因為他們發現瞭核苷堿基修飾(nucleoside base modifications),從而開發出有效的抗COVID-19 mRNA疫苗。

  卡裡科在10月2日接受諾貝爾獎委員會采訪時說,得知獲得諾獎的消息時,她正在費城郊區阿賓頓鎮的傢裡睡覺,電話是由她的丈夫接起來的,她的第一反應是:“一定是有人在開玩笑。”

  魏斯曼則是通過卡裡科最早獲知這個消息,他同樣也認為這是個玩笑。盡管在獲得諾貝爾生理學或醫學獎之前,兩位科學傢已憑借其突破性研究獲得瞭多項大獎,包括2022年美國科學突破獎(Breakthrough Prize)、2021年拉斯克基礎醫學研究獎(The Lasker Awards),以及2023年蓋爾德納獎等。

  “這是我一生的夢想,但我從來沒想過它會發生。”魏斯曼在接受諾貝尓獎委員會采訪時說。

  截至此次頒獎結束,共有227名科學傢獲得諾貝爾生理學或醫學獎,卡塔琳·卡裡科是第13位獲得該獎的女性科學傢。

  卡裡科在采訪中笑著提到,她於2018年去世的母親一直相信她會得諾貝爾獎。這似乎是天方夜譚,“我甚至不是教授,沒有團隊。”

  卡裡科也提到自己的女兒,獲得兩屆奧運會賽艇冠軍的蘇珊·弗蘭西亞(Susan Francia),“我總是被介紹為‘蘇珊的媽媽’。現在我的女兒和我一起參加瞭幾次頒獎典禮,她被介紹為‘凱蒂的女兒’。” 作為一個女人和一個母親,卡裡科說:“我試圖告訴其他女科學傢,你不必在傢庭和事業之間做出選擇,你不必過度幫助你的孩子,你的孩子會以你為榜樣。”

  魏斯曼和卡裡科性格迥異,前者沉默寡言,後者稱自己愛吹牛,但二人的科學對話非常活躍。“20年來,在我們被外界所知曉或關註之前,我們通常一起坐在長凳上工作。我們通常在凌晨3點或5點互發電子郵件,給對方帶來新想法。”魏斯曼表示。

  魏斯曼在采訪中透露,他們已經成立瞭一個新的小組,以對抗疫苗猶豫、錯誤和虛假信息。因為盡管疫苗很重要,如果不接種,它也不會起作用。他認為,自己的這項工作能幫助那些相信科學的人。

  坎坷的mRNA研究之路

  卡裡科於1955年出生於匈牙利的小鎮小新薩拉什(Kisújszállás),她的父親是一名屠夫,母親是一位簿記員,她在一個沒有自來水、冰箱或電視的小房子裡長大。小學期間,她就在科學方面表現出色,曾在生物學競賽中獲得全國第三名。

  1973年,卡裡科考入匈牙利著名學府塞格德大學(University of Szeged),在大學裡,她第一次在一場學術報告裡聽說瞭信使RNA(mRNA),它攜帶著DNA中的遺傳信息,直接指導蛋白質的合成,承擔著“傳訊者”的角色,卡裡科產生瞭濃厚的興趣。1978年,她選擇攻讀博士學位,重點研究mRNA的應用,於1982年獲得博士學位,並繼續在大學的生物研究中心(Biological Research Centre, Szeged)從事博士後研究。

  然而3年後,她所在實驗室斷瞭經費,她隻好帶著丈夫和2歲的女兒離開匈牙利前往美國,去美國費城的天普大學(Temple University)從事博士後研究。當時,匈牙利政府隻允許她們隨身攜帶100美元離境。卡裡科一傢在黑市賣掉瞭她們的車,把900英鎊藏在(約合現在的人民幣2.4萬元)女兒的毛絨熊玩具裡,動身赴美。

  四年後,她被美國賓夕法尼亞大學聘用,與心臟病專傢埃利奧特·巴納森(Elliot Barnathan)一起研究mRNA。卡裡科獲得瞭“研究助理教授”的職稱。這是一個初級職位,雖然頭銜中有“教授”一詞,卻無緣享有盛譽和安全的終身教職軌道,她需要贈款或有額外資金的同事的支持,才能開展工作。

  當時,卡裡科和巴納森設想是在體外合成mRNA,再將其註射到細胞內,讓它們產生一種受體蛋白。如果實驗成功,這些細胞就能結合一些原本結合不瞭的分子,如果給這些新分子加上放射性,就可以通過檢查細胞是否結合瞭具有放射性的分子,來評估mRNA是否真正誘導瞭受體產生。

  最終,她們的想法得到瞭概念驗證。當數據顯示細胞裡存在本不會被合成的蛋白質時,卡裡科回憶道:“感覺自己是能創造生命的神。”

  然而不久後,巴納森就離開瞭學校,前往生物技術公司任職,沒有帶走卡裡科。她隻能選擇別的實驗室,或者自主申請研究經費。與她共事過的一名同事大衛·蘭格(David Langer)向她遞出救命稻草,推薦她進入神經外科系主任的實驗室,這支新的團隊嘗試用mRNA技術指導血管合成能擴張血管的分子,但多輪實驗均以失敗告終。後來,收留她的神經外科系的主任也離開瞭學校。卡裡科第三次失去實驗室與依靠。

  當時,卡裡科的研究方向不被大部分科學傢看好。卡裡科剛進入賓夕法尼亞大學就開始一次又一次地申請研究經費,一次又一次地被拒絕,如此循環長達8年。直到1995年,她來到賓夕法尼亞大學的第六年,卡裡科被降級降薪。她曾在接受媒體采訪時回憶,她當時剛剛做出一些重要的發現,學校就把她轟出瞭實驗室,在動物房邊上給她安排瞭一個小房間辦公、做實驗。

  同一時間段,她又被診斷出癌癥,需要進行兩次手術。而她的丈夫由於簽證問題不得不滯留匈牙利,長達半年無法返美。她隻能一邊接受治療,一邊照顧孩子。那是卡裡科的至暗時刻,她也曾想過放棄:“我想去別的地方,或者做別的事情。我也想也許我不夠好,不夠聰明。”

  卡裡科沒有離開,她對mRNA的癡迷仍然使她熬瞭下來。蘭格曾向媒體表示,卡裡科是科學界的女性,這一事實可能使她更容易被忽視,但她沒有玩科學界的遊戲。他回憶說,卡裡科曾在一次實驗室會議上站起來,對一位資金充足的教授提出的數據進行瞭尖銳但準確的批評。

  “美國研究的現實是,追求名單上金錢數額的名列前茅,今天仍然如此。卡裡科恰恰相反,她不為錢做任何事情。她正在做她能做的最好的科學,她對如何駕馭這個世界沒有任何政治頭腦。”蘭格說道。

  邂逅完美搭檔

  1997年,德魯·魏斯曼(Drew Weissman)來到賓夕法尼亞大學。他於1959年在美國馬薩諸塞州列克星敦(Lexington, Massachusetts)出生,父親是猶太人,母親是意大利人。從小,他就比其他孩子更自律,更自我,也更有能力。他的妹妹說:“他天生老成,好像出生就有40歲。”

  1987年,魏斯曼畢業於美國波士頓大學(Boston University),獲得博士學位,後在美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)進行博士後研究,師從著名傳染病科學傢福奇(Anthony Fauci)。

  他似乎在生活中堅定地意識到自己是誰,想做什麼。他的妻子瑪麗·艾倫(Mary Ellen)回憶說,有一次,她的丈夫打斷她,毫無惡意地說:“我們今天已經談過瞭。”

  對魏斯曼來說,科學是核心。艾倫說:“他接受過醫生培訓,因為他想成為一名更好的科學傢,他夢想自己的工作可以帶來一種疫苗或療法,使人們受益。他隻是想做他的事情,思考事情,讓他的大腦快樂並繼續前進。”

  魏斯曼自己也在接受諾貝尓獎委員會采訪時說:“沒有什麼能分散我對工作的註意力。”一位在魏斯曼實驗室攻讀研究生學位的研究人員評價他“喜歡科學,喜歡基礎研究。很好奇,沒有野心”。

  1997年,卡裡科和魏斯曼在一臺復印機旁偶然相遇。當時卡裡科沒有經費訂閱雜志,為瞭看最新的論文,她需要復印。熱情的卡裡科向魏斯曼透露自己是一名RNA科學傢,並向他展示mRNA的巨大潛力。當時,魏斯曼想制造一種HIV疫苗,正在考慮不同的技術,就問她能不能用mRNA做出抗HIV病毒的疫苗,卡裡科說:“我能制造任何一種mRNA。”

  於是,魏斯曼邀請卡裡科進入自己的實驗室擔任初級研究員,二人達成一致,共同解決mRNA誘發機體炎癥反應的問題。這是“改變世界”的科學合作的開始。

  2004年,卡裡科完成瞭一個關鍵實驗,發現瞭在不引起嚴重免疫反應的情況下,讓mRNA進入細胞的方法。她從哺乳動物和細菌中直接提取mRNA,並用它們處理細胞,結果發現哺乳動物mRNA基本不激活免疫應答(線粒體mRNA除外),而細菌mRNA則誘導細胞因子的釋放,這一結果說明,誘發免疫應答的原因不在mRNA本身,而應該在其結構差異。

  於是,卡裡科和魏斯曼嘗試對體外合成的mRNA進行堿基修飾,結果使免疫應答能力大大減弱(後來動物實驗也證明修飾後的mRNA不再產生嚴重炎癥反應)。這意味著通過體外堿基修飾,mRNA體內應用的安全性得到瞭有效解決。

  2005年,被拒稿十多次後,卡裡科和魏斯曼將他們的發現發表在《免疫》(Immunity)期刊上。在論文中,他們富有前瞻性地寫道,這一突破將是設計治療用RNA的關鍵。隻是在當時,科學界更多認為這是一種不切實際的幻想。

  卡裡科和魏斯曼想,這改變瞭一切,然而什麼也沒發生。但這篇論文被正在美國斯坦福大學(Stanford University)做博士後的年輕學者德瑞克·羅西(Derrick Rossi)看見瞭,他大受震撼,並敏銳地意識到這一方法的巨大應用潛力。2010年,羅西創立瞭一傢名為Moderna(莫德納)的公司,使用mRNA技術開發疫苗和藥物。

  幾乎是同時,德國新興生物技術公司BioNTech也發現瞭mRNA技術的潛力,從卡裡科和魏斯曼處獲得瞭專利授權,開發個體化的癌癥疫苗。當時,BioNTech還是一傢名不見經傳的小公司,從未創造過獲批上市的醫療產品,連公司網站都沒有。

  2013年,賓夕法尼亞大學拒絕恢復卡裡科的職位,又在知識產權許可上與她產生分歧,她被迫退休。希望自己能夠接觸病人的卡裡科於2015年加入BioNTech,擔任高級副總裁。

  這對於卡裡科來說並不是一個美好的決定,整整一個星期的晚上,她每天都是哭著睡著的。“我決定去德國,去一傢沒有網站的生物技術公司,把我的丈夫和傢人拋在腦後。我到底在做什麼?”卡裡科在10月2日接受諾貝爾獎委員會采訪時說,在艱難的時刻,她的丈夫支持她,並對她說:“你知道,當你最終去德國,會發現也許BioNTech是合適的地方,試一下,我確保你不會後悔。”9年來,她往返於美國和德國。

  “我們沒有放棄”

  2020年初,新冠(COVID-19)疫情在全球范圍內暴發。mRNA技術成為開發新冠疫苗最先進的平臺。

  2020年1月11日,中國疾病預防控制中心傳染病預防控制所研究員張永振研究團隊公佈瞭新型冠狀病毒全基因組序列。1月13日,序列被確定,Moderna開始制作mRNA,在兩天內就設計出瞭莫德納疫苗。BioNTech則在數小時內就設計出瞭其mRNA疫苗,即復必泰疫苗。

  2020年11月9日,美國輝瑞公司與BioNTech聯合宣佈,基於一項Ⅲ期臨床結果,其研發的新冠mRNA疫苗BNT162b2有效率超過90%(最終數據顯示有效率可達95%)。得知這一消息,卡裡科對丈夫說:“Oh,它有效,我早就知道它有效。”為瞭慶祝,她吃瞭一盒Goobers巧克力花生。魏斯曼則和傢人一起點瞭意大利菜外賣,還配瞭酒。

  一周後,Moderna宣佈,其開發的mRNA疫苗mRNA-1273有效率也接近95%。

  在獲得2021年拉斯克醫學獎後,62歲的魏斯曼收到來自世界各地的感謝信,感謝他和卡裡科艱苦卓絕的工作,“又讓擁抱和親密成為可能瞭”。這位臉上很少閃爍情緒的科學傢對全世界的贊賞感到震驚,他對湧出的大量資金感到困惑,對簽名和合影的要求也難以置信。他回憶起2005年,那個他們認為自己改變瞭世界的時刻,“我們的電話從來沒有響過,沒有人在乎。”

  而這次在接到搭檔的電話、得知他們一起獲得瞭2023年諾貝爾生理學或醫學獎時,他相信瞭。“因為這是一個不為任何機構工作,並且從不期待任何獎項的人說的話。”這次,他們的電話也一定會響個不停。

  2021年,魏斯曼曾在美國德雷塞爾大學(Drexel University’s College)醫學院的畢業典禮上祝願年輕的醫生們一生感到沮喪。“實現目標的人是那些面對挫折,並處理它,理解它,並利用它的人,我們一再跌倒,被擊倒,被忽視。我們一直站起來,我們沒有放棄。”魏斯曼說。

  mRNA疫苗為抗擊新冠疫情做出瞭重要貢獻,但mRNA技術的價值不止於此,魏斯曼還希望用mRNA疫苗來戰勝流感,阻止下一次冠狀病毒大流行,預防皰疹,終結艾滋病毒,以及與基因編輯技術相結合等。

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