近年来，随着mRNA疫苗的成功应用，mRNA技术在多个科研和产业领域迅速崭露头角。卡塔林·卡里科和德鲁·韦斯曼也因核苷碱基修饰的发现促成新冠mRNA疫苗诞生，而获得2023年诺贝尔生理学或医学奖。
mRNA技术可分为非复制mRNA（线性mRNA）、自扩增RNA（saRNA）、环状RNA（circRNA），统称为IVT（体外转录）mRNA。作为一种高度可编程且灵活的工具，IVT mRNA的应用已从基础研究拓展至更广泛的临床和产业领域，推动了基因治疗、药物开发和疫苗设计等多个方向的创新突破。
图1 不同类型IVT mRNA的比较
IVT mRNA的主要应用场景
01 基础研究
基因功能研究：IVT mRNA用于表达特定基因，以探究其功能及相关信号通路。
CRISPR基因编辑：通过将Cas9 mRNA和sgRNA一起递送到靶细胞，mRNA介导的CRISPR基因编辑能够更快速地启动基因编辑过程。
蛋白质生产：在体外系统中快速合成和纯化特定蛋白质，方便结构生物学和药物筛选。
02 疫苗开发
传染病疫苗：IVT mRNA疫苗因其快速设计和生产能力，在新冠疫苗研发中取得成功。随着市场需求的变化，研发已扩展至呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗、流感疫苗、寨卡病毒疫苗等，展现了mRNA技术应对多种病毒挑战的广泛应用前景。此外，mRNA疫苗的灵活性使其能够迅速适应病毒变异，提升公共卫生应对能力，为未来疫苗的开发提供新的可能性。
癌症疫苗：通过编码肿瘤抗原的mRNA，针对特定肿瘤类型（如实体瘤、HPV相关肿瘤），诱导机体产生免疫反应，以促进癌症治疗或预防。mRNA技术的灵活性允许根据患者特定肿瘤特征定制疫苗，增强治疗效果。同时，研究者们也在探索mRNA在黑色素瘤、乳腺癌等其他癌症类型中的应用，以拓展其在肿瘤免疫疗法中的潜力。
03 癌症免疫治疗
IVT mRNA不仅应用于癌症疫苗，还可在其他癌症免疫治疗机制中发挥重要作用。例如，IVT mRNA可用于生成特定抗原，以改造患者的CAR-T细胞，使其能够更有效地识别和攻击癌细胞。此外，IVT mRNA能够编码细胞因子（如IL-2、IL-12等），从而增加免疫细胞的增殖和活性，增强对癌症的免疫应答。这种方法能够提升整体治疗效果，补充其他治疗手段。
04 基因治疗
蛋白质替代疗法：IVT mRNA作为基因表达的介质，能够临时替代缺陷基因或补充功能缺失的基因，成为基因治疗研究的重要工具。通过递送特定mRNA序列，研究人员可纠正遗传缺陷或恢复某些蛋白质的正常功能，为遗传性和代谢疾病提供全新治疗途径。
免疫治疗：通过引导T细胞产生特定细胞因子，增强免疫反应，以治疗肿瘤或病毒感染。
05 其他应用
细胞重编程与再生医学：IVT mRNA可以用于诱导细胞重编程，生成多能干细胞或特定类型的功能细胞，推动再生医学的发展。
CAR-T细胞疗法：使用IVT mRNA直接编码CAR，简化T细胞的基因改造过程，减少潜在的病毒载体相关风险，并可能提高细胞的功能和持久性。
抗体药物：IVT mRNA可以用于生产治疗性单克隆抗体，快速生成针对特定疾病（如癌症、自身免疫疾病等）的抗体药物。
前沿研究方向与行业变革
IVT mRNA的研究正在迅速拓展，推动个性化医疗的进展，涵盖定制化疫苗和基因编辑治疗。研究者们将免疫疗法与mRNA技术结合，开发组合疗法，以提升癌症治疗效果。此外，saRNA具备在细胞内自我扩增的特性，能够减少初始剂量并延长疗效，尤其在疫苗和基因治疗中展现出广阔应用前景。相较于传统线性mRNA，circRNA具有更高的稳定性和更长的表达持续时间，未来有望在复杂疾病的治疗中发挥独特优势，并为IVT mRNA的合成带来新技术路径。同时，新的递送系统正在研发，以提高mRNA的稳定性和细胞摄取效率。
IVT mRNA疫苗的成功改变了传统疫苗的开发模式，显著缩短了研发周期并降低了成本。生物制药行业也在向mRNA技术转型，资本投入和合作不断增加，推动行业并购与创新。此外，政策和监管框架的演变为mRNA技术的发展提供了支持，使全球健康战略得以重新审视，以应对未来的公共卫生挑战。
IVT mRNA对行业的影响
IVT mRNA合成技术的普及不仅推动了生物医药行业的创新，还在改变药物研发的格局。它显著缩短了从实验室到临床的研发周期，使新药和新疗法的推出更加灵活高效。随着更多基于mRNA的疗法进入临床阶段，IVT mRNA技术有望成为推动精准医疗和个体化治疗的核心力量。
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责任编辑：焦欣渝 杨蕴力
排版设计：任晓静
总监制：胡晓丹
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