【mRNA】卡里科的救赎 --万阡
【原载《世界日版-世界副刊》2021年6月14、15和16日】
【来自匈牙利的科学家卡塔琳·卡里科（Katalin Karikó）博士，研究mRNA疗法40多年，可说是现今的新冠疫苖之母。】
==== 卡里科的救赎（上） https://www.worldjournal.com/wj/story/121250/5518070
01】 2020年底，依旧陷于疫情和大选之乱中的美国，没有多少人注意到这样一条新闻：12月18日，在宾州大学的医院，一位主管向医生和护士高声宣布：「医务工作者们请卷起袖子，准备接种新冠疫苗吧！」白衣天使们欢呼雀跃。主管接着告诉大家，使辉瑞疫苗成为可能的两位科学家今天也来接种疫苗了。瞬间所有目光都投向了这两人。掌声雷动中，女科学家卡里科博士的眼睛湿润了，但当摄像机开始对着她闪烁时，她却显得十分不自在。
护士们举着针管端坐在两位科学家面前，恭敬的姿态透露出对两位科学家的无限敬意。她们知道，没有这两位20多年的合作研究，就没有在新冠疫情爆发一年后美国迅速推出的辉瑞和莫德纳疫苗。临床资料显示，目前这两支疫苗在接种半年后的有效率仍超过90%，成为在全球疫情肆虐之时，解民于倒悬的希望之光。
女科学家名叫卡塔琳·卡里科（Katalin Karikó），今年66岁，留着俐落的短发，宽肩长臂为微微发福的身材平添了几分硬朗的中性气质。她衣着朴素，素面朝天，外表平凡得如同路人。她说英语时带着浓重的欧洲口音，很容易让人猜到她是来自欧洲的移民。
这个命途多舛的女博士，1955年1月出生于匈牙利中部索尔诺克（Szolnok）的一个基督教家庭。 她在小城基苏扎拉斯（Kisújszállás）长大，父亲是个屠夫。那时，匈牙利还是个贫困的国家，卡里科全家住在只有一间屋子的房子里，没有自来水，没有冰箱，只有一只烧锯屑的炉子。这个无忧无虑的小女孩，不玩洋娃娃，最喜欢做的事是观看父亲屠宰牲畜。
「我喜欢看他（父亲）干活，观察内脏，观察动物的心脏，这大概就是我对科学兴趣的起源。」
东欧小镇屠夫的女儿，将自己未来的形象设定为科学家，虽然她从未亲眼见过一位科学家。 1973年卡里科考上了匈牙利极负盛名的赛格德大学（University of Szeged），学习生物化学。该大学以曾经拥有著名科学家阿尔伯特·圣捷尔吉（Albert Szent-Györgyi）为荣。圣捷尔吉因发现维生素C而获得1937年诺贝尔生理医学奖。
刚进大学，卡里科就发现自己的学习落后于班上的同学，尤其是英语和化学。别人以前都在各自的学校学习过，但来自乡村小镇的她却没有这样的机会。她的拗劲儿上来了，花了整整一个夏天苦读英文。当新学期开始时，她成了班上英文最好的学生。倔强、执拗、不服输、埋头苦干、心无旁骛，这或许是一个优秀科学家的出厂预装。当然，「一根筋」的个性也让她后来吃了很多亏，碰得头破血流。
1976年，还在读本科的她，在一场学术报告中听说一种合成的RNA分子可以指导细胞生产叫做「干扰素」的蛋白质，来触发人体对病毒的防御。卡里科的指导老师和她兴奋地谈论起这个发现，说如果他们也能人工合成出这样的 RNA分子，就有可能治疗癌症或病毒性疾病。听罢此言，卡里科仿佛受到了天启。
「我马上就想到，我所做的事至关重要。」
一闻定终生，一席交谈便铆定了卡里科的科学生涯。为了研发能够治愈疾病的合成mRNA（Messenger RNA，信使核糖核酸），她开启了长达四十年的探索之路。
对于非专业人士，理解RNA、mRNA这样的科学知识，并非易事。简单来说，生物体中的DNA（Deoxyribonucleic Acid，去氧核糖核酸）和RAN（Ribonucleic Acid，核糖核酸）分子共同组成了核酸（Nucleic Acids）。核酸是一种通常位于细胞内的大型生物分子，主要掌管生物基因（遗传信息）的携带和传递。
DNA是存储生物遗传信息的载体，主要存在于细胞核内，为双链螺旋结构；RNA则呈现为单链螺旋结构，多存在于生物体的细胞质中，主要负责DNA遗传信息的翻译和表达，为生物体不可或缺的蛋白质的合成提供（传递）DNA遗传密码。
由于DNA无法离开细胞核，它的遗传信息就需经由RNA中的「信使RNA」（mRNA）转录后，携带出细胞核，送到细胞质里的核糖体（蛋白质合成场所）中，供核糖体按范本生产蛋白质。如果没有mRNA这一关键角色，DNA只不过是一串无用的化学物质，因此有人将mRNA称为「生命的软体」。
自上世纪六〇年代发现mRNA以来，科学家一直憧憬着这样一种可能性，即通过向人体注射特定的mRNA，指导细胞「工厂」生产目标蛋白质，促使人体自身制造治疗或预防疾病的药物和疫苗。
从1978到1982年在赛德格大学读研究生期间，卡里科就开始了对mRNA的探索。博士毕业后，她进入匈牙利科学院生物研究中心做博士后，专注于mRNA对付病毒的研究。
02】 卡里科注定是一个不合时宜的人。上世纪八〇年代，当她专注于mRNA的研究时，正值基因治疗的概念盛行，科学界的研究热点在利用DNA进行治疗上。科学家希望通过改变细胞的DNA，使患者的病灶可以得到修正，一劳永逸地根治疾病，直到后来他们逐渐意识到改变DNA有可能引起基因突变并导致死亡。
在卡里科看来，大多数疾病不是遗传性的，因此并不需要永久性地改变细胞的DNA。她更偏向利用在DNA和蛋白质之间传递资讯的mRNA。她相信mRNA可以用来指导人体细胞自己制造药物及疫苗。
但当时实现这一宏大抱负所需的技术还未形成。虽然科学家们知道如何从细胞中分离出mRNA，但人造mRNA尚未成功，更遑论mRNA疗法了。
研究上没有突破，卡里科个人的厄运也从此开始了。1985年，匈牙利科学院生物研究中心的经费告罄。就在她30岁生日那天，她收到了一张解雇通知书。
卡里科急需找到一份工作，但那时在匈牙利机会很少，她便写信给欧洲各地的教授，希望加入他们的实验室，却没得到任何回应。后来，她收到了来自美国费城天普大学（Temple University）的工作录用函，职位是博士后研究员。
这是一个无心插柳的结果。美国，对生长于社会主义的匈牙利的卡里科来说，是一个遥远而陌生的国度。在那里，她举目无亲，无依无靠；但生存和研究，是卡里科的当务之急。她别无选择，义无反顾地买了飞往美国的单程机票。
1985年，卡里科和她的工程师丈夫带着两岁的小女儿苏珊登上了飞往美国的飞机。匈牙利机场的海关人员并不知道，在小女儿苏珊抱的泰迪熊肚子里，缝着900英镑（相当于1200多美元）。这是卡里科家的全部财产。他们夫妻变卖了汽车，到黑市兑换了英镑，准备到美国后有不时之需。当时匈牙利政府只允许人们携带100美元出境，卡里科夫妇孤注一掷的冒险，侥幸逃过了海关人员的鹰眼。
在天普大学工作期间，卡里科研究双链RNA（dsRNA）治疗爱滋病、血液病和慢性疲劳症的效果。这项研究在当时被认为是具有开创性的。这时，卡里科的小家也在费城一个租来的公寓里安顿了下来，度过了短暂安宁和快乐的时光。然而，没过多久，她的美国梦就变了味。3年后，卡里科与她的老板发生了争执，因为未被披露的原因，老板对她发出指控，想让她被递解出境，卡里科不得已离开了天普大学。
那时她女儿刚上一年级，他们还没有绿卡。为了女儿，她不顾一切地想留在美国。她很快接受了一个在马里兰州的研究员职位，开始在费城和马里兰之间通勤。每周一凌晨3点从费城出发，周五晚上回来。为了省钱，在马里兰，她没有另租房子，睡觉就在同事家和办公室之中打游击。周末回家时，她还顺便把实验室用坏了的设备带回去让丈夫修理。
「如果有人从外面看我，他们能闻到汗水和挣扎的味道。」
好在这种生活只持续了1年，1989年，卡里科在宾州大学谋到了医学院研究助理教授的职位，回到了费城。卡里科在宾大的职位处于美国大学所谓的「终身教职轨道」（tenure-track）上，如果
她此后能顺利地由助理教授升为副教授，然后教授，那她就可以获得宾大的终身教职，否则，「非升即走」。 （上）
== 卡里科的救赎（中） https://www.worldjournal.com/wj/story/121250/5518070
抱着mRNA可以成为一种治疗工具的信念，卡里科在宾大着手进行了多项mRNA生成蛋白质的实验。
但巧妇难为无米之炊，科研需要强大的资金支援。1990年刚到宾大，卡里科就马上开始了科研经费的申请，但首战便告失利，此后多年，卡里科就像是被下了魔咒一般，在申请科研经费的道路上屡战屡败。无论是政府拨款，还是企业资助，甚至风险投资，她到处求爷爷告奶奶，可是没人相信她所看到的mRNA的未来。
「每天晚上我都在写（经费申请）：经费、经费、经费，但回覆总是：不给、不给、不给。」卡里科的九〇年代几乎是在不停地接收拒绝信中度过的。
她很郁闷，也不明白，为什么周围一些在她看来想法很平庸的人却总能申请到科研经费，她却从未获得过任何资助。她尚未意识到，一个科学家除了要有强大的科研能力，还要有出色的情商和行销能力，有本事把自己的想法成功地推销出去，才能获得充足的资金支持。
卡里科是个整天泡在实验室里的人，不谙世故人情，也不会作秀，加上英语表达上还有些障碍，她的申请自然很难打动资助机构。卡里科也承认，她不是一个好的销售人员。 「我拿不到钱。我说服不了人。」
但妨碍卡里科获得资金支持的最大原因，是她的研究陷入了困境。合成mRNA被注射进老鼠体内，还没来得及翻译成所需要的蛋白质，就被老鼠的免疫系统察觉而大举封杀了。在老鼠身上尚不成功，就更谈不上注射到人体，若是mRNA引起人体过度的免疫反应，还有可能对患者构成健康风险。
由于mRNA疗法的瓶颈尚未突破，卡里科的研究遭到了资助机构、她宾大的主管，甚至她同事们的否定，他们认为mRNA的想法极不成熟，没有任何前途可言。
03】 1990年，威斯康辛大学的研究人员向老鼠注射合成mRNA，第一次使老鼠成功地产生了特定的蛋白质。卡里科听到这个消息，大受鼓舞，她觉得或许在人类身上也行得通，但她首先要找到mRNA的
「阿基里斯脚踝」（Achilles'heel），弄明白在mRNA结构中到底是哪一部分引起了免疫反应，怎样才能在让注射进人体的mRNA巧妙地躲过免疫细胞的识别和攻击。
卡里科到处寻求支援和合作，每逢科研人员她便热情地向对方兜售自己的想法，但她说服不了任何人，她甚至被周围人视为不可理喻的怪物。但卡里科看到了别人看不到的东西，那些动物研究的资料给了她信心，她相信一定会成功，她只是希望自己能活得足够长，看到自己做的事被认可。
初进宾大时，她曾和心脏病专家巴纳桑博士（Barnathan）合作研究mRNA疗法，他们认为利用mRNA或许可以改善血管壁，为心脏绕道手术创造条件，他们甚至认为，这个方法或许可以用来延长人类细胞的寿命。两人的实验结果证明，mRNA可以被用来指导任何细胞制造目标蛋白质。
「我觉得自己像上帝！」卡里科欣喜若狂。
但她高兴得太早了。巴纳桑很快离开了大学，跳槽到一家生物技术公司，卡里科被撂在了半路上。
其后，卡里科就不得不从一个实验室转到另一个实验室，仰仗不同科学家的推荐和收留，才得以在宾大待下去。
美国大学一般只在有限的时间内支持低级别的研究人员，如果他们的研究得不到资助，大学就会让他们离开。卡里科是个「死心眼」的科学家，她对mRNA的执着，使她不愿转向其他更容易获得资助的项目。但她宾大的主管们已经失去了耐心，他们觉得卡里科在浪费时间，mRNA已经不值得研究了，加上她多年申请不到科研经费，1995年，宾大向她发出了最后通牒：要么改变研究专案，保持助理教授职位；要么继续研究mRNA，但接受降级减薪的处置。
屋漏偏逢连夜雨，就在那时，她被诊断出患有癌症，面临两次手术，她的丈夫也因为签证问题被困在匈牙利长达半年之久。卡里科感到走投无路，她听到了梦碎的声音，她的职业生涯差点在1995年结束。
「通常，那种时候被降职的人只会说再见，然后离开，因为这太可怕了。」
巨大的挫败感，让一个科学家开始质疑自己的能力，甚至做出改变职业的决定。
「我想去别的地方，或者做别的事。我想也许我不够好，不够聪明。」
在接受手术时，躺在病床上的卡里科冷静地评估了她当时面临的境况。从实际的方面考虑，她当时还没有绿卡，需要一份工作来延长她的签证；她也知道，如果没有宾大可观的员工子女学费优惠，她也无法供女儿上好大学，于是，她决定留下来，接受降职降薪的处理。
就这样，卡里科被踢出了终身教职的轨道，降为初级研究员。在宾大工作多年，她的年收入从未超过6万美元。她在薪水微薄，预算有限，缺乏支援的情况下，继续不知疲倦地研究mRNA。
降职后，她被告知不能再用实验室了，动物房旁边的一间小办公室可以给她使用。她被降职的经历成为同事们私下谈论的话题，作为对年轻人的警示。
但卡里科的拗劲儿又上来了。她高中时读过匈牙利科学家汉斯·塞利（Hans Selye）的著作《生活的压力》（The Stress of Life），这本书培养了她一生面对挫折、化解压力的态度——专注自己所做的事，对于无法把控的人和事，不必过多操心。
「当我被击倒时，我知道如何振作起来，但我总是喜欢工作……我想像着我能治疗所有疾病。」对mRNA疗法的信念，成了卡里科的精神支柱，而埋头工作是她自我治愈的良方。
「当人们不理解的时候，可能是因为我还不能很好地解释自己。然后我必须更好地解释自己，我必须做更多的实验，变得更加自信。」不言放弃，且败且成长，钢铁就是这样炼成的。
卡里科博士不在乎名声，她是为「工作台」（实验桌）而活的，这是她周围人的共识。这位工作狂每天早上5点起床，常常连续几个月不停地工作，节假日和周末也不休息，有时甚至就睡在办公室里。卡里科的丈夫和女儿对此已习以为常，做公寓经理的丈夫曾为她算过一笔帐，这么多年她没完没了地工作，相当于每小时只挣1美元。
04】 在宾大的20几年，挫折感一直伴随着卡里科，直到遇到她的贵人——免疫学家、宾大医学院教授德鲁·魏斯曼（Drew Weissman）博士，那个和她一起打疫苗的男科学家。
1997年，魏斯曼到宾大医学院就职，他刚刚完成在美国国立卫生研究院的博士后研究，导师就是大名鼎鼎的安东尼·佛奇（Anthony Fauci）博士。
一天，他在影印室为争用一台影印机与人发生口角，那人就是卡里科。误会解除后，二人竟攀谈起来。卡里科告诉魏斯曼她在研究RNA，可以用mRNA制造任何东西。魏斯曼说，他正在研制一种抗爱滋病毒的疫苗，试过DNA，但不成功，卡里科马上说，她能帮他做。
遇到魏斯曼之前，卡里科至少已经向另外30个人推销了她的RNA。每次开会有人坐在她旁边时，她都会问：「你在做什么？哦，那适合用RNA，我可以为你做。」看着困兽般的卡里科，人们面面相觑，都觉得她疯了。
只有魏斯曼给了卡里科希望和信心，尽管她是低级别的研究员，她的收入甚至比实验室的技术员还低，魏斯曼并没有轻视之心，卡里科提议的mRNA方案，让他看到了可能性，于是他决定和卡里科合作。
魏斯曼是个情商很高的科学家，为人做事都很得人心。凭着他的声誉和地位，他更容易申请到研究经费，而他也不遗余力地资助卡里科的实验。
不过，此时卡里科的承诺还属于虚张声势，她的mRNA研究仍止步不前，她制造的mRNA分子可以在培养皿中指导细胞生成目标蛋白质，但在活老鼠身上却不起作用，被注射后的小鼠变得弯腰驼背，停止了进食和奔跑。她和魏斯曼都明白，是合成的mRNA启动了老鼠的免疫细胞，引起了破坏性的炎症反应。
卡里科开始思考如何降低RNA的免疫反应。她发现，人体内的每个细胞都会产生mRNA，免疫系统却对此视而不见。 「为什么我制造的mRNA会不同？」她想要弄明白。
经过比对实验，两位科学家找到了合成mRNA的「阿基里斯脚踝」——合成mRNA中四个组成部分之一的「尿苷」（uridine）就是激发免疫反应的罪魁祸首。而人体的RNA中存在一种叫做「假尿苷」（pseudouridine）的分子能够逃避免疫反应。
那么，他们只需移花接木，将合成mRNA中的尿苷替换为假尿苷，制造出一种拼接的mRNA，便可以使其潜入细胞而不引起身体免疫系统的警觉。
当他们将这种经过修饰的mRNA注射进老鼠时，它们居然活了下来。魏斯曼说，这种修饰后的mRNA是「沉默」的，不会启动免疫细胞。他们同时还发现，这种沉默的mRNA运用在疫苗中的效果更好。
此项研究具有革命性的突破。这个基础性的科学发现，有着广泛的令人兴奋的应用前景。通常，当有人发明一种新药时，该药只能治疗一种疾病，但是mRNA有可能可以用于治疗许多不同的疾病。 （中）
== 卡里科的救赎（下） https://www.worldjournal.com/wj/story/121250/5523644
从开始合作到最终找到让mRNA发挥作用的方法，卡里科和魏斯曼两人花了7年时间。
他们意识到这一发现的重要性和潜力，双双动手撰写资助申请，但依然没有引起资助机构的兴趣，他们申请的资金大部分没有得到批准。拨款审查人说，他们不看好mRNA这一疗法，因此就不必「多此一举了」。
几家主流科学期刊也拒绝发表他们的论文。虽然这项研究最终于2005年发表在了《免疫》杂志上，但它在科学界几乎没有引起任何反响。
他们向制药公司和风险投资吆喝，也没人搭理。于是两人创办了一家名为RNARx的公司，并从美国政府那里申请到近100万美元的小企业资助。但由于宾大对智慧财产权许可证的限制（研究人员的专利通常由他们的工作机构持有），他们的公司从未真正起步。
2012年，宾大为这项技术申请了专利，但并未对其给予重视，后来宾大把此专利的独家授权出售给了协力厂商机构。
05】 「世界是个回音谷，念念不忘必有回响。」——弘一法师
两位科学家在细雨中的呼喊，被在世界不同的角落的两个有心人听到了，一位是加拿大人德里克·罗西（Derrick Rossi），他是莫德纳（Moderna）公司的初创人之一；另一位是移居德国的土耳其人乌尔·萨欣（Ugur Sahin）——BioNTech的创始人及CEO。
罗西读到卡里科和魏斯曼的论文时，正在史坦福大学读博士后，此文立刻引起了他的兴趣，罗西认为这是一项开创性的研究，这一重大发现将助力世界医药领域的发展。 2010年，已在哈佛医学院任助理教授的他，说服哈佛和麻省理工的几位教授，在麻省的剑桥创立了名为莫德纳（Moderna）的生物技术公司，Moderna是「修饰」 （modified）与「RNA」结合形成的名字。该公司的目标是利用经过修饰的mRNA研发疫苗和疗法。10年过去了，尽管罗西已离开该公司，莫德纳已跻身为世界新冠疫苗生产的领军药企。
在德国莱茵河左岸的梅因兹（Mainz），一对土耳其裔医生夫妻——萨欣和图雷西（Özlem Türeci）于2008年共同创立了BioNTech公司，致力于研制个体化疫苗（personalized vaccines）消除癌细胞，采用mRNA开发抗癌药物是该公司的主要技术之一，其美国总部也在麻省的剑桥。
莫德纳和BioNTech在宾大转让了卡里科和魏斯曼的mRNA技术专利后，双双从协力厂商公司获得了专利权。
尽管卡里科的研究有了突破性发现，宾大仍以「不适合当教师」为由，拒绝恢复她1995年以前的终身教职岗位。 BioNTech慧眼识英雄，及时向卡里科发出邀请。 2013年，卡里科离开宾大，成为BioNTech的高级副总裁。卡里科的加入让该公司如虎添翼。
话说2019年底新冠疫情爆发，中国科学家在2020年1月公布了肆虐武汉的病毒基因序列，随后，各地的研究人员都全力以赴。
萨欣预料这将会是一场大流行疾病，为了应对即将降临德国的疫情，他需要找一个强有力的合作伙伴来生产疫苗，于是想到了世界著名的医药公司辉瑞，这两家公司曾合作开发过mRNA流感疫苗。 2020年3月，萨欣致电辉瑞，询问是否有兴趣合作生产疫苗，对方的回答是积极的。
其实，对BioNTech和莫德纳这两家拥有mRNA技术的公司来说，新冠病毒算是撞到枪口上了。有了中国科学家公布的病毒基因序列，BioNTech在数小时内便设计出了预防新冠病毒的mRNA疫苗，莫德纳也在两天内完成了其mRNA疫苗的研发。
为何这两家公司能如此快速地推出疫苗？因为使用mRNA的公司不需要病毒本身来制造疫苗，只要知道了病毒的基因序列，一台电脑就可以告诉科学家要把什么化学物质组合在一起，按什么顺序排列。当然，要想被FDA批准使用，还要经过漫长的三期临床试验，但卡里科对疫苗的成功充满信心。
冠状病毒的外层布满了像「冠」一样的凸起物，这些凸起物叫做「刺突蛋白」（spike proteins）。刺突蛋白附着在人体上并将病毒导入细胞致人生病。
两家公司设计疫苗的原理都是将特定的mRNA注入人体，指导人体细胞产生类似冠状病毒的假刺突蛋白，教会人体免疫系统识别并攻击冠状病毒。所以说mRNA疫苗注射进人体的是假病毒，并不会让人体感染真正的新冠病毒。
曾经因为mRNA具有分子太大且不稳定，不易进入细胞的弱点，科学家们一直在试验不同的传递载体。 2015年，魏斯曼、卡里科再接再厉，联合其他科学家发表了一项研究报告，称他们发现了将mRNA导入小鼠体内的新方法：使用一种名为「脂质纳米粒」（lipid nanoparticles）的脂肪涂层，既可以防止mRNA降解，还可以帮它放入细胞的正确部位。也就是说，使用一个像油泡一样的伪装将mRNA包裹起来，让其偷偷「滑」进细胞中，便可逃过免疫雷达的侦测而不被降解。
卡里科、魏斯曼2005和2015年的两项突破性发现，为辉瑞及莫德纳研发COVID-19疫苗扫清了主要障碍并奠定了成功的基础。 2020年11月8日，辉瑞和BioNTech疫苗的首次中期疗效分析结果出来了，显示mRNA疫苗对新冠病毒具有高效的免疫作用。
卡里科听罢，吃了一整盒巧克力花生来犒劳自己。
06】 目前在科学界，卡里科和魏斯曼获诺奖的呼声很高。提到诺奖，卡里科有一个心酸的故事。她已故的母亲曾经特别关注诺奖候选人的新闻，而每年又会在宣布后打电话给卡里科，问她为什么没被选中。对此，卡里科总是哭笑不得。
「妈妈，我连奖学金都拿不到，更别说诺贝尔奖了！」
「可是你工作这么辛苦！」母亲自有她的评判之道。
对于过去经历的坎坷，遭遇的不公平，卡里科心中确实有很多块垒，不过看到自己的心血在这场大瘟疫中给人们带来了希望，她感到无比欣慰，她将与过去告别，与自己和解，从而得到救赎。 （下）
== Katalin Karikó简介： https://en.wikipedia.org/wiki/Katalin_Karik%C3%B3
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