离开匈牙利白手起家
，
要想成功
，
必须为我们的生活、我们的生存和我们的成功不懈努力
。
祝贺她成为2023年诺贝尔生理学或医学奖得主！

撰文 | 郭晓强

原标题
：
《新晋诺奖得主
：
中年失业、患癌
，
她用四十年逆袭拯救全人类
，
还培养了一个奥运冠军》

2020年12月起
，
英国、加拿大、美国等国家相继批准了辉瑞制药与德国BioNTech联合开发的新冠mRNA疫苗紧急使用
，
人们终于看到了结束全球新冠疫情的希望
。


与其他疫苗相比
，
mRNA疫苗具有诸多优点
：
首先是安全性高
，
mRNA不具备感染性
，
也不必整合到基因组
，
其在体内寿命可根据需要通过体外操作来实现（避免长期滞留带来危害）；第二是免疫性好
，
目前的mRNA疫苗已较为稳定
，
可在细胞内进行高效表达产生蛋白质
，
启动高效免疫应答反应；第三
，
量产迅速
，
mRNA体外制备技术非常成熟
，
可根据需要快速、便捷地制备出大量疫苗
。


随着全世界的目光聚集在新冠mRNA疫苗上
，
这项技术背后曾经默默无闻的关键科学家也浮出水面
，
接受各大媒体的采访
。
她就是来自匈牙利的女生物化学家卡里科（Katalin Karikó）
，
今年68岁了
。


卡里科在宾州家中工作
。
from STAT

一 没有回头路

1955 年 1 月 17 日
，
卡里科出生于匈牙利东部小镇小新萨拉什（Kisújszállás）一间烧着木屑炉子的小屋
。
仔细检查父亲每日屠宰的猪
，
便是她的科学启蒙课
。


1973年
，
卡里科考入匈牙利名校塞格德大学（University of Szeged）
，
义无反顾地选择了理科
。
在大学里
，
她第一次在一场学术报告里听说了信使RNA（mRNA）
，
它携带着DNA中的遗传信息
，
直接指导蛋白质的合成
，
承担着“传讯者”的角色
。
卡里科对这种神奇的分子产生了浓厚的兴趣
。
1978年
，
她选择攻读博士学位
，
重点研究mRNA的应用
。


20世纪七十年代
，
基因工程诞生
，
不久基因治疗的概念也应运而生
，
但这些操作均是以DNA为目标
，
而卡里科却认为mRNA更有前途
。
毕业后
，
她选择了进入匈牙利科学院塞格德生物中心（Biological Research Centre, Szeged）生物物理研究所
。
当时
，
许多人博士毕业后去美国留学深造
，
但卡里科对此并不动心
，
她认为国内同样可以实现自己的愿望
。
遗憾的是
，
卡里科这个美好愿望于1985年破灭了
，
她被单位解雇了
。


多年后
，
卡里科在一次接受采访时曾表示
，
如果她继续留在匈牙利国内
，
很有可能成为一个充满抱怨的、平庸的科研人员
。
无路可退的卡里科不得不重新开始找工作
。
一开始她想在欧洲找个职位
，
但最终
，
她只能远赴大西洋彼岸的费城
。
在那里
，
美国天普大学（Temple University）为她提供了一个博士后职位
。


没有手机、没有信用卡
，
夫妇两人带着年仅两岁的女儿
，
踏上了异国他乡
。
政府不允许兑换超过100美元的现金
，
他们就在黑市卖掉了车
，
把900英镑缝在女儿的泰迪熊里偷偷带出境
。
卡里科说
：
“我们没有回头路
。
我们在那里举目无亲
。
”

1985年
，
卡里科在美国天普大学（Temple University）重启科研道路
。
遗憾的是
，
首站并不顺利
。
四年后
，
她与导师发生了一次冲突
，
主要原因还是两人对待mRNA观念有差异
。
像当时的许多科研工作者一样
，
导师也不看好mRNA的研究
。
1990年
，
卡里科加入宾夕法尼亚大学
。
这时
，
一项最新进展进一步坚定了她开展mRNA应用的决心
。


二 也许我不够优秀
，
不够聪明

1990年
，
威斯康星大学一个研究小组首次将mRNA注射到小鼠体内（doi: 10.1126/science.1690918）
，
并检测到了相应的蛋白表达；两年后
，
另一个研究小组进一步在大鼠中证明
，
体外注入的mRNA表达出的蛋白还具有生理活性
。
如果这两个结果成立
，
就意味着采用病原体关键蛋白的mRNA
，
也会产生病毒蛋白
，
并激发免疫应答
，
从而发挥疫苗的作用
。


这个逻辑推理很容易获得
，
但是许多科学家对此并不看好
。
因为这么做存在诸多现实问题
，
用mRNA做疫苗至少有三大缺陷
：
稳定性差（目前这个问题依然存在）、体内效率低下和激发机体先天免疫系统（引起严重炎症反应
，
导致动物立即死亡）
。
在许多科学家看来
，
这些困难都是难以逾越的科学鸿沟
，
尤其是第三个缺陷
，
可能最终都难以搞定
。
这种费力不讨好的事情自然没几个人愿意做
，
再说传统的疫苗制备策略已足足够用
，
何必舍近求远？

“主流看法”势必会影响一个领域的发展
。
许多mRNA研究的大牛都退避三舍
，
不再提起用mRNA做疫苗这码事
，
领域内默默无闻的新兵遇到的阻力也就可想而知
。


进入宾夕法尼亚大学的当年
，
卡里科就提交了基金申请
，
想尝试采用mRNA开发疫苗
。
在这样的主流背景下
，
申请失败了
。
然而没想到
，
随后几年
，
年年申请
，
年年被拒
，
竟达八年无法为这一课题申请到基金
。
她回忆说
，
“我每天晚上都在写基金、写基金、写基金
，
结果每次都被打回来、打回来、打回来
。
”你有千条妙计
，
我有一定之规；任你说得天花乱坠
，
我就不给你基金
。
这一今天看来并不怎么“大逆不道”的想法
，
同行专家就是不予通过
。
2004年诺贝尔化学奖得主赫什科（Avram Hershko）就认为
，
专家总是墨守成规
，
许多观点不值得接受（由于泛素加热后仍保持活性
，
由此他们认定泛素不可能是蛋白质）
。


老板们终于看不下去了
。
1995年
，
来到宾大的第六年
，
卡里科迎来了降级降薪
。
她回忆到
，
她当时刚刚做出一些重要的发现
，
学校把她轰出了实验室
，
在动物房边上给她安排了一个小房间办公做实验
。
更惨的是
，
这个节骨眼
，
她又被诊断出癌症
，
需要进行两次手术
，
而她的丈夫由于签证问题不得不滞留在匈牙利
，
长达半年无法返美
。
她只能一边接受治疗
，
一边照顾孩子
。


一般人有此遭遇
，
早就离开学术界了
，
但卡里科还是熬了下来
：
“我想过去别的地方
，
研究别的东西
。
我还想过可能是我不够优秀
，
不够聪明
。
我努力说服自己
：
万事已经俱备
，
我只需要把实验做得更漂亮就行了
。
”

幸运的是
，
卡里科最终康复了
，
并继续开展自己的实验
。
由于各方限制
，
做事可谓举步维艰
。
没经费订杂志
，
为了看到最新的论文
，
她还得去复印
。
在1997年一次复印时
，
卡里科结识了刚到宾大不久的免疫学家韦斯曼（Drew Weissman）
。
韦斯曼对卡里科的想法很感兴趣
，
决定资助她继续开展研究
，
她的项目也正式成为“韦斯曼-卡里科项目”
。
卡里科当时的境遇可说降到了冰点
，
待遇比技术员都要低
，
韦斯曼的帮助可谓是雪中送炭
，
不仅仅是资金支持
，
同样重要的还有精神鼓励
。


三 峰回路转
，
再起波澜

卡里科的研究逐渐有所起色
。
1998年
，
期盼已久的基金终于得到批复
，
尽管只有区区10万美元
，
但至少是一个好的开始
。
第二年
，
又获得100万美元资助
。
卡里科和韦斯曼商讨后达成一致——需要首先解决mRNA应用的安全性问题
，
也就是理解mRNA诱发机体炎症反应的原因
。


上世纪九十年代
，
先天免疫机制的阐明拓展了人们对免疫系统的认识
。
1998年
，
美国免疫学家巴特勒（Bruce Beutler）发现树突细胞等免疫细胞的表面存在Toll样受体 (TLR) 家族
，
能识别细菌成分（如脂多糖）
，
两者结合就会激活并启动先天免疫应答
，
巴特勒也因为这一发现分享2011年诺贝尔生理学或医学奖
。


卡里科推测
，
mRNA注射到动物体内诱发炎症
，
可能是因为它们可被TLR分子识别
。
为验证自己假说的正确性
，
卡里科首先建立一个体外系统模拟炎症反应
，
应用人工合成的mRNA直接处理细胞
，
确实激活了免疫应答
，
释放出大量免疫因子
。
进一步研究发现
，
多种TLR分子（包括TLR7,8等）确实可以识别体外注入的mRNA
。


2004年
，
卡里科完成了一个关键实验
。
她从哺乳动物和细菌中直接提取mRNA
，
并用它们处理细胞
，
结果发现哺乳动物mRNA基本不激活免疫应答 (线粒体mRNA除外)
，
而细菌mRNA则诱导细胞因子的释放
，
这一结果说明
，
诱发免疫应答的原因不在mRNA本身
，
而应该在其结构差异
。
当时已知
，
哺乳动物mRNA存在广泛的碱基修饰现象
，
而细菌等原核生物则通常不存在这一现象（与体外合成的mRNA类似）
。
于是
，
卡里科对体外合成的mRNA也进行了碱基修饰
，
结果使免疫应答能力大大减弱（后来动物实验也证明修饰后的mRNA不再产生严重炎症反应）
。
其实
，
哺乳动物识别非修饰mRNA（外源物成分）
，
但对修饰mRNA视而不见的能力恰恰是免疫系统的基本特征——区分“非我”
，
也是机体对自身的保护
。
这一发现意味着
，
mRNA体内应用的安全性得到了有效解决（通过体外碱基修饰来实现）
。


卡里科进一步研究还发现
，
体外合成的mRNA通常会污染一定量的双链RNA
，
而双链RNA也会引发免疫应答
，
因此她对最初合成的RNA进行纯化
，
除去双链RNA
。
这种操作一方面减少了炎症发生
，
更重要的是极大增加了mRNA在体内的蛋白生成效率
，
从而解决mRNA应用过程中效率低下的难题
。
卡里科共发表70多篇论文
，
绝大多数聚焦于mRNA体外制备方法的改进和完善
，
解决实际应用过程中面临的诸多问题
。


2006年
，
卡里科和韦斯曼申请了第一个mRNA相关专利——含修饰核苷酸的mRNA制备及应用
，
主要涉及无免疫原性、包含核苷酸修饰等特性的mRNA（专利号
：
US 8278036）
。
迄今为止
，
她已拥有十几个专利
，
全部围绕着mRNA制备方法的改进、实用化操作和应用
。
当年
，
她与人和合作共同成立了一家生物技术公司——RNARx
，
尝试开发mRNA药物（主要开发治疗贫血的EPO mRNA）
，
但公司最终于7年后关闭
。
卡里科期望的mRNA应用热潮并未出现
，
市场对这项研究并不热衷
，
因此也少人问津
。


2010年
，
转机再次出现
。
正在斯坦福大学做博士后的罗西（Derrick Rossi）发现了卡里科的文章
，
并敏锐意识到这一方法的巨大应用潜力
。
他成立了一家生物技术公司——也就是Moderna
，
应用mRNA开发疫苗和药物
。
与此同时
，
卡里科也将自己的技术转让给德国一家新兴生物技术公司BioNTech
。
彼时
，
BioNTech还蜗居在德国美因茨大学（Mainz university）的校园内
，
连公司网站都没做起来
。


2013年
，
卡里科与宾夕法尼亚大学又发生一次不愉快
，
校方拒绝恢复她1995年降薪的教师职位
，
又在知识产权许可上与她产生分歧（宾大将知识产权卖给了另一家公司）
。
最终
，
卡里科选择辞职
，
加入BioNTech并担任高级副总裁
。
校方对卡里科极尽刻薄
，
称BioNTech是一家连网站都不存在、名不见经传的小公司
，
暗示卡里科的选择毫无价值
。


随着mRNA技术在应用过程中的进一步改进
，
两家公司距离真正的市场成功越来越近
。
2017年
，
Moderna开始开发寨卡病毒mRNA疫苗；2018年
，
BioNTech与辉瑞公司合作开发流感mRNA疫苗
，
尝试从实验室走向应用
。
但市场仍不买账
，
投资者对mRNA疫苗应用前景并不看好
，
两家公司只能 “艰难度日”
。


在这沉默苦闷的研究岁月中
，
比卡里科出名更早的是她的女儿祖萨娜·弗朗西亚（Zsuzsanna Francia）
。
也许是继承了母亲坚忍不拔的精神
，
祖萨娜在2008年北京奥运会和2012年伦敦奥运会上连续夺得了划船比赛冠军
。


2012年伦敦奥运会
，
卡里科夫妇祝贺女儿夺取奥运金牌
。
Katalin Kariko供图

四 完美救赎

2020年初
，
新冠肺炎暴发
，
新冠病毒蔓延全球
。


1月11日
，
中国疾控中心张永振研究团队在病毒学网站（virological.org）公布了新型冠状病毒全基因组序列
。


序列刚刚公开
，
欧美的制药公司就开始研究mRNA疫苗将要使用的序列
。


1月13日
，
序列确定
，
Moderna开始制作mRNA
。


后来的事情
，
我们都知道了
。


在全球多国参与的新冠疫苗开发竞赛中
，
mRNA疫苗的优势（研发时间短）充分体现
，
在得到新冠病毒刺突蛋白（S）mRNA信息基础上
，
快速开启设计、制备、动物实验、临床实验等步骤
。
11月9日
，
辉瑞与BioNTech联合宣布
，
基于Ⅲ期临床结果
，
其研发的新冠疫苗mRNA BNT162b2有效率超过90%（最终数据显示有效率可达95%）；一周后
，
Moderna宣布
，
其开发的mRNA疫苗mRNA-1273有效率也接近95%
。


当卡里科听到BioNTech三期临床振奋人心的结果后
，
她的第一反应是
：
“得救了！我拼命地吸气
，
我太兴奋了
，
我真怕我死了……”悬了许久的心终于可以得到些许休息
。
卡里科希望mRNA疫苗能在随后新冠肺炎预防方面发挥重要作用
，
并期望mRNA技术能在更多疾病治疗方面得到广泛应用
。


现在已经是哈佛大学干细胞研究所教授的罗西认为
，
如果mRNA疫苗最终在新冠肺炎疫情方面发挥了关键性作用
，
卡里科和韦斯曼绝对配得上诺贝尔化学奖
。


此时距卡里科最初开始研究mRNA已有四十多年
，
距离她的关键技术突破也有了十五年
。


主要参考文献

1. Karikó K, Buckstein M, Ni H,et al. Suppression of RNA recognition by Toll-like receptors: the impact of nucleoside modification and the evolutionary origin of RNA. Immunity. 2005,23(2):165-175.

2. Karikó K, Muramatsu H, Ludwig J, et al. Generating the optimal mRNA for therapy: HPLC purification eliminates immune activation and improves translation of nucleoside-modified, protein-encoding mRNA. Nucleic Acids Res, 2011,39(21):e142.

3. Sahin U, Karikó K, Türeci Ö. mRNA-based therapeutics--developing a new class of drugs. Nat Rev Drug Discov. 2014,13(10):759-780.

4. Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines - a new era in vaccinology.Nat Rev Drug Discov. 2018,17(4):261-279.

5. Wolff JA, Malone RW, Williams P, et al. Direct gene transfer into mouse muscle in vivo. Science. 1990, 247: (4949 Pt 1)1465–1468.

6. Jirikowski GF, Sanna PP, Maciejewski-Lenoir D, et al. Reversal of diabetes insipidus in Brattleboro rats: intrahypothalamic injection of vasopressin mRNA. Science. 1992, 255 (5047): 996–998.

7. COX D. How mRNA went from a scientific backwater to a pandemic crusher.( https://www.wired.co.uk/article/mrna-coronavirus-vaccine-pfizer-biontech)

8. A TYPICAL HUNGARIAN STORY: KATALIN KARIKÓ （https://hungarianspectrum.org/2020/11/22/a-typical-hungarian-story-katalin-kariko/）

9. BioNTech scientist Katalin Karikó risked her career to develop mRNA vaccines. Americans will start getting her coronavirus shot on Monday.

（https://www.businessinsider.com/mrna-vaccine-pfizer-moderna-coronavirus-2020-12）

10. The story of mRNA: How a once-dismissed idea became a leading technology in the Covid vaccine race（https://www.statnews.com/2020/11/10/the-story-of-mrna-how-a-once-dismissed-idea-became-a-leading-technology-in-the-covid-vaccine-race/）

11. 'Redemption': How a scientist's unwavering belief in mRNA gave the world a Covid-19 vaccine

（https://www.telegraph.co.uk/global-health/science-and-disease/redemption-one-scientists-unwavering-belief-mrna-gave-world/）

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网友看法

1、网友幽默精灵xR
：
不提名石正丽？

2、网友勇敢的海风MdU
：
科兴是什么疫苗？

3、网友梦幻泡影3286
：
这又是一个妥妥的励志故事！我看完都感动了！

4、网友渔家傲F
：
谢谢作者
，
在卡里科获诺奖的第一时间里发表了此文
。


5、网友超越
：
荣获诺贝尔奖背后的故事
，
就是一部励志史[赞][赞][赞]

6、网友zzddd2345
：
好的科普文章[赞]
。


7、网友独立知识分子
：
1985年的时候
，
匈牙利还是社会主义国家
。
所以她被解雇了
。


8、网友唐宋元明清8888
：
咋没给国内那个专家啊

9、网友旁观者YianZhang
：
mRNA疫苗具有诸多优点
：
首先是安全性高
，
mRNA不具备感染性
，
也不必整合到基因组
，
其在体内寿命可根据需要通过体外操作来实现（避免长期滞留带来危害）；第二是免疫性好
，
目前的mRNA疫苗已较为稳定
，
可在细胞内进行高效表达产生蛋白质
，
启动高效免疫应答反应；第三
，
量产迅速
，
mRNA体外制备技术非常成熟
，
可根据需要快速、便捷地制备出大量疫苗
。


10、网友屯堡堡主
：
终于明白
：
国内的科技大牛为何都要去米国
。
在国内
，
混得不好的话
，
只有看门、扫厕所……

11、网友朱大毛割韭菜
：
最终还是在美国获得了成功
。


12、网友adeng20
：
估计一般人看不懂
，
太专业了
，
太微观了
。
感谢敬业的作者
，
感谢能默默坚持一辈子一个方向的研究者

13、网友奇妙钢琴N
：
致敬人类伟大的科学家

14、网友朴实熊猫Rl
：
“卡里科在一次接受采访时曾表示
，
如果她继续留在匈牙利国内
，
很有可能成为一个充满抱怨的、平庸的科研人员”
，
这个好像是曾相识[呲牙]

15、网友俊俏小红花Ht
：
疫情期间
，
不是说这个技术是华裔科学家率先发现的吗？

16、网友青山不老109
：
中国的新冠疫苗为什么不能评诺奖？

17、网友猫宝宝傻笑
：
大跌眼镜
，
藤校宾大就这样对待科研人员[捂脸]

18、网友玖爱童话村村长
：
新的mRNA疫苗制取技术和传统方法相比
，
就好像我们将钨丝灯换成了LED！

19、网友深圳湾硅谷
：
这样的科学家值得我们尊敬！祝贺！

20、网友冷月无声L
：
科学只有经得住寂寞的人才能实现