學苑撰文

 文、圖：謝健朗（香港資優教育學苑學員）

今年十月，兩位研究信使核糖核酸（mRNA）疫苗技術的科學家獲得了諾貝爾醫學獎。事實上，早在30年前，科學家已著手研究利用mRNA治病，及至早前全球疫情爆發，mRNA新冠疫苗聲名大噪，自此無人不曉，但你可知道它是如何運作的呢？

Step 1）進入人體細胞

mRNA疫苗在發揮功效前必須先進入人體細胞。科學家特別為疫苗中的mRNA打造由脂質製成的外殼（圖一），方便mRNA穿過細胞膜（圖二）。此外，由於細胞的防禦機制會把外來物質分解，故此科學家改良了疫苗中mRNA的結構，讓它們能穩定地留在細胞裏，發揮作用。

Step 2）製造免疫系統可以辨認的蛋白

人體細胞內的遺傳物質DNA蘊含製造身體結構的資料（就像一本珍貴的食譜），收藏在細胞核內，防止基因被意外修改。細胞需要製造蛋白質時，會把一小段DNA轉錄成mRNA（transcription），以便把遺傳資料送到細胞核外（猶如把一道菜的食譜抄在白紙上，送到廚房製作）。最終，核糖體會依照mRNA上的資料轉譯（合成）蛋白質（translation）（圖三上）。疫苗中的mRNA記錄了新冠病毒外殼上刺突蛋白的資料，進入身體後，會指使細胞依樣合成無害的刺突蛋白（圖三下），用以「教導」免疫系統辨認新冠病毒，降低日後受感染時的風險。

Step 3）為擊退新冠病毒做好準備

上述細胞會在表面展示仿製的刺突蛋白，誘使免疫系統激活負責免疫功能的B細胞和T細胞。部分B細胞會製造抗體，其餘的會成為記憶細胞，形成免疫記憶，日後遇到真正的新冠病毒，這些記憶細胞便能夠快速作出反應，防止病毒進入身體細胞複製繁殖，又或中和其毒性。而T細胞則會直接破壞受感染的細胞，防止病毒在體內蔓延。

若出現變種病毒，科學家只需掌握其基因資料，修改疫苗中mRNA的序列，便能快速生產有效的新疫苗應對。最後，mRNA擁有高度專一性，科學家正努力設計針對癌細胞的mRNA標靶治療方案，減輕對健康細胞的副作用。 

想一想：mRNA疫苗需要儲存於超低溫的環境，例如其中一款mRNA疫苗需要存放在-80°C的雪櫃，這對使用mRNA疫苗造成了甚麼困難呢？

答：增加運送成本，一些較偏遠的地區未必可以長期儲存mRNA疫苗，所以有些地區無法受惠於mRNA疫苗。

知多啲：帶正電荷的粒子和帶負電荷的粒子相互吸引。脂質外殼帶正電荷，能夠有效包裹疫苗中帶負電荷的mRNA，並且輔助它們穿過帶負電荷的細胞膜，進入細胞。

曾刊載於《星島日報》小學校園報《陽光校園》（2023年12月）