学苑撰文

文、图：谢健朗（香港资优教育学苑学员）

今年十月，两位研究信使核糖核酸（mRNA）疫苗技术的科学家获得了诺贝尔医学奖。事实上，早在30年前，科学家已着手研究利用mRNA治病，及至早前全球疫情爆发，mRNA新冠疫苗声名大噪，自此无人不晓，但你可知道它是如何运作的呢？

Step 1）进入人体细胞

mRNA疫苗在发挥功效前必须先进入人体细胞。科学家特别为疫苗中的mRNA打造由脂质制成的外壳（图一），方便mRNA穿过细胞膜（图二）。此外，由于细胞的防御机制会把外来物质分解，故此科学家改良了疫苗中mRNA的结构，让它们能稳定地留在细胞里，发挥作用。

Step 2）制造免疫系统可以辨认的蛋白

人体细胞内的遗传物质DNA蕴含制造身体结构的数据（就像一本珍贵的食谱），收藏在细胞核内，防止基因被意外修改。细胞需要制造蛋白质时，会把一小段DNA转录成mRNA（transcription），以便把遗传数据送到细胞核外（犹如把一道菜的食谱抄在白纸上，送到厨房制作）。最终，核糖体会依照mRNA上的资料转译（合成）蛋白质（translation）（图三上）。疫苗中的mRNA记录了新冠病毒外壳上刺突蛋白的数据，进入身体后，会指使细胞依样合成无害的刺突蛋白（图三下），用以「教导」免疫系统辨认新冠病毒，降低日后受感染时的风险。

Step 3）为击退新冠病毒做好准备

上述细胞会在表面展示仿制的刺突蛋白，诱使免疫系统激活负责免疫功能的B细胞和T细胞。部分B细胞会制造抗体，其余的会成为记忆细胞，形成免疫记忆，日后遇到真正的新冠病毒，这些记忆细胞便能够快速作出反应，防止病毒进入身体细胞复制繁殖，又或中和其毒性。而T细胞则会直接破坏受感染的细胞，防止病毒在体内蔓延。

若出现变种病毒，科学家只需掌握其基因资料，修改疫苗中mRNA的序列，便能快速生产有效的新疫苗应对。最后，mRNA拥有高度专一性，科学家正努力设计针对癌细胞的mRNA标靶治疗方案，减轻对健康细胞的副作用。 

想一想：mRNA疫苗需要储存于超低温的环境，例如其中一款mRNA疫苗需要存放在-80°C的雪柜，这对使用mRNA疫苗造成了甚么困难呢？

答：增加运送成本，一些较偏远的地区未必可以长期储存mRNA疫苗，所以有些地区无法受惠于mRNA疫苗。

知多啲：带正电荷的粒子和带负电荷的粒子相互吸引。脂质外壳带正电荷，能够有效包裹疫苗中带负电荷的mRNA，并且辅助它们穿过带负电荷的细胞膜，进入细胞。

曾刊载于《星岛日报》小学校园报《阳光校园》（2023年12月）