有公司用机器人生产个性化癌症疫苗:估值70亿美元

发布日期:2019-06-04

据《连线》网站报道,生产个性化的癌症疫苗需要一批机器人来完成。波士顿生物科技公司Moderna Therapeutics正在涉足这一领域,目前其估值达到70亿美元。

20世纪90年代初,当梅丽莎·摩尔(Melissa Moore)捣鼓RNA(核糖核酸)时,这位年轻的生物化学家得小心翼翼地用微量移液管构建基因分子,一次只能构建几个。在诺贝尔奖得主菲尔·夏普(Phil Sharp)位于麻省理工学院(MIT)的实验室里,可能需要数天时间才能做几滴RNA。RNA可将细胞的遗传源代码运送到蛋白质制造机器里。她没有想到,近三十年后,她会离开学术界,去一家公司工作,而这家公司一次就能制造出20升的RNA。

摩尔在Moderna Therapeutics公司负责RNA研究。根据行业研究机构CB Insights的数据,该公司估值约70亿美元,是世界上最有价值的私营医疗公司之一。这家总部位于波士顿的生物技术公司是少数几家开发技术利用信使RNA(mRNA)将人类自身细胞变成制药工厂的公司之一。这些指令串可以促使病人的身体产生诸如抗癌化学物质、心脏修复蛋白或抗病毒抗体的东西。摩尔说:“一旦你了解了如何在需要的地方获得这些药物,你就可以改变序列,非常快速地制造出一种新药。这是我们的能力的一种彻底突变。”

也许是这样,但Moderna的研发在它成立8年后仍然处于初期阶段。该公司在头两年秘密运营,因而早早就给人一种神秘的印象。《自然生物技术》(Nature Biotechnology)的编辑曾一度诟病该公司——以及包括陷入困境的Theranoa在内的其他生物科技公司——在公开研究工作方面做得不够。

直到最近一年半,随着Moderna将几种候选药物投入到临床试验中,它才开始公开露面,并最终发表了一些有关其正在开发的技术细节的论文。随着这些试验的展开——目前有10项,未来还将展开另外11项——Moderna也扩大了它的基地。上周,该公司新开了一个占地20万平方英尺、耗资1.1亿美元的制造工厂,该工厂将为其试验和临床前研究团队提供所需的所有mRNA,至少目前是这样。

Moderna的首席执行官、新网站负责人斯蒂芬·哈宾(Stephen Harbin)坦言,公司距离生产商业化产品还有数年时间。

新制造工厂

本月早些时候,当英格兰队仍有机会问鼎世界杯的时候,这个穿着牛仔靴的英国人给《连线》展示了Moderna的新基地。哈宾解释了穿制服、戴着手套、戴着发网的科学家们会如何穿过这座大楼的五个有荧光照明的临床洁净室。在新基地7月17日启用时,他们在打造Moderna的第一批正式的GMP(药品生产质量管理规范)mRNA。

在第一个房间里,大型的不锈钢机器将一组被称为核苷酸的基因构建块的数字序列转化成环状的DNA质粒。在第二个房间里,酶将该DNA转化成mRNA链。在第三个房间里,mRNA?被涂上脂质纳米颗粒,以借此进入细胞。

最后也是最重要的一个房间位于建筑的中央,处于封闭的无菌区内。要到达那里,员工们必须穿上双层的工作服和手套,慢慢移动,这样就不会激起任何可能从空气过滤器上滑下来的微生物。在这里防止污染是至关重要的。mRNA在这里被储存到小瓶中,然后随小瓶被带到最终的目的地。

在临床洁净室后面,在哈宾说外人不得进入的一处区域里,工人们仍然在修整Moderna的“舞厅”。该公司计划今年晚些时候在那里安装一些冰箱大小的定制机器人,用于生产个性化的癌症疫苗。除了Moderna为治疗传染病、心血管疾病和罕见疾病而成立的项目以外,也许没有什么比设计一次性抗癌药物更能引起人们的关注了。十年前,成本问题让这一切不可想象;据Moderna总裁史蒂芬·霍格(Steven Hoge)称,在人工劳动方面,为一个病人生产一种药物的成本与为100万名病人生产一种药物的成本是一样的。但是自动化技术和先进的测序技术正在改变这一点。

“我们将能够生产出以很不同的方式治疗不同人身上的疾病的药物,等于把人类这一因素从这一过程中剔除。”霍格今年早些时候在接受《连线》采访时表示,“不是说‘哦,这是适合你的颜色’,而是‘不,我们为你发明了这种颜色。’”

个性化治疗

与其他尝试这种做法的公司一样,Moderna也开始利用癌症患者的两个基因特征进行个性化治疗。一个来自肿瘤组织的小颗粒,一个来自他们的小瓶血液。通过比较二者,算法会查找出导致癌症的突变。另一个算法根据那些突变生成一份包含20种蛋白质靶点的清单,它预测这些蛋白质靶点将教导病人的免疫系统来攻击肿瘤。不过,另一个算法会设计核苷酸链,然后Moderna独特的自动化机器将其整合到mRNA药物。人类工作者负责在工作站监视整个过程,并进行质量控制检查,但是大体上机器承担大部分的工作。

去年秋天,Moderna与默克公司(Merck)合作,开始了实体肿瘤的临床试验;第一个病人在感恩节前接受了个体化治疗。那些疫苗正在与默克公司的免疫治疗药物Keytruda联合进行测试,该药物用于削弱癌症避开免疫系统的能力。

这是一种合作策略,至少Moderna的一些竞争对手也在采用这种策略,大家都希望能率先将产品推出市场。总部位于德国的BioNTech公司已经开始携手它的合作伙伴Genentech,共同展开在患有多种肿瘤的患者身上进行个体化癌症疫苗治疗的第二阶段试验。早在2011年,该公司就获得了首个GMP?授权。同样位于德国的CureVac公司在2006年建立了全球首家针对mRNA的GMP生产工厂。目前,该公司正在建设第三家和第四家工厂,到2020年,它的产能将增加30倍。它有三个抗癌疫苗项目目前正在临床试验当中。

会被Crispr技术淘汰?

一些行业分析人士说,基于mRNA的癌症疫苗缺乏进展,应当引起投资者的担忧。德国的生物技术顾问德克·豪塞克(Dirk Haussecker)已经将注意力转向了诸如Crispr基因编辑的新技术,他认为这种技术将会淘汰包括个体化癌症治疗在内的大多数mRNA应用。

密歇根大学RNA生物医学中心主任尼尔斯·沃尔特(Nils Walter)则没那么悲观。他认为,基于RNA的疗法的推行时机终于成熟了,Moderna、CureVac和BioNTech等公司可能将走在最前面。但他警告说,关于这些潜在疗法的生物学原理,还有很多东西有待研究。“如果你想越过疫苗,你必须开始担心那个mRNA在做什么,因为它可以逃到身体的其他部位。”他说,“例如,你给肌肉注射,它却神奇地出现在血液里。”

但他表示,梅丽莎·摩尔的加入毫无疑问将有助于Moderna解决这些问题。她之前供职于马萨诸塞大学医学院RNA治疗研究所,备受尊崇。沃尔特说,借助摩尔的科学才干,也许他们就能发现潜在的瓶颈,坦率地对待它们,并快速地克服它们。毕竟,她已经开发了许多被该领域广泛使用的RNA技术。在与Moderna的流程创新团队的一次会议上,摩尔意识到,他们使用的是她30年前还是博士后的时候发明的一种技术。她后来找出了当年的老旧的实验室笔记本给他们看。

随着Moderna步入新的篇章,她或许还能帮助他们撕掉神秘的标签。摩尔说,她的团队即将发表一篇论文,证明他们能够通过设计关闭mRNA,使得它们只能在Moderna所希望的细胞中表达蛋白质,比如癌细胞。他们也已经准备展开更多的研究来设计得mRNA能够在人体内存在更长的时间,这对于治疗需要终生服用药物的遗传性疾病将有重大的意义。相关论证也将会公开发表。