自 COVID-19 疫情爆發以來，「mRNA 疫苗」這一詞彙在短短兩年內迅速從科學界的前沿研究走入了大眾的視野。英國首先授權使用了全球第一支 mRNA 疫苗，隨後 mRNA 疫苗在全球被接種了數十億劑，展現出「前無古人」的施打速度和規模。2023 年，諾貝爾生理學或醫學獎授予了卡塔琳．卡里科（Katalin Karikó）和德魯．魏斯曼（Drew Weissman），以表彰他們在 mRNA 技術領域的開創性研究，這些研究為 COVID-19 疫苗的成功奠定了堅實的基礎。
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既然 mRNA 疫苗如此成功，為何在此之前，這項技術幾乎不為人知？面對猖獗且不斷變異的 COVID-19 疫情時，mRNA 疫苗又是如何成為人類固守的醫療防線？讓我們一起來了解。
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什麼是 mRNA 疫苗？
在解構 mRNA 疫苗的原理前，必須先了解 mRNA 的意涵。我們都知道，DNA 包含了引導和運作生物體的全部指令，而 mRNA 就是從 DNA 中「抄錄」這些指令，幫助傳達給核糖體，以製作各種蛋白質。
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<div class="jsx-3968805167 relative overflow-hidden"><img decoding="async" class="jsx-3968805167" src="https://www.charmingscitech.nat.gov.tw/backend/wp-content/uploads/2024/09/5-1_670x1411.jpg" />
<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">分子生物學的「中心法則」為， 來自 DNA 的遺傳訊息會轉錄變成 mRNA，再經轉譯作用生成蛋白質。</div>
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mRNA 的「m」是「messenger」的縮寫。有人說 mRNA 就像是來自 DNA 的「信使」，也有人形容它是製作蛋白質的「藍圖」，指導著核糖體合成蛋白質，而 mRNA 疫苗的核心原理就是基於這一生物學機制。
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在 mRNA 疫苗中，科學家會製作出一段包含病毒「抗原」訊息的 mRNA 片段，這通常是病毒表面的某種蛋白質，例如引起 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒的刺突蛋白（Spike Protein）。
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病毒抗原就像是病毒表面的獨特標誌，讓身體的免疫系統知道這是外來的入侵者。當這段 mRNA 被注射進人體後，人體細胞就會遵從這段 mRNA 的指令，開始自行合成病毒的蛋白片段。由於這些蛋白片段已經被科學家精心設計過，不會直接引起疾病，但卻足以被免疫系統識別為敵人，從而啟動免疫反應，生成針對該病毒的抗體。
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換句話說，當我們的身體被注射 mRNA 疫苗後，細胞就會自己生成類似 SARS-CoV-2 標誌的蛋白片段，讓免疫系統事先演練並擬定出防禦機制。未來當人們真的確診 COVID-19 時，免疫系統就能更快、更有效地做出反應來保護我們，避免中重症的發生。
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mRNA 疫苗的優勢
傳統的疫苗研發與製造往往耗時且製備過程複雜，相比之下，mRNA 疫苗的開發過程更加直接且靈活。
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在傳統疫苗技術中，以「不活化疫苗」為例，科學家會在實驗室中大量培養病毒，並透過各種方式將其殺死（滅活），使其不能引起疾病，但仍能刺激免疫反應。為了確保安全和有效性，整個過程需要幾個月甚至幾年的時間；而在「減毒活疫苗」技術中，科學家使用的是減弱後的活病毒，同樣需要長時間培養，並進行純化與製備以及嚴格的臨床試驗。
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反之，mRNA 疫苗的開發過程大大簡化。科學家只需要知道病毒的基因序列（例如 SARS-CoV-2 的刺突蛋白基因），便可以在短短幾天或幾週內設計並合成出相應的 mRNA 序列。也就是說，它不需要直接使用病毒本身或來自病毒的蛋白質，且這些 mRNA 不會有病毒的複製能力，這使得臨床試驗可以更快進行，並能夠及時進行調整和更新。
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此外，相比開發過程緩慢的傳統疫苗，mRNA 疫苗只需要取得病毒的基因訊息就可以進行生產，設計上非常靈活。這項技術使得人們能夠快速應對變異速度極快的病毒，成為應對突發疫情的強大工具。
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既然這麼厲害，為什麼現在才問世？
mRNA 技術雖然在 COVID-19 疫情中大放異彩，但其實早在數十年前，科學家們就已經開始探索其應用潛力。然而，由於 mRNA 是一種相當脆弱的分子，容易被體內的酶降解，因此在最初的研究中，科學家們面臨的主要挑戰在於 mRNA 的「穩定性」。到底該如何保護 mRNA，並確保它能夠順利進入細胞，是早期研究的重點。
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在 mRNA 疫苗中，科學家成功透過脂質奈米顆粒（Lipid Nanoparticles, LNPs）突破這項難關。簡單來說，研發人員使用了納米等級大小的脂肪顆粒，把不穩定的 mRNA 精心包裹起來，藉此保護 mRNA 免受降解，並且能順利進入細胞內。
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如何避免 mRNA 在體內引發不良免疫反應也是一大難題。2023 年諾貝爾生理學或醫學獎得主的研究，發現了修飾 mRNA 分子結構的方法，成功減少了 mRNA 疫苗引發不良免疫反應的可能性。
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隨著這些技術障礙的克服，mRNA 技術早已成為近年來開發疫苗的研究熱點。但由於 COVID-19 之前沒有出現過如此大規模且急需快速應對的疫情，因此這項技術未能大規模商業化應用。COVID-19 疫情的突然爆發，則為 mRNA 技術的應用提供了巨大機遇。
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<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">疫情爆發至今，mRNA 疫苗已於全球接種超過數十億人。</div>
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輝瑞-BNT(Pfizer-BioNTech) 和莫德納 (Moderna) 率先投入 mRNA 疫苗的研發工作，在極短的時間內完成了 BNT162b2 和 mRNA-1273 兩款疫苗的設計、臨床試驗並獲得緊急使用授權，這些疫苗在臨床試驗中展示出相當亮眼的效果與安全性。
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安全性與有效性的質疑聲浪
臺大兒童醫院院長黃立民教授分享，由於 mRNA 疫苗技術新穎，疫情嚴峻期間不少家長對其安全性和有效性仍然存有疑慮，例如：疫苗這麼快就上市了，到底有沒有經過嚴格的監督？冒著風險接種疫苗後，效果到底好不好？天哪！有人出現心肌炎的副作用！這會不會出現在我家孩子身上？
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<div class="jsx-3968805167 absolute w-full left-0 bottom-0 p-4 text-white text-[13px]" style="background: rgba(0, 0, 0, 0.66); display: block; line-height: normal;">面對全新型態的疫苗，臺灣家長相當擔憂 mRNA 疫苗的安全性和有效性。</div>
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國家衛生研究院司徒惠康院長表示，根據美國食品藥品監督管理局 (FDA) 和歐洲藥品管理局 (EMA) 的評估，mRNA 疫苗在數十萬人的臨床試驗中顯示出良好的安全性。
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自 2020 年施打至今，mRNA 疫苗的施打人數已經超過 70 億。儘管時間尚短，但在如此龐大的人口基數下，mRNA 疫苗帶來的副作用也已經非常明確，不外乎是短暫、輕微的暫時性副作用，例如注射部位疼痛、疲勞、肌肉疼痛、局部腫脹、全身痠痛、關節疼痛。
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這些不適反應通常是疫苗活化免疫系統的現象，表示免疫系統正在學習識別和對抗病毒抗原，從而在未來提供保護。大多數人在接種後的幾天內，這些症狀會自然消退，是身體免疫系統對疫苗的正常反應。
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各國政府面對疫苗影響力的態度也相當謹慎，全球多個國家和地區均設有「疫苗不良反應監測系統」，長期監測 mRNA 疫苗接種後的安全性，如美國的 The Vaccine Adverse Event Reporting System (VAERS)和歐洲的 EudraVigilance。
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司徒惠康院長分享，根據監測數據，嚴重不良反應如過敏反應（例如過敏性休克）的發生率極低，大約在每百萬次接種中出現數例 。儘管有報導指出，年輕男性接種 mRNA 疫苗較有可能出現罕見的心肌炎、心包炎副作用，但這些情況通常相對輕微，接受適當治療後，患者的康復速度極快。相比之下，感染 COVID-19 導致的心血管併發症的風險要高得多，這使得接種疫苗的整體益處明顯超過了風險。
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黃立民教授表示，臺大醫院作為臺灣醫療的重要防線，曾診治來自臺灣各地因施打疫苗而出現心肌炎的患者，然而，這些症狀都沒有民眾想像得那麼可怕，甚至可以說是相當輕微。由於 mRNA 疫苗對重症和死亡率的保護效果極高，保護率超過 90%，因此，比起心肌炎和極少數的過敏反應，家長更應該擔心的是未施打疫苗情形下的中重症風險。
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針對疫苗的成效，黃立民教授指出，對於小兒科醫師來說，臺灣兒童出現急性腦炎併發症的比例變化，是疫苗具有成效的最佳證據。從疫情爆發初期到政府進口 mRNA 疫苗，兒童病患出現腦炎的機率大幅下降，多系統的發炎案例也顯著減少，後期甚至幾乎看不到，中重症的比例也有顯著的改變。
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29 個月內接種了 217 劑疫苗，然後呢？
黃立民教授分享，在 2022 年的德國，曾經出現一起駭人聽聞的極端案例：一位 62 歲的男子蓄意在 29 個月內接種了 217 劑 SARS-CoV-2 疫苗，其中大部分為 mRNA 疫苗。
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研究人員擔憂這位男子的身體過度暴露在 SARS-CoV-2 的抗原之下，可能導致免疫系統變得遲鈍。然而，研究結果顯示，該男子的免疫系統相當健全，抗體的濃度甚至比正常施打 3 劑疫苗的民眾還要高。
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許多人對 mRNA 疫苗的最大擔憂之一是「mRNA 疫苗會不會影響我們的 DNA？mRNA 是一種攜帶來自病毒的基因訊息的分子，有些人擔心它會進入細胞核並改變我們的 DNA，從而導致長期健康問題。
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然而從科學上來說，並不需要為此擔心！mRNA 只會在細胞質中發揮作用，不會進入細胞核並影響 DNA。 對此，國家衛生研究院司徒惠康院長也補充，mRNA 是一種自然存在於所有生物細胞中的分子，負責將 DNA 的遺傳信息轉譯成蛋白質，會被細胞迅速降解並清除，本質上是不穩定的分子，這意味著它不會長期存在於細胞中，也不會進入細胞核改變或整合進入宿主的基因組。
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綜上所述，mRNA 疫苗的安全性得到了來自全球的廣泛科學研究和臨床數據的支持。儘管仍有少數副作用需要密切關注，但總體來看，mRNA疫苗在預防COVID-19 及其他潛在應用中的益處遠超過風險。未來的研究將繼續監測和確保這些疫苗的安全性，以應對社會大眾的疑慮和期望。
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黃立民教授指出，不論是從德國的極端個案、科學原理，還是全球大數據來看，施打 mRNA 疫苗的行為都沒有顯示出嚴重的風險訊號。隨著全球疫苗的接種，我們對其安全性和有效性的理解也在不斷加深。
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mRNA疫苗的下一步
司徒惠康教授指出，雖然臺灣實驗室等級的技術已經建立 2 年了，但是製程上的開發需時較久，投入的人力物力較多，使得臺灣在 mRNA 疫苗發展的進程較慢。幸運的是，目前製程開發腳步很快，國家衛生研究正準備協助經濟部的法人單位開發製程，預計明年可以申請臨床試驗，加速產學界的研發成果，未來，配合生物製劑二廠的興建，將可以服務更多的產學單位，因應未來的緊急突發疫情，保障國人的健康。
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同時，司徒惠康教授認為，當前 mRNA 疫苗在「穩定性」與「專一性」都仍有進步空間。雖然結合化學修飾、優化結構、及脂質納米顆粒包覆技術可以顯著提高的穩定性，但運送的條件相當苛刻，需要在超低溫的冷凍環境才能維持穩定。為了解決這個問題，司徒惠康教授指出「冷凍乾燥技術」被視為是可行性較高的方法，冷凍、乾燥後，mRNA 疫苗可以在室溫或較低的冷藏溫度下保存即可。
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如何將 mRNA 有效地遞送到特定的目標細胞也是一大挑戰，為了進一步提高mRNA 遞送的細胞特異性，研究人員嘗試開發「靶向修飾」的脂質奈米顆粒，透過在脂質奈米顆粒表面附著特定的配體或抗體，藉此識別並與特定的細胞表面受體結合，從而實mRNA 疫苗的標靶化。
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除了 SARS-CoV-2 外，目前科學家們也致力於將 mRNA 疫苗技術應用於其他疾病，包含具較高風險的傳染性疾病，如流感、寨卡病毒、HIV等。例如，以知名歌手張學友於今年 6 月感染的呼吸道融合病毒（RSV）為例，國外已經有針對該病毒的 mRNA 疫苗順利上市，還有許多 mRNA 疫苗正在申請許可證中。以往我國秋季開始施打的公費流感病毒疫苗，大多使用雞蛋培養，未來，為了強化應對快速變異的流感病毒和新冠變異株，或許也有機會轉向 mRNA 疫苗，甚至研發多合一疫苗來進行施打。
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除了傳染性疾病外，司徒惠康教授也表示， mRNA 疫苗相關技術也在個人化癌症免疫療法、遺傳性疾病的基因治療、補充缺失的蛋白質、創傷治療和組織工程均展現出不容小覷的研究潛力。由此可知，mRNA 疫苗的出現不僅為 COVID-19 的防治帶來了突破，也為未來的疫苗技術和傳染病防控開闢了全新的道路，無疑是現代醫學史上的一大里程碑。
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（客座總編輯｜國立臺灣大學副校長 張上淳教授；研究顧問團隊｜國家衛生研究院 司徒惠康院長、國立臺灣大學兒童醫院 黃立民院長；責任編輯｜曹盛威、趙筱文）