mRNA技术到底是什么，特斯拉总裁说靠它人可以变成蝴蝶是真的吗

最近美国总统拜登，大张旗鼓的宣称要放弃新冠疫苗专利，以便让贫穷国家能自己生产疫苗。没想到，竟然遭到盟友欧盟的强烈反对，美国制药公司辉瑞也明确表示，拒绝放弃该疫苗的专利技术。

让这些欧美大制药公司，宁愿得罪美国总统，也不肯放手的最新技术到底是什么，特斯拉创始人马斯克说，人类能靠它变成蝴蝶，是真的吗，今天我们就来聊一聊这个大名鼎鼎的mRNA。

一

我们知道，这次美国辉瑞公司生产的新冠疫苗，使用的是最新mRNA技术，据说疫苗有效率达到94%。这个mRNA到底是什么，它的中文名字叫“信使核糖核酸”，这里的“信使”就是邮递员的意思， 那这个邮递员，递送什么东西呢？

是这样的，人体，除了胆汁等极少数体液外，全是由蛋白质组成的，哪怕是牙齿，骨骼，头发也不例外。同时，构成人体的蛋白质种类又非常多，据研究，有几百万种。

每种蛋白质合成，都有它的独家“秘方”，也就是通常所说的遗传信息，这些秘方就像制作蛋白质的说明书一样，都保存在人的基因中。信使核糖核酸（mRNA）就是把基因中的这些秘方复制下来，然后像邮递员一样，传递给专门生产蛋白质的“工厂”，指导蛋白质的合成。

这里想简单描述一下蛋白质的合成过程，有利于下文的展开。

人体细胞内有一种物质，叫核糖核酸（RNA），种类非常多，主要是用来合成蛋白质的，其中最重要的有3种。

第一种叫信使核糖核酸（mRNA），刚才已经介绍过了，负责从基因上复制蛋白质的“制作说明书”，专业名词叫转录。

第二种叫转移核糖核酸（tRNA），主要是运送合成蛋白质所需要的原料（氨基酸）。

第三种叫核糖体核糖核酸（rRNA），是合成蛋白质的“工厂”所在地。

过程是这样的，“核糖体核糖核酸”会首先与“信使核糖核酸”结合，读取复制来的基因密码信息，然后根据不同的密码内容，选择“转移核糖核酸”送来的，相应的氨基酸，把这些单个氨基酸分子变成一根长长的链条（多肽链），再把多根链条，拧巴，弯曲，折叠，最后变成人体所需的各种蛋白质，输送到相应组织和器官。

大家应该也看出来了，整个过程中，“信使核糖核酸”是关键，它提供什么模板，“工厂”就生产那种类型的蛋白。

二

那这个信使核糖核酸，又怎么和疫苗扯上关系的呢。

这是因为，人体免疫系统，对外来的蛋白质非常敏感，由于细菌和病毒的主要成分也是蛋白质，所以免疫细胞一旦发现来路不明的蛋白，并且判断是有害的，就会去攻击消灭它。

这里插一段句，免疫系统判定是否为有害物质，通常是准确的，因为人要吃东西，要靠吸收外来蛋白质获取营养和能量。可是如果有的人，免疫系统有缺陷，不能准确判断，把有用的蛋白质也认定为有害物质，那免疫细胞就会产生大量抗体，去攻击这些蛋白，结果就是身体出现过敏反应。比如，有的人喝牛奶，吃鸡蛋会过敏，就是因为免疫系统有问题，不认得这些外来蛋白，胡乱攻击导致的。

继续之前的话题，疫苗就是利用了免疫细胞，会判别病毒蛋白质，并产生相应抗体的原理。

原来的疫苗技术是把病毒先杀死，让它失去活性，只保留蛋白质结构，然后把它做成疫苗，注射进人体。免疫细胞发现这些外来蛋白后，就会产生大量抗体，去攻击清除这些已经没有危害的死病毒。同时，产生的抗体也会在人体内长期存在，如果哪天真的感染了这类病毒，因为体内已经有针对性的抗体，就能马上发挥作用，把病毒扼杀在摇篮之中。这就是灭活疫苗的原理，从19世纪末发明到现在，已经使用了200多年。

到了21世纪，基因科学迅速发展，90年代，科学家发现，给老鼠注射人工合成的信使核糖核酸（mRNA），就可以让老鼠体内细胞，自己生成相应的蛋白质。

整个科学界为之轰动，因为从理论上讲，这就等于把整座疫苗工厂搬到了人体细胞内。

既然我们只需要灭活的病毒蛋白，那就没有必要从培育病毒开始。直接把病毒蛋白的基因编译在信使核糖核酸上，注射进体内，教会人体细胞如何制作这种蛋白就好了，同样可以达到激活抗体的效果。

这样做最大的好处就是，大大节省了疫苗的研发时间。因为灭活疫苗最大的难题就是要生产足够多的病毒并把它们灭活，这需要大量时间，而信使核糖核酸疫苗只需要知道病毒蛋白的基因序列，然后像编程序一样，编译一下就好了。

道理都懂，可是到最终实现疫苗生产，还是花了整整30年，最主要的问题是发现，人工合成的信使核糖核酸，刚注射进体内，还没发挥作用，就被免疫系统判定为外来有害物质，直接给消灭了。

直到2005年，才有人发现了“修饰mRNA”的方法，解决了这个问题，具体原理太专业，就不解释了。

我国在这个领域的实力也非常强，中国研发的mRNA新冠疫苗，本月在墨西哥已经开始III期临床试验了。

三

现在，所以医药企业都在高度关注这项新技术，因为它将引发整个药理学的革命。

将来很多药物不是靠吃进去，体内的每一个细胞本身就是个“药厂”，可以自己合成所需要的物质。

比方说心脏病，使心脏的某个组织受到损伤，原来需要靠吃药慢慢调理，以后就直接打一针，让那里的细胞自己合成所需的蛋白质，快速修复损伤。这个已经在老鼠身上试验，证明可行了。

按照这个思路，甚至已经有设想，通过提取自身的部分器官细胞组织，在体外可以合成自己的可移植器官，而对于断肢，也可以用这个办法，让它重新长出来，所以特斯拉总裁马斯克，才感慨说，“医学的未来是mRNA，基本上，你可以使用mRNA治愈一切… 你实际上可以变成一只蝴蝶。”

四

如他所说，人真的有一天，能变成蝴蝶吗。

这里先要解释一个概念，就是DNA和基因有什么区别。就拿人来说吧，人的DNA是由近30亿个碱基对连接而成，碱基对，大家可以简单理解为构成DNA的最基本结构。

DNA总共30亿个碱基对，只有其中极小的一部分序列，构成了人的大约2万5千个基因，每个基因都能合成一种特定的蛋白质。（实际上现在发现，一个基因可以合成几种蛋白质）。

通俗的讲，基因就是能合成蛋白质的DNA序列。现在发现，基因只占了DNA总序列的2%。剩下98%的DNA，除了一小部分已经确定是用来调控基因的，绝大部分不知道有什么用处，所以科学家把他们称之为“垃圾DNA”。

地球上的所有生物，包括人类，都是从海洋生物一步步进化而来，大家都是一个祖先，所以大部分基因都是相同的。前先年，美国基因研究院公布了河豚鱼的基因组，把它和人类的相比较，发现两者75%的基因都是相同的。而剩下的区区25%，竟然决定了人与河豚的巨大差异。还看到有报道说，人和香蕉的基因相似度达60%，真是不可思议。

回到蝴蝶的话题，我们知道，蝴蝶有两种形态，幼年时是只毛毛虫，成年后才蜕变成蝴蝶的样子，它是怎么做到的。

搞明白了，其实也没什么神秘，蝴蝶也只有一套DNA，只不过它可以通过调控，控制一部分基因的开启和关闭。在幼年时，让表现虫子形态的基因开启，而蝴蝶形态的基因关闭。等到成年后，就反过来。

所以从理论上说，在生物技术高度发达的将来，通过改变基因组，确实可以改变人的形态。但这并不是最优的办法，因为从目前的研究来看，基因的作用属于长效机制甚至是永久的，也就是说改了基因，变成蝴蝶后，想再变回人就比较困难了。

但是信使核糖核酸（mRNA）不一样，它的本质就是，教会细胞合成任意一种蛋白质，哪怕这种蛋白质不是人类原本拥有的，就像mRNA疫苗教会人体细胞合成病毒的蛋白质一样。同时，信使核糖核酸（mRNA）的半衰期又非常短，也就是说，几个小时后，mRNA就会被分解，合成蛋白质的过程也就结束了。所以在将来，通过人工合成的信使核糖核酸，可以让人短时间内变成蝴蝶，鱼…就像孙悟空的72变。

当然这些都还只是科学幻想，但是人类的梦想，只要有科学依据，往往最终都能实现。现在突破了mRNA疫苗技术后，对这个领域的研究，进展的非常快，目前研究的重点已经放在如何控制单条mRNA合成蛋白质的数量，以及如何让指定的细胞合成蛋白质，所以，特斯拉总裁马斯克所期待的，人变成蝴蝶的那一天，看起来并非遥不可及。