“基因魔剪”技术的发展及前景

医疗健康 来源:药渡
2020
02/13
09:36
药渡 医疗健康

1

“基因魔剪”CRISPR/Cas9技术问世后引发全球风暴

CRISPR/Cas9这项明星技术自2002年问世以来一直备受关注。该技术分别在2012、2013和2015年3次入选Science评选的“世界十大科学突破”,并被媒体评为21世纪最有影响的十大技术之一,也被认为是诺贝尔奖的有力竞争者。

市场规模方面,全球基因编辑(包括CRISPR、TALEN和ZFN)的市场规模预计将从2017年的31.9亿美元增长到2022年的62.8亿美元,复合年均增长率为14.5%[1]。其中,CRISPR技术的市场规模将从2018年的5.62亿美元增长到2023年的17.15亿美元,复合年均增长率达到25%[2]。这背后的驱动因素包括政府和私人机构的资助不断增长,以及未来CRISPR技术的高度普及。

融资情况方面,2018年全球TOP5基因编辑非上市公司募集资金总额已超过10亿美元。预计未来全球基因编辑相关公司融资额度将持续高涨。

疾病领域方面,基因治疗的“触角”已由最初的单基因遗传性疾病延伸至更广泛的疾病领域如肿瘤、镰刀贫血症、血友病、艾滋病、乙肝、遗传性精神病、自身免疫性疾病、神经系统疾病、心血管系统疾病以及代谢性疾病等。

研究文章方面,近五年内,有超过6500篇CRISPR技术相关文献发表(见下图),这个数量仍在每年递增,说明CRISPR技术已经成为目前基因编辑领域最炙手可热的研究工具。


图1  2015-2019年全球发表CRISPR主题文献数量

数据来源:Pubmed

2

CRISPR/Cas9 发展概述

CRISPR技术发现的前前后后经历了20多年的时间。最初于1987年,日本学者在K12大肠杆菌的碱性磷酸酶基因发现了串联间隔重复序列;随后科学家发现这种序列在细菌和古细菌的基因组中广泛存在。

2002年,该技术被Jansen正式命名为CRISPR,中文就是“成簇的规律间隔的短回文重复序列”,而在这个系统中常用到的核酸内切酶为Cas9。

之后经过6年的研究,终于在2005-2008年间证明了这种重复序列与细菌获得性免疫的关联。利用这个系统,细菌可以不动声色地把病毒基因从自己的染色体上切除,这是细菌特有的免疫系统。

2012年底,Doudna和Charpentier为通讯作者的研究首次在体外系统中构建了CRISPR/Cas9,即可编辑的短RNA介导的DNA核酸内切酶,标志着CRISPR/Cas9基因编辑技术的问世[3]。

2014年Broad研究所(张锋团队)率先获得美国专利商标局关于CRISPR/Cas9技术的第一个专利授权。

CRISPR/Cas9技术的先驱者们,包括张锋以及两位女性科学家珍妮弗·杜德娜(Jennifer Doudna)和艾曼纽·夏邦杰(Emmanuelle Charpentier)(如下图)。


图2  张锋、Doudna和Charpentier

数据来源:药渡咨询团队整理

三位科学家在获得了众多荣誉和奖项的同时也获得了商业上的巨大成功:Editas Medicine,Intellia Therapeutics和CRISPR Therapeutics“三大先驱”公司分别在2016年2月、5月和10月IPO上市(关于三大先驱公司及其产品的详细介绍将在下期公众号发布)。

3

CRISPR/Cas9 专利之争

CRISPR/Cas9技术专利权之战更像是一段颇具传奇色彩的故事,其围绕着“在真核细胞中使用CRISPR/Cas9技术”展开。

这场战争的导火索是从2014年Broad研究所(张锋团队)率先获得美国专利商标局关于CRISPR/Cas9技术的第一个专利授权。而加州大学伯克利分校(Doudna)关于CRISPR/Cas9技术用于编辑细菌、植物、动物和人类等所有类型细胞的专利申请迟迟没获批。实际上Doundna的专利比张峰的早提交约7个月。但是由于张峰的专利申请了快速通道,专利还是授权给了张锋团队。这意味着张锋团队拥有在除细菌之外的所有生物,包括老鼠、猪和人身上使用CRISPR/Cas9的权力。

再把时间往前推,早在2012年,Doudna和Charpentier就合作在《Science》杂志上率先发表了CRISPR/Cas9在试管中精确切割细菌(原核细胞)DNA的文章。仅隔半年,张锋课题组于2013年年初在《Science》杂志上发表了首次在人类细胞(真核细胞)上实现CRISPR/Cas9基因编辑的论文[4]。

基于上述历史,2015年加州大学伯克利分校提起诉讼,以争夺回这一专利的归属权。至此,专利之争正式拉开帷幕。

经过2年多双方的举证和论战,2017年年初,美国专利局审查与上诉委员会就CRISPR/Cas9技术的专利纠纷案做出裁决,裁定张锋所在的博德研究所保留2014年获得的CRISPR/Cas9技术专利权,与加州大学伯克利分校的专利申请没有冲突,这使得Doudna和Charpentier(莎邦蒂)拥有的基因编辑专利失去广泛性。

虽然加州大学伯克利分校于2018年7月向美国联邦巡回法院提交上诉书,对美国专利审判和上诉委员会今年初做出的裁定表示异议,但是两个月后即2018年9月,美国联邦巡驳回上诉法院裁定,维持美国专利审判与上诉委员会的判决,即Broad研究所将继续拥有在真核生物中使用CRISPR/Cas9基因编辑的知识产权。

不过,在美国专利判决的胜利,并不代表赢得其他地区的专利权属。Broad研究所在欧洲的命运与美国完全不同。2018年1月,欧洲专利局撤销了Broad研究所的基础专利,这意味着张锋团队面临着丧失欧洲CRISPR/Cas9基因编辑技术知识产权上的主导地位的危险。

而加州伯克利分校在美国以外地区的专利权胜利却“节节攀升”,中国国家知识产权局(SIPO)于2018年6月已授予加州大学伯克利分校研究团队原核生物和真核生物CRISPR/Cas9基因编辑的专利权,这是其在欧美与Broad研究所发生法律纠纷的同一专利。欧洲专利局(EPO)也批准了加州大学的这项广泛性权利要求的专利。

当然,这场专利纠纷比人们想象的更加复杂。除了加州大学伯克利分校和Broad研究所,还有默克MilliporeSigma、韩国ToolGen、立陶宛的维尔纽斯大学(Vilnius University)和美国哈佛大学等,这六家均是早期向欧洲专利局提交CRISPR/Cas9技术专利申请的申请人。

尽管专利之争仍在持续,但这不会影响CRISPR/Cas9技术商业化的脚步。

4

基因编辑技术前景

目前,一款药物的研发需要花很长时间,除了证明其临床有效性之外,还需要确保药物的安全性,彻底了解药物的不良反应。同时,药物的开发及开发流程均需符合国家的药品监管政策,这也在一定程度上延长了药物的研发时间。有些药物研发进程长达数十年。

然而,应用基因编辑技术可以将定制疗法更快地推向市场,加速了药物研发进程。其中,CRISPR技术更加方便和灵活,它能快速地识别潜在的目标基因,通过“敲除”或“敲入”不同的基因,为研究人员提供了一种更快捷、更准确地研究成千上万个基因的方式,确定哪些基因发生突变或表达异常可能对特定疾病产生影响,从而使得临床前和临床实验更加高效。

目前看来,单基因遗传疾病是基因疗法最为理想的应用领域之一。例如,血液系统的单基因疾病如β-地中海贫血或镰状细胞病就是基因治疗的理想对象,该类疾病能够在体外进行治疗(又称为离体治疗)。患者的血细胞可以被取出,用CRISPR技术对其进行基因编辑之后,将无缺陷的基因引入到这些细胞中,再用化学手段筛选出基因缺陷得到修正的红细胞,并将这些红细胞移植回患者体内,以达到治疗的目的。

总体来说,基因编辑技术应用前景巨大,将在未来的医药研发市场中占据强有力的市场地位。

5

基因编辑技术局限性

不可否认的是,任何一项基因编辑技术都有局限性,不管是技术风险还是使用伦理风险。

CRISPR技术虽有高效、快捷、简便、成本较低,且不受物种限制等优点,但其始终有不可预测和不可控的脱靶风险,并且不适用于复杂的基因改造项目。而近一年吵得沸沸扬扬的“基因编辑婴儿”事件,再一次引起了全球基因学界的广泛关注,把CRISPR技术推上了风口浪尖。虽然案件审判已经结束,但三位已出生的基因编辑婴儿对人类社会的未来影响是无法估计的。

诚然,基因技术的发展方向是不断精准化并提高安全性,但目前其在精准度、效率及安全性上仍存在不足,人类距离可控的使用基因编辑技术,还有很长的路要走

药渡咨询依托其强大的药学数据库资源以及多学科背景的项目团成员,为国内外医药企业、投资机构、政府和园区提供药物研发、生产、销售和BD等各个环节定制化解决方案。

为国内外企业完成200多亿的融资和并购进行了CDD和项目价值评估;

为全球TOP10的MNC中一半以上提供产品战略和BD机会服务;

为国内外近20家VC或PE提供专利尽职调查服务;

为国内40多家上市药企行业研究和具体项目转让评估服务;

为多个园区的项目落地和执行提供可行性论证服务。

来源:药渡

为你推荐

复星医药关于收购绿谷医药回复上交所监管工作函的详细内容资讯

复星医药关于收购绿谷医药回复上交所监管工作函的详细内容

近日,复星医药收到上海证券交易所下发的《关于上海复星医药(集团)股份有限公司对外投资事项的监管工作函》(上证公函[2025]4038 号),经本公司核查,就有关情况回复如下。

2025-12-23 11:16

ST诺泰及相关高管因造假被处罚7620万元资讯

ST诺泰及相关高管因造假被处罚7620万元

近日,ST诺泰(江苏诺泰澳赛诺生物制药股份有限公司)发布公告收到中国证券监督管理委员会下发的《行政处罚决定书》。

2025-12-22 22:52

葛兰素史克新可来获批第四项适应症资讯

葛兰素史克新可来获批第四项适应症

今日,葛兰素史克中国宣布,中国国家药品监督管理局已批准新可来(美泊利珠单抗注射液)用于未充分控制的以血嗜酸性粒细胞升高为特征的慢性阻塞性肺疾病(COPD)成人患者的维持...

2025-12-22 21:11

中国首个且目前唯一!长期体重管理药物诺和盈获批心血管适应症资讯

中国首个且目前唯一!长期体重管理药物诺和盈获批心血管适应症

12月22日,司美格鲁肽注射液(商品名:诺和盈®)的心血管适应症上市申请获得中国国家药品监督管理局(NMPA)批准,适用于降低已确诊为心血

2025-12-22 18:48

重磅1类创新药“跑步”进入中国,罕见病治疗药物贝捷迈在华获批资讯

重磅1类创新药“跑步”进入中国,罕见病治疗药物贝捷迈在华获批

用于手术切除可能会导致功能受限或出现较严重并发症的症状性腱鞘巨细胞瘤(TGCT)成年患者

2025-12-22 18:43

加科思与阿斯利康就泛KRAS抑制剂JAB-23E73达成全球独家许可协议,里程碑付款最高可达20.15亿美元资讯

加科思与阿斯利康就泛KRAS抑制剂JAB-23E73达成全球独家许可协议,里程碑付款最高可达20.15亿美元

12月21日晚间,加科思-B(01167)发布公告称,与阿斯利康就泛KRAS抑制剂JAB-23E73订立许可及合作协议。

2025-12-22 16:07

上海暂停部分药品采购资格资讯

上海暂停部分药品采购资格

近日,上海市医药集中招标采购事务管理所发布通知,暂停圣嘉(滨海)生物医药科技有限公司普拉洛芬滴眼液采购资格。

2025-12-20 10:58

国家药监局进一步明确《Q12:药品生命周期管理的技术和监管考虑》国际人用药品注册技术协调会指导原则的适用问题资讯

国家药监局进一步明确《Q12:药品生命周期管理的技术和监管考虑》国际人用药品注册技术协调会指导原则的适用问题

对于ICH Q12中提供的监管工具批准后药学变更管理方案(PACMP),国家药监局药品审评中心已发布《化学药品批准后药学变更管理方案技术指导原则(试行)》,并将根据国际上执行IC...

2025-12-20 10:46

特朗普宣布与安进、BMS等九家跨国药企达成协议,药价大幅降低资讯

特朗普宣布与安进、BMS等九家跨国药企达成协议,药价大幅降低

据当地时间周五美国白宫发布的消息,美国总统特朗普宣布与九家制药公司达成协议,这是一系列相关协议中的最新一批,这些协议旨在以降低部分美国人的药品价格来换取三年关税宽限期。

2025-12-20 10:29

赛诺菲亮相首届进博优品交易会资讯

赛诺菲亮相首届进博优品交易会

“进博效应”持续释放,“进博好物”加速可及

2025-12-19 21:27

备思复联合帕博利珠单抗显著改善肌层浸润性膀胱癌患者的生存期,无论患者能否耐受顺铂资讯

备思复联合帕博利珠单抗显著改善肌层浸润性膀胱癌患者的生存期,无论患者能否耐受顺铂

思复联合帕博利珠单抗成为首个且目前唯一不含铂类化疗的治疗方案,在顺铂耐受肌层浸润性膀胱癌患者膀胱切除术前后使用中,可改善无事件生存期和总生存期

2025-12-19 15:37

全球地缘政治冲突正带来企业海外业务发展的更多不确定性资讯

全球地缘政治冲突正带来企业海外业务发展的更多不确定性

今年是国际SOS成立40周年,近日,其发布了《2026年度全球风险展望》,这也是其连续10年发布该相关报告。

2025-12-19 13:05

海南首家外商独资医院落地资讯

海南首家外商独资医院落地

12月17日,海南首家外商独资医院博鳌富隆医院揭牌仪式在海口举行。

2025-12-18 21:59

我国60岁以上听损老人逾2000万资讯

我国60岁以上听损老人逾2000万

60岁及以上老年人群的听力损失患病率在各个年龄段当中居于首位,高达11 04%,据此推算,我国患听力损失的60岁以上老年人至少2000万人。约1 3的65岁以上老年人伴有听力残疾,约...

2025-12-18 21:44

领泰生物完成超 2 亿元 B 轮融资,加速靶向蛋白降解药物临床突破资讯

领泰生物完成超 2 亿元 B 轮融资,加速靶向蛋白降解药物临床突破

汉康资本领投,鼎晖 VGC、时真资本、康橙投资等知名机构联合参投,老股东龙磐投资持续追加投资

2025-12-18 16:37

中国低卫生资源地区宫颈癌综合防控项目在内蒙古敖汉旗落地,筑牢抵御宫颈癌的防线资讯

中国低卫生资源地区宫颈癌综合防控项目在内蒙古敖汉旗落地,筑牢抵御宫颈癌的防线

由中国癌症基金会发起、默沙东(默沙东是美国新泽西州 肯尼沃斯市默克公司的公司商号)支持的中国低卫生资源地区宫颈癌综合防控项目于内蒙古自治区赤峰市敖汉旗正式落地

2025-12-18 16:23

安斯泰来将在2026年ASCO胃肠道癌症研讨会(ASCO GI)上公布其胃肠道肿瘤产品管线的最新临床数据资讯

安斯泰来将在2026年ASCO胃肠道癌症研讨会(ASCO GI)上公布其胃肠道肿瘤产品管线的最新临床数据

2期ILUSTRO研究评估佐妥昔单抗三药联合方案用于一线晚期胃癌和胃食管结合部(G GEJ)癌的队列结果入选最新突破性口头报告

2025-12-18 12:53

远大医药自研创新FAP核药美国临床获批,打造中国核药出海新范式资讯

远大医药自研创新FAP核药美国临床获批,打造中国核药出海新范式

用于诊断实体瘤的I II期临床研究。

2025-12-17 21:23

加强基层医疗卫生机构儿科、妇科、康复医学科、精神(心理)科、五官(口腔)科等特色科室建设资讯

加强基层医疗卫生机构儿科、妇科、康复医学科、精神(心理)科、五官(口腔)科等特色科室建设

在加强基层医疗卫生机构全科医疗科、中医科、预防保健科等业务及医技科室建设的基础上,综合考虑辖区居民健康需求、人口老龄化、区域医疗卫生资源布局等因素,重点加强若干临床...

2025-12-17 20:03