基因編輯從實驗室到臨床的突破，一場與時間的賽跑

關注「健康點」輕閱讀智庫

#基因編輯

左手時間表緊鑼密鼓，右手資金池充盈豐滿，Editas Medicine可能是全球第一個實現利用基因編輯技術治療基因突變的公司。

CRISPR在生物醫療領域拋頭露面至今不過數年，就已經憑藉著它在基因編輯中的靈巧身手名利雙收：有人稱它「基因魔剪」，有人稱它「上帝之手」；更重要的是它對資本的巨大吸引力，加速了這把小剪刀的臨床轉化。

這幾天有家名叫Editas Medicine的公司頻頻見諸中外各大醫療、財經媒體，它是CRISPR基因編輯領域全球首家IPO公司。Editas於近日宣布，將於2017年將CRISPR應用於治療萊伯先天性黑盲病（LCA）的臨床試驗，這在基因編輯領域屬全球首次。Editas的聯合創始人是美國MIT神經學家張峰，他因為在CRISPR技術的貢獻而被評選為《自然》2013年度十大科學人物。

臨床第一剪

萊伯先天性黑朦病(LCA)是一種遺傳性視力衰退疾病，造成患者在年輕的時候就出現嚴重的視力喪失。病因很明確：一種基因突變。如果能把突變的這個基因找出來並替代以「乾淨」片段，這個致殘性疾病就能夠得以治癒。對於醫療領域來講這在五年前還是一場白日夢。其中的意義是，如果這一剪成名，眾多的因基因突變產生的疾病得以治癒的日子將能有所期待。

而這一領域中的明星公司Editas在獲得了來自比爾蓋茨、Google Ventures等著名風投1.63億美金的投資後，又在今年2月份IPO時成功融資9400萬美金，令它在一小撮基因編輯的高端生物科技創業公司里，堪稱首富。

是什麼使資本變成了追星族？因為至今還沒有人知道如何更好地將CRISPR服務於人類疾病治療。眼睛作為一個器官，小且容易進入，Editas CEO Katrine Bosley 認為選擇萊伯先天性黑盲病（LCA）對小魔剪的順利臨床轉化是一個很好的切入點。LCA 雖然罕見，但對其的成功治療具有里程碑式的意義。對於Editas來說，這叫做「proof of concept」，即「您的設想通過了驗證！」對於這個成立於2013年，由來自於MIT， UCB和Harvard的科學家們創辦的生物科技公司來講，等於打開了通向更具挑戰的疾病治療（如囊性纖維化）之門。

再來看看Editas強大的臨床開發時間表，從2012年CRISPR基因編輯的誕生到Editas準備在2017年將這把小魔剪應用在治療LCA的人體試驗不過五年時間。目前，還沒有其它同類公司為類似的臨床試驗提出過明確的時間表。如果小剪刀奏效，那將是一個巨大的醫學突破。

CRISPR小剪刀素描

躍升2015年 Science雜誌十大突破之首的CRISPR基因編輯技術從概念上講並不複雜：你盡可以把它想成一把自帶自動導航系統的微縮版小剪刀，要剪的材料是基因。

CRISPR是「成簇的規律間隔的短迴文重複序列」的縮寫。科學家們將一股RNA編程使它能夠找到DNA上的特定片段，然後把這股RNA和一個叫做Cas-9的DNA切割酶連在一起（就是CRISPR-Cas9）。細胞的自然修復機制會將這個正常基因插入DNA的目標區域替代有缺陷的基因，完成對問題DNA的編輯和改造。

早在2007年，一家總部位於丹麥哥本哈根的乳品公司丹尼斯克公司的科學家找到了一種能增強細菌防禦噬菌體能力的方法。這一發現使得杜邦公司能夠為食品生產培育更強壯的菌株。一些基本的原理也被揭示：細菌具備一種有高度適應性的免疫系統，其防禦機制使得它們能夠抵禦病毒的進攻。大多數細菌和古細菌里有這種天然免疫系統存在。這種可用來對抗入侵的病毒及外源DNA的免疫防禦系統就是CRISPR/Cas。

2012年UCB的Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier領導的研究小組發表的一篇關鍵文章揭示了天然免疫系統是如何變成基因編輯工具的，預示了CRISPR的誕生。此後小剪刀在MIT、Harvard、UCB等科學大牛們的精心打磨下，經歷了2013年關鍵的前幾步成長以及2014和2015年的跨越式生長，已經變成了分子生物學的一個奇蹟。許多科研團隊利用它來刪除、添加、激活或抑制人體、老鼠、斑馬魚、細菌、果蠅、酵母、線蟲和農作物細胞中的目標基因。

CRISPR技術是誰的專利？

其實，Editas把臨床實驗的時間表安排得很緊還有一個現實問題，公司CEO Bosley說，CRISPR技術現在身陷重大專利糾紛。這個專利糾紛可能讓Editas失去對不少獨享專利的使用權。

今年3月，美國專利與商標局開始了一項訴訟，重審其在2014年的一項裁定。這項裁定把一項CRISPR關鍵專利判給了哈佛和MIT附屬的布羅德研究所（Broad Institute）的科學家們，注意，沒有判給來自UCB的科學家們。爭端的核心是：將CRISPR技術運用於包括人在內的較高等動物細胞的基因編輯，這究竟是誰發明的？Editas已經獲得了一些CRISPR技術的使用許可，以開發和轉化一些來自布羅德研究所團隊的特定藥物。布羅德研究所的領頭人張峰博士也是Editas的聯合創始人。

同時，公司的主要競爭者Intellia和CRISPR Therapeutics則主要依靠UCB團隊的使用許可證。由於UCB團隊的負責人Jennifer Doudna 也是Editas的早期聯合創始人，使得這個專利糾紛的局面變得更加複雜。 如果UCB方面控制了專利，Editas的那些許可證將不再有意義。那麼公司只能就那些技術的使用進行新的磋商和交易。如果這幾方不能達成協議，那麼糾紛和訴訟將會持續幾年。正如CRISPR Therapeutics的CEO Rodger Novak所說：「知識產權在這個領域是相當複雜的，每個人都知道這其中充滿了矛盾。」

這裡閃回的是2015年1月份的美國矽谷，身穿黑色禮服的科學家Jennifer Doudna 和Emmanuelle Charpentier因開發強大且應用範圍極廣的基因組編輯工具CRISPR-Cas9而獲得生命科學突破獎（獲獎的為什麼不是張峰曾引發國內熱議）。同年4月15日， 布羅德研究所成功申請了CRISPR-Cas9技術的專利，作為該專利的發明者張鋒博士和他的研究所幾乎可以控制所有與CRISPR相關的重要商業使用。彼時問題爭論的焦點是，誰在什麼時候發明了什麼？這就涉及到三家大量融資的創業公司，六個大學以及數千頁的法律文件。

CRISPR小剪刀技術的發現者之一的科學家Emmanuelle Charpentier對此有過評論，「我非常堅信，這一切在未來會得以澄清，這個故事最終的結局也會是美好的。」

小剪刀技術應用的爭議

基因編輯技術其實面臨很大的政策與醫學倫理爭議，尤其是對人類胚胎DNA編輯，一經亮相就登上各大頭條並引起廣泛關注。相關研究的每次發布都能產生一石激起千層浪的強烈反響。

繼去年中山大學黃軍教授在Protein and Cells上發表的第一篇關於人類胚胎基因編輯研究（方向：多發於我國南方的?-地中海貧血）,廣州范勇博士團隊於今年4月份發表在J Assist Reprod Genet全球第二篇研究論文（運用人類胚胎基因編輯技術實現HIV免疫）。這兩次發表都引起了Nature、Science等國際頂級期刊的極大關注和激烈討論。出於一種對於改變人體基因組的後果的畏懼，倫理學界的一些人已經呼籲對其全面禁止。那些支持謹慎地進行基因編輯臨床應用的人則強調這項技術治療罕見單基因疾病的潛力。

爭論的結果是美國國家科學院為此專門召開了一次國際科學家峰會，峰會的共識是，對人類胚胎的基因編輯可用於基礎研究，但禁止臨床應用。

鑒於科學的迅猛發展，基因編輯很可能在2016年繼續佔據科學政策主流問題的地位。CRISPR需要有合適的運用場景，在技術層面上，CRISPR-Cas尤其是其核心技術CRISPR-Cas9雖然新穎，但尚有「脫靶」這樣的主要問題和許多的技術難點需要突破。

（部分編譯節選自Fast Company最新報道）

- end -

※二戰時蘇聯臭名昭著的一號實驗室，實驗竟然是這樣進行的！太慘了
※這種惡魔，以後只能在實驗室里見到了
※實驗狗小明真情回憶，那些年在實驗室被坑的血淚史
※有人紋花臂，有人來自米其林。這個復旦走出的學霸，把廚房變身實驗室，每做一道菜，都像一場奇異魔術【開始*故事844】
※夏星辰在一次採礦的過程中突遇塌方，卻無意中發現一個古老的實驗室
※俄一機器人今年已經從實驗室逃跑三次，每次都讓警察抓回來，也是心累
※新加坡的一家實驗室做了實驗，三星note7到底是怎麼爆炸的
※二戰時蘇聯臭名昭著的一號實驗室，原來是這樣進行試驗的！
※實驗室里的不定時炸彈
※一考古隊「拜訪」一陵墓，將乾屍搬回實驗室，結果所有設備失靈
※如何在實驗室里造一個黑洞
※【蜜豹時裝周】Day5，「雙人幻影」驚呆了！時尚實驗室爆發了一場化學實驗
※Car-T：從實驗室到臨床，還有多遠的路要走？
※時髦實驗室：有些衣服在我們亞洲人身上的確是撐不起來
※黑暗的地下實驗室，裡面的實驗令人心痛
※告訴你一個不一樣的實驗室
※兩種方式可讓我們超光速旅行，其中一種已經在實驗室開始實踐！
※據說一半的實驗室數據誤差，都是因為化學試劑不夠穩定或使用不當！
※因為喝不起葡萄酒，就在實驗室里合成？行，這很矽谷