当地时间2月28日,剪不断理还乱的CRISPR专利纷争暂告一段落,美国专利和商标局(USPTO)裁定,来自博德研究所(BroadInstitute)的张峰团队拥有在真核细胞中使用CRISPR技术的专利,两位诺奖得主的CVC团队再次无缘该技术在最重要领域的专利优先权。
虽然专利本身非常复杂和繁琐,但本次专利纷争的关注点较为清晰,争夺CRISPR技术中关键的向导RNA(gRNA)在真核细胞中的专利权。
在真核细胞中较好理解,只有将CRISPR技术应用于人类疾病才会产生巨额经济回报。为什么gRNA如此重要呢?这就涉及到CRISPR技术的工作原理。CRISPR技术包含两个主要部分,一个是行使DNA双链切割功能的Cas9蛋白,另一个就是具有向导功能的gRNA。CRISPR基因编辑技术基本工作原理是Cas9蛋白在gRNA的引导下对DNA进行识别和切割。
Cas9蛋白(紫色)在gRNA
(橙色)的引导下切割DNA(绿色)
就像战场中的将军和小兵,gRNA是将军,Cas9蛋白是小兵。只有在将军的领导下指哪打哪,小兵才能快速有效地杀敌,不然就只是散兵游勇,不成气候。
两位诺奖科学家JenniferDoudna和EmmanulleCharpentier,发现了细菌中的CRISPR可以作为基因编辑工具,并成功解析出CRISPR技术进行基因编辑的工作原理,她们发现了一个细菌中的作战兵法。张峰团队呢,他们首次将CRISPR技术改进并应用于哺乳动物和人类细胞,他们重视和启用了gRNA这个将军,奠定了CRISPR技术在真核细胞主战场上无往不胜的关键。
因此,在关注重点为原创性的诺奖领域,发现和解析CRISPR-Cas9基因编辑技术的JenniferDoudna和EmmanulleCharpentier实至名归。然而在技术应用和商业保护为重点的专利权上,不难理解美国专利局的天平会倒向张峰团队。正如美国专利审判和上诉委员会(PTAB)判定,张峰团队首先证明CRISPR在真核细胞中有效,因此具有专利优先权。判决同时肯定了CVC团队是CRISPR基因编辑技术中关键技术的发明者,但受限于真核细胞的使用。
尽管围绕专利优先权神仙打架,纷争不断,但科学家们并没有因此停下探索CRISPR技术的脚步。“流水不争先,争的是滔滔不绝”。这句话用在CRISPR技术的临床应用上也特别合适。
回顾过去一年来CRISPR技术的临床试验,CRISPR在多疾病领域都有了研究和应用,包括遗传病、基因和蛋白变异、炎症、细菌病毒入侵等。同时,作为一种技术工具,CRISPR还可以和干细胞疗法、精准递送等先进疗法结合,发挥1+1大于2的作用,充分体现了科学家们的奇思妙想和敢为人先,为各种未攻克的顽疾带来了治愈的希望。
CRISPR技术+纳米颗粒,靶向减少致病蛋白积累
作为一款在体内进行基因编辑的创新疗法,NTLA-2001由IntelliaTherapeutics和再生元合作开发。NTLA-2001通过脂质纳米颗粒(LNP),将靶向TTR基因的CRISPR基因编辑系统递送到人体内。
NTLA-2001针对的疾病是转甲状腺素淀粉样变性(ATTR)。由于TRR基因发生特定突变,罹患该疾病的患者会在肝脏产生错误折叠的转甲状腺素蛋白。随着这些蛋白在人体内的不断积累,可能会在包括心脏和神经在内的多个组织中引起严重症状。
该疗法为开创性的临床试验提供了思路。很多疾病都与蛋白质异常有关,危害老年人健康的一大杀手——阿尔茨海默症,疾病进程中也会出现蛋白质斑块沉积。在可预见的未来,CRISPR技术结合靶向递送颗粒,在疾病领域将有更多应用。
CRISPR技术+干细胞,治疗1型糖尿病
HIV之所以难愈,原因之一就是HIV病毒将RNA基因组逆转录成DNA后,能够将DNA整合到宿主细胞的基因组中。这些整合的DNA无法被抗病毒疗法清除,可以不断转录生成新的HIV病毒。
EBT-101采用CRISPR-Cas9和两种gRNA,靶向HIV基因组的三个位点,从而切除大部分HIV基因组,并最大限度地减少潜在的病毒逃逸。
专家们表示,由于HIV前病毒DNA可以隐藏在身体各处的细胞中,这一疗法很难将它们完全清除。不过,未来它可以成为治愈性组合疗法的一部分。尽管路险且阻,但至少让HIV患者看到了治愈的希望。
小结
围绕CRISPR技术,不管是纷纷扰扰的专利争夺,还是多疾病相关的临床研究,最终受益的是临床和病人。所以,我们期待CRISPR技术不断进步,不断应用于更多重大疾病,造福人类社会。