基因是具有遺傳資訊的DN片段,它儲存了種族、血型、妊娠、生長、細胞凋亡等生命過程的所有資訊,支撐著生命的基本結構和表現。
從基因被發現的那一天起,人類就一直想征服它,因為通過掌握基因編輯的能力,他們也掌握了生命的無限可能,比如基因疾病可以**很多藥物都做不到**。 自基因編輯技術誕生以來,圍繞其安全性、倫理等方面的爭議不斷。
就在上個月,Vertex和CRISPR聯合宣布,CRISPR Cas9基因編輯**(商品名:Casgevy)在英國獲批上市,用於輸血依賴性地中海貧血患者,基因編輯在商業化中的平衡終於被打破。
上周五,FDA(食品和藥物管理局)正式追隨英國的腳步,推出了Casgevy。 同一天,與Casgevy適應症重疊的基因編輯**lyfgenia也獲得批准。
當基因編輯**開始逐步獲得創新藥最大的市場批件時,意味著到2024年底,人類已經開啟了真正意義上的“基因編輯”的潘多拉魔盒。
基因編輯技術是一種定向修飾DNA基因序列的技術。 通過這項技術,人類理論上可以完全掌握自己的命運。
這項技術的起點是2024年,當時沃森和克里克提出了DNA雙螺旋結構,拉開了現代分子生物學的序幕,首次將人類認知引入基因水平。
雖然DNA的結構很早就被發現,但基因的概念在很長一段時間內並沒有太大的新進展,直到20世紀70年代,人類才發現了基因編輯的可能性。 在研究細菌如何防禦噬菌體的過程中,科學家們發現細菌中有一種特殊的酶,能夠降解噬菌體的DNA,從而保護細菌免受噬菌體的侵害,這種酶就是限制性內切酶。
基於這一發現,人類開始嘗試基因編輯的可能性。
2024年,美國基因公司Sangamo Therapeutics推出了第一代基因編輯技術ZFNS,該技術可以修飾體細胞和多能幹細胞的基因組,但需要設計和合成複雜的蛋白質模組,構建周期長,步驟繁瑣,無法實現任意靶基因的結合。 顯然,如此繁瑣的步驟很難進一步貨幣化。
在ZFNS問世13年後,第二代基因編輯技術TALENS問世。 儘管與ZFNS相比,蛋白質設計得到了簡化,但它仍然需要大量的時間和組裝。 同時,由於體積大,遞送至靶細胞的難度更大,無法進行高通量基因編輯。
複雜的機制極大地限制了基因編輯的進一步應用,這也為後續的迭代路徑指明了方向,即簡單高效。
圖:三代基因編輯技術對比,**華西地區**。
2024年,兩位年輕的女科學家Emmanuel Carpentier和Jennifer Doudner開發了第三代基因編輯技術CRISPR CAS。 與前兩代技術相比,CRISPR Cas最大的變化是效率的提高,系統簡單、準確、編輯效率高、執行成本低,大大降低了技術門檻,使得基因編輯有望實現臨床應用的可能性。
2024年,Carpentier和Doudna憑藉CRISPR Cas技術的平台價值獲得了諾貝爾化學獎,Carpentier後來創立了CRISPR Therapeutics,並進一步走向臨床應用。 最近推出的基因**Casgevy是CRISPR的核心產品,也成為全球首個獲批的CRISPR基因編輯**。
CASGEVY**與CAR-T**相似,從患者體內採集細胞,然後送到實驗室進行修飾,然後輸回患者體內,實現疾病的完全逆轉。 Casgevy修改患者的造血幹細胞,使細胞產生高水平的胎兒血紅蛋白。
圖:CAR-T和基因,CICC。
毋庸置疑,卡斯格維只是人類征服基因的開始,理論上所有型別的疾病都可以通過基因編輯得到**,尤其是很多有先天缺陷的遺傳病,這讓人看到了**的希望。 更重要的是,也有人提出通過編輯衰老基因來使人類恢復活力。
掌握了基因編輯技術的人類,就像拿著一把“天使的手術刀”,有能力逆天改變自己的生活。
突破自然的束縛,對人類來說未必是一件好事,還有太多的未知數需要探索。
基因編輯是不可逆的,編輯後的基因也會在編輯後的細胞恢復正常後遺傳**。 換句話說,人類對基因的改變總會遺傳給後代,如果編輯了錯誤的基因,或者目前看不到錯誤的基因,那麼就會造成基因汙染。
因此,基因編輯不僅是乙個學術問題,也是乙個社會問題。
2024年,我國發生了一起“基因編輯嬰兒”事件。 南方科技大學副教授賀建奎宣布,通過基因編輯,一對新生兒已經成功轉化,他們一出生就具有抵抗HIV病毒的天然能力。 然而,這並沒有引起業界的轟動,反而遭到了國內外100多位科學家的共同反對。 最終,賀建奎以“非法行醫”罪被判處有期徒刑3年,並處罰金300萬元。
工業技術為人類服務。 如果安全和倫理問題不能得到解決,基因編輯的應用將受到限制。
撇開這兩個問題不談,現階段要想全面推進基因藥物的商業化,還有很多現實問題需要面對。 例如,在應用層面,脫靶效應、轉錄效率、運輸問題、適用性、長期安全性等問題亟待解決。 此外,基因編輯**的成本也限制了它的採用,Casgevy**的成本可能高達200萬美元。
總體而言,Casgevy的推出只是基因編輯商業化的第一步**。 畢竟,CRISPR Cas技術才問世11年,還有很長的路要走。 面對新問題,我們需要敢於直面,攻克乙個又乙個問題,這是人類不斷進步的動力。
基因編輯技術具有廣闊的應用前景和巨大的市場潛力,吸引了眾多國內外優質生物技術公司投入研究。 即使在2024年創新藥寒冬,仍有至少7家基因**領域逆勢獲得過億元大額融資的企業,Tessera Therapeutics完成超3億美元的超級C輪融資。
面對如此火熱的一級市場投資,世界各國都在不斷完善科技倫理審查體系,防止基因編輯技術被濫用。 例如,我國2024年發布的《關於加強科技倫理治理的意見》,是我國首個提出基因編輯倫理規範的國家級檔案。
可以肯定的是,基因編輯技術的發展和應用將把生物科學的發展帶入乙個新的維度,該技術在基因功能研究、藥物開發和基因開發方面具有廣闊的應用前景,包括癌症、阿爾茨海默氏症、心血管疾病等。
但要實現這一願景,關鍵在於人類如何使用這個工具,限制它,而不是被它所驅使。
截至目前,國內已有50多家企業涉足基因編輯技術,但仍以初創企業為主,管線研發大多處於臨床早期階段。 如EdiGene、BRL Medicine、瑞帆生物、惠達基因、奔道基因等,但這些公司暫時都沒有登陸資本市場。
由於我國基因編輯公司起步較晚,CRISPR技術的底層智財權已被西方國家壟斷,在技術研發上仍將面臨“卡脖子”的問題。 充其量,他們將支付高額的許可費和特許權使用費,最壞的情況是,它們將被技術阻止。
鑑於基因編輯技術的力量,它極有可能成為下乙個戰略技術。 因此,無論我們是否願意,客觀地說,創新藥物賽道上的另一場重量級軍備競賽已經開始。