摄影/日升
本刊记者/彭丹妮 在过去10年间，围绕CRISPR这一当今最重要的基因编辑技术，麻省理工学院华裔教授张锋与两位因该技术获得诺贝尔奖的科学家一直在进行一场有关专利归属的拉锯战。 如今，这一结果尘埃落地。 2月28日，美国专利商标局裁定，张锋所在的博德研究所团队是第一个将CRISPR/Cas9技术用来编辑动物和人类细胞的团队。而两位诺奖得主——奥地利维也纳大学教授埃马纽尔·夏彭蒂耶和美国加州大学伯克利分校教授詹妮弗·杜德纳（下称“CVC团队”）对该专利权的主张则被驳回。 美国专利商标局对此给出的理由是：CVC未能提供充分、有力的证据，证明他们领先于博德团队。不过，如果还能提供新的证据，CVC团队还可以继续上诉。因为这项技术已经展现出广阔的应用前景，因此，谁能坐拥这项专利，就意味着可以将大额的专利许可费收入囊中。 一场旷日持久的专利之争 CRISPR-Cas9 是继ZFN、TALENs 等技术推出后的第三代基因编辑技术，短短几年内，已成为当今最主流的基因编辑工具，是当今生命科学领域中一项颠覆性技术。 2012年8月17日，夏彭蒂耶和杜德纳合作，在《科学》杂志发表了一篇里程碑式的论文，成功解析了CRISPR/Cas9基因编辑的工作原理。2020年，因“开发出一种基因组编辑方法”，二人共同获得诺贝尔化学奖。 但该研究并未指出它是否适用于真核细胞，而真核细胞是开发人类药物的关键。2012年10月，麻省理工学院教授、博德研究所资深研究员张锋率领团队提交了另一份研究手稿，证明CRISPR-Cas系统可以作为基因编辑的工具，且已成功编辑人类和小鼠细胞，该研究于2013年1月发表于《科学》杂志。同时发表论文的，还有哈佛大学医学院的乔治·切奇团队，但该团队没有申请专利。 而CVC团队和张锋团队，则早在2012年就分别向美国专利商标局申请了CRISPR-Cas9的相关专利。张峰还申请了“适用专利加速审查机制”，适用程序的专利申请可在12个月内获批。2014年4月，美国专利商标局批准了张锋所在的博德研究所的专利请求，其中包括多项广泛涉及CRISPR-Cas9 在真核细胞中进行修改的基础专利。 此后，两个团队进入常年胶着的诉讼-抗辩中。CVC团队强调他们是第一个找到将CRISPR-Cas9引导到基因组上特定位置的方法的，张锋等人在动物细胞中的成功只是她们工作的延展。而张锋所在的博德研究所则坚称，自己的科学家是第一个证明该技术可以有效应用在动植物身上的团队。 与在诺奖中的失意不同，张锋团队在专利权的归属问题上一直处于上风。美国专利审判和上诉委员会在2016年对该案进行了首次裁定，张锋团队在其已获准的专利中，拥有将CRISPR系统用于真核细胞的“优先权”。在CVC团队上诉后，2018年，美国联邦巡回上诉法院最终还是裁定，张锋及其所属的博德研究所拥有的CRISPR专利有效。 很多人难以理解，杜德纳和夏彭蒂耶都荣获了诺贝尔化学奖，怎么会失去专利所有权呢？中国科学院动物研究所、北京干细胞与再生医学研究院研究员彭耀进在接受媒体采访时解释说，诺奖常常奖励的是基础研究，但是获得诺奖的发现，并不代表可以直接申请专利，必须是具体的应用技术才能成为专利保护的客体。 2019年，美国专利商标局开始第二轮听证，双方陆续提交不同的证据，直到今年2月4日举行听证会。此次争论的焦点在于，谁先发明了CRISPR-Cas9系统中在真核细胞应用中的单向导RNA。最终，美国专利审判和上诉委员会判定，CVC团队未能提供令人信服的证据，在“CRISPR-Cas9于真核细胞中的应用”这一专利上，CVC团队与之相关的9项技术不再具有专利权。 张锋于2013年创办了Editas Medicine公司，同年，埃马纽尔·夏彭蒂耶创立了CRISPRTherapeutics公司，而詹妮弗·杜德纳则在2014年创建了Intellia Therapeutics公司，这三家公司均已上市。 最新的裁定意味着，多家曾从CVC团队获得了CRISPR/Cas9许可证的生物技术公司，将需要再次从博德研究所获得技术许可，包括CVC团队自己的公司也要如此。如果这些企业在临床试验中取得重大突破，之后的专利授权费可能会水涨船高。 受该消息直接影响的还有股价，Intellia公司股价目前已经下跌19.22%。不过，中科院神经科学研究所研究员杨辉说，对于中国基因编辑相关公司来说，这个消息影响不大，因为国内公司并没有得到专利许可。 美国伊利诺伊大学法学院专利律师、长期跟踪这场纠纷的雅各布·谢尔科夫在接受《科学》杂志采访时说，从事CRISPR药物研发的生物技术公司，如果押错了赢家，可能会在专利费上面临“巨大的损失”。不过，不管押注哪方，“不论谁赢谁输，专利律师总是赢。” 张昊是某国际顶尖医学论文期刊的主编，也很熟悉两个团队。他告诉《中国新闻周刊》，这次裁定并非最终结果，CVC团队还会继续起诉，直到不能起诉为止。因为对于美国加州大学伯克利分校来说，已经将专利授权给了一些生物医药公司，如果不继续起诉，将会面临经济损失。 实际上，此事对科研工作者影响并不太大，将这一基因编辑技术应用在基础研究中并不需要专利许可。不过，眼下，产业界需要给这两个团队付的专利许可费还不算多，可能只是几百万美元的水平。因为目前尚没有基于该技术的药物成功上市，没有真正实现商业化。此外，现在双方争取的还是最初的那项专利，其保护期是20年，若再继续诉讼几年，专利也就失效了。 据张昊了解，经过多年的“fight（战斗）”之后，双方科学家早已经不那么在乎结果了，更多是他们背后的研究机构和高校基于专利费收益的诉讼。因为在科学的范畴中，谁发明了这项技术、谁的贡献更大，早已有了结论。 他说，生物学家并不关心谁早几个月在真核生物中使用该技术，不管是张锋还是詹妮弗·杜德纳，他们的贡献都是业界公认的。包括张昊在内的很多人都认为，诺贝尔奖只给了马纽尔·夏彭蒂耶与詹妮弗·杜德纳，与诺奖只发给不超过三个人的机制有关。如果诺奖可以发给四个人，那么这两位女性科学家、张锋、哈佛大学医学院乔治·切奇都有可能。 21世纪生物领域最重要的发明 要理解双方多年来为何一直在专利权的争夺上僵持不下，不得不提这一技术在生物医学领域的颠覆性意义，以及它背后潜力巨大的应用前景与商业价值。 CRISPR缩写自一串令人难以理解的术语：“规律成簇间隔短回文重复”（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats），但是只用简单将其理解为一种“基因剪辑技术”即可。它包含两个主要部分，不断在基因组上逡巡且带有“剪刀”的Cas9蛋白，和具有“GPS”功能的gRNA。 CRISPR原本是数十亿年前细菌在进化过程中发明的一种天然免疫系统，一些细菌在遭到病毒入侵后，能够把病毒基因的一小段存储到自身DNA里一个称为CRISPR的存储空间，当病毒再次入侵时，细菌一旦发现与存写的片段相同的部分，Cas9蛋白会发生变形，准确的卡住病毒DNA并毫不犹豫地挥起“剪刀”。 21世纪初，人们开始注意到CRISPR序列在基因定位和剪辑中的作用。2020年，当诺奖授予CRISPR技术时，它的获奖理由是：利用这些技术，研究人员可以极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA。这项技术对生命科学产生了革命性的影响，正在为新的癌症疗法做出贡献，并可能使治愈遗传疾病的梦想成为现实。 在杨辉看来，CRISPR技术可以算是21世纪生物领域最重要的发现之一。它的意义可媲美20世纪DNA双螺旋结构的解码、PCR基因扩增技术等重大发现。 中国遗传学会基因编辑分会委员谷峰解释说，以前如果要进行基因修改，采用同源重组的方法效率非常低，基本上100万或者10万个细胞里面可能才会发生一次，而现在，利用CRISPR技术，100个细胞里面可能就有几十个能够被编辑。今天，这个领域还不断有研究致力于提高这种技术的靶向性和效率，它未来将会是一个更强大的工具。 杨辉说，以前可能全球只有不到100个实验室可以开展基因编辑相关的研究，现在90%的实验室都可以开展。人们在此基础上，延伸出各式各样的研究。谷峰看到，大概从2017年开始，已陆续开始有一些应用研究成果发表。 在CRISPR技术获得诺贝尔奖的2020年，《自然》杂志回顾了该技术在现实世界中的应用。比如，在β-地中海贫血和镰状细胞病这两种由血红蛋白的基因突变引起的疾病中，CRISPR Therapeutics等公司已经在临床试验中看到了初步成效。Editas公司进行的临床试验，则通过删除引起遗传性失明的基因突变，治疗先天性黑蒙症10型。在肿瘤治疗中，CRISPR也被用于CAR-T、PD-1等肿瘤免疫疗法的基因改造中。 在这个领域，基因编辑的“大佬”们不断拓展各自的商业版图。除了Editas Medicine，张锋还有几家公司。2018，张锋与博德研究所副所长刘如谦等人创立了Beam Therapeutics。今年1月，辉瑞与Beam公司达成一项价值高达13.5亿美元的协议，以推进一系列罕见病的新型体内碱基编辑计划。辉瑞首席科学官Mikael Dolsten说：“我们把与Beam的合作视为推进下一代基因编辑疗法的机遇，这是一个令人兴奋的科学前沿，有机会帮助罕见基因患者治愈疾病。” 现在正在开展临床试验的药物主要是罕见病领域。张昊对此解释说，这主要是因为，一些罕见病与遗传基因有关，改造基因即可实现治疗。而那些更大众的疾病，包括癌症、高血压等慢性病，目前哪怕改造几十个基因也无法治疗，它们的致病因素很复杂。不过，这并不意味着这项技术在制药领域的前景有限，随着研究推进，可能它会攻克今天看起来还不能治疗的疾病，而目前开展的研究，都是一种“概念验证”。 因为CRISPR技术关乎一切生命体，包括动物、植物、微生物的基因，因此，它的前景似乎是任由人类想象。除了生物制药，比如，在农业中，CRISPR就可以用于作物育种、害虫治理、特色农产品的生产等等，也可以用来生产乳制品发酵中抵御噬菌体的材料......在新冠疫情中，也有基于CRISPR的新冠病毒诊断试剂盒获批。 这场耗时十年的专利纷争并没有减少人们对CRISPR的需求。正如《连线》杂志所写的那样，它激发了人们对开发与之接近或者具有竞争优势的基因编辑工具的兴趣，这些努力有望进一步完善和扩展CRISPR的潜力。 （应受访者要求，文中张昊为化名） 责任编辑：日升 (责任编辑：日升) |
