近几年，细胞与基因治疗因其惊人的疗效，被民众寄予厚望。同样，细胞与基因治疗背后的焦点底层手艺——基因编辑工具，也在近年最先浮出水面，被越来越多的企业和资源重视。

2022年2月28日，美国专利和商标局（USPTO）裁定，张锋所在的博德研究所团队继续拥有在真核细胞中使用CRISPR基因编辑工具的专利。“诺奖（以Jennifer和Emmanuelle为代表的团队）团队”又一次输掉了这场长达近10年的知识产权争取。针对上述效果，Jennifer团队示意将会提起上诉，看来这场长达10年的专利角逐还远未竣事。

作为医疗行业考察者，动脉新医药也在时刻关注基于CRISPR手艺的新一代基因编辑工具。对此，我们采访了海内数家基因编辑工具开发/细胞与基因治疗企业，听听业内科学家们的看法。接下来，你将领会到：

1.作为现在使用*普遍的基因编辑工具，CRISPR/Cas9是否存在手艺短板？

2.基于CRISPR/Cas9的优化，是否为锦上添花？一旦泛起专利垄断，此前的起劲会功亏一篑吗？

3.针对基因编辑工具手艺，海内团队偏向于手艺优化照样底层手艺的创新？

4.针对近几年较热的CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13，它们的专利结构若何？海内企业为何可以在短期内就做出创新性功效？

5.为何大部门企业针对基因编辑工具的开发和优化都十分“低调”，从不宣传？投资机构更看重产物希望照样底层手艺？

6.未来，基因编辑工具会朝着哪些趋势开发和优化？海内和外洋还存在若干差距？

01、脱靶、平安、编辑效率，都不是痛点

凭证公然资料，我们可以很容易的归纳出CRISPR/Cas9基因编辑工具自己存在以下几个痛点：

1、潜在的脱靶风险（脱靶的检测与控制）。对于潜在的脱靶风险的控制，科研团队在设计基因编辑工具时，可只管阻止有相似的序列，以免造成序列依赖性。基于此举行严酷的脱靶验证，就可*洪水平阻止该风险。

2、切割基因组DNA序列所导致的潜在平安性风险。在此历程中，若是发生了DNA双链断裂，可能会引起DNA大片断的缺失，或染色体结构的转变。但通常情形下，大片断的缺失和染色体的异常转变都市导致细胞不容易存活。现在，尚未报道过相关的平安事宜，以是这一问题暂时还没有影响基因编辑在产业端的应用推进。

3、对PAM序列的要求，限制了其在基因组上的可编辑局限。在CRISPR/Cas9靶向DNA举行编辑时，可以实现DNA双链的断裂。在此基础上，若是再加上相关的转录因子，则可以实现某些基因的转录调控。但这些基因的靶向位点会受到PAM序列的限制，从而不能让基因编辑实现“指哪打哪”的魔力。

4、体内递送系统的设计和搭配。CRISPR/Cas9作为一个基因编辑工具，若何跟体内的递送系统举行有用的搭配，同时保持自己的编辑能力和成药能力，也是一个需要不停被优化的点。现在CRISPR/Cas9分子量较大，在举行体内基因治疗需要AAV举行递送时，AAV装载量的限制，就要求基因编辑工具的尺寸进一步微型化。

总体来说，不仅是CRISPR/Cas9，所有的CRISPR/Cas卵白家族或多或少都有自己的优点和不足。没有任何一个CRISPR/Cas基因编辑工具可以完全笼罩所有的应用场景，若是将CRISPR/Cas9用于敲除某个基因，它已经足够优异。只要能够做到“术业有专攻”，将基因编辑工具用于合适的领域，便可以让其“发光发烧”。

02、锦上添花or功亏一篑？

海内团队基于专利手艺被外洋垄断的CRISPR/Cas9基因编辑工具的优化，是否为锦上添花？一旦泛起专利垄断，此前的起劲会功亏一篑吗？

在讨论这个问题前，我们需要缕清CRISPR/Cas9的生长之路，和随同生长延续至今的专利之争。

2012年8月，Jennifer团队在《Science》互助揭晓了CRISPR/Cas9领域的里程碑论文；2013年2月，张锋团队也在《Science》揭晓了论文，文章原始数据解释其相关实验早于Jennifer团队。2014年，美国专利商标局率先批准了张锋团队所在的博德研究所的专利请求。在往后多次诉讼中，因Jennifer团队证据不足，张锋团队屡占优势，稀奇是*具商业价值的、用于哺乳动物的基因编辑工具专利被张锋团队牢牢攥在手中。

2020年10月，诺贝尔评奖委员会宣布化学奖获奖名单，Jennifer和Emmanuelle获得殊荣，缘故原由是她们开发了基因编辑工具CRISPR/Cas9。张锋“痛失诺奖”，引发烧议。今年2月28日，美国专利和商标局裁定，张锋所在的博德研究所团队拥有在真核细胞中使用CRISPR基因编辑工具的专利。“诺奖”团队暂时输掉了此次对于知识产权的争取，但这场跨越10年的专利角逐还远未竣事。

对于CRISPR/Cas9的专利属权一直争议不停，但很明确的是，CRISPR/Cas9的专利手艺基本属于外洋。

“任何一种手艺，在生长早期都具有待突破的瓶颈。对于手艺发现人，他们也需要解决这些瓶颈，才气真正的实现手艺在产业化端的乐成应用。若是海内的团队基于CRISPR/Cas9手艺的优化足够重大，以至于外洋团队也需要用到我们的‘锦上添花’，就有可能通过专利交织允许解决手艺的专利垄断问题。”邦耀生物团结首创人兼副总裁李鼎力博士告诉动脉新医药。

“一样平常企业在立项时就会思量要害手艺的IP属性这一问题。我们可以看到，CRISPR/Cas9专利权人在全球局限内都向许多企业提供了商业化授权允许，包罗手艺服务和药物开发等各个偏向。企业需要向专利持有方支付授权费或杀青授权允许协议，便可以应用相关手艺。另一方面，CRISPR/Cas9手艺也在连续创新和改善，衍生的这些手艺也能发生伟大的商业价值。”瑞风生物首创人梁峻彬博士告诉动脉新医药。

关于转让或允许手艺给其他公司举行开发，从而带来收益，相关的例子并不缺乏。例如日本微生物组基因编辑疗法公司Bio Palette从神户大学获得了使用nickase Cas9举行单碱基编辑的专利的允许，做了一系列创新并获得了收益，这一手艺就属于对CRISPR/Cas9手艺的优化。再例如Bio Palette与Beam公司就碱基编辑手艺举行了交织允许（获得Beam允许），Bio Palette因此从中获益。

“在工业界，美国的基因编辑企业在确立之初就会优先思量其底层IP是否清晰。对于海内的早期企业而言，依赖团队或平台优势就能够获得资源和市场的认可。随着企业的生长，基于手艺优化的一定积累，开发原始创新的手艺更有利于促进企业久远和自由生长。”辉大基因首创人兼CEO姚璇博士告诉动脉新医药。

基于业内人士的认知，我们不妨看得更“开”。若是一项手艺确实具有重大的价值，那它实在很难被个体机构所垄断。这种垄断只会潜匿高手艺的价值，晦气于其科研和商业价值的放大。不管在学术界照样产业界，都需要大量的连续创新才会使得这个手艺的自己的社会价值和商业价值越来越大。

03、手艺优化or底层创新？

只管海内大多企业以为基于CRISPR/Cas9的手艺优化并不会泛起功亏一篑的情形。然则当动脉新医药问及企业现在偏向于基于外洋专利手艺举行优化照样自主研发实现底层创新时。企业们照样“口嫌体正直”的统一选择了更为艰难的底层创新。

李鼎力博士说道：“邦耀生物做了许多碱基剪辑器的开发，并在2020年就开发了一系列超高活性的新型胞嘧啶碱基编辑器（命名为：hyCBE），相关功效已在线揭晓于Nature Cell Biology。至今，它仍然是活性*高的胞嘧啶碱基编辑器（*高可提升20倍活性），其编辑窗口较传统编辑器也有显著扩增，能编辑到更多的位点。更主要的是，这种刷新方式具有兼容性，它不仅适用于刷新胞嘧啶碱基编辑器，其他碱基编辑器同样适用于这个方式，在基因治疗等领域已展示出异常广漠的应用远景。同年6月，邦耀生物团队又在国际*学术期刊Nature Biotechnology发文，开发出全新的双碱基编辑系统，这项功效不仅是碱基编辑工具开发领域的又一重大突破，也为基础研究和遗传性疾病如β-地中海血虚的治疗提供了新的生长偏向和工具。针对上述提到的碱基编辑器，邦耀生物已申请了多项专利，并举行了全球化结构。”

梁峻彬博士说道：“瑞风现在针对CRISPR/Cas系列工具酶举行了开发。在Cas13方面我们率先举行了专利结构。瑞风开发的新型卵白对特定RNA靶核酸的编辑活性优于现在*常用的高活性CasRx，且脱靶效应更低。其中一高活性Cas13的尺寸比CasRx小约70aa，更有利于AAV递送，在成药上具有极大的优越性。此外，新的Cas12亚型也是瑞风正在开发的偏向。我们还对某些Cas12卵白举行了工程化刷新，现在也已经取得了不错的功效，显著提高了野生型参比卵白的活性，且不受Cas12亚型专利壁垒限制。”

姚璇博士说道：“辉大科学家团队在2020年通过数据盘算剖析开发了两类新型CRISPR/Cas13 RNA编辑系统，2021年在《Nature Methods》揭晓了相关文章，先容了我们若何在差其余数据库中筛选卵白，进而获得高的RNA编辑器。这两年间，我们对Cas13举行了许多刷新和优化，获得了特异性强、脱靶性低的高保真版本hf-Cas13卵白，在动物实验中已经取得了起劲的有用性和平安性试验数据。Cas12Max是辉大子品牌HuiEdit科学家团队在去年开发的新型DNA编辑器，现在经由优化后的Cas12卵白在体外和体内都能实现与spCas9相当的DNA编辑效率。同时，团队还在继续优化其PAM识别区，以进一步扩大Cas12的靶向序列局限。针对CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13，辉大均已申请响应的全球专利，并做了底层专利的结构。基于这些功效，辉大正在起劲和海内外多家企业洽谈专利允许、团结开发等相关互助。”

为何海内的基因编辑企业们会在近几年一再爆出底层手艺的创新？究其缘故原由，主要有三。

其一，在CRISPR/Cas9基因编辑工具手艺刚刚面世时，不管是企业照样科研机构，都还处于领会和学习的历程。那时刻海内的团队们自己对新工具的认知还处于不停深化和积累的状态，只能对底层手艺举行优化。这一阶段对应海内的2013年至2018年，属于CRISPR/Cas9基因编辑工具手艺在海内生长的*个五年。

其二，在积累到足够履历时，海内的团队基于此前优化的创新点得出通用的底层逻辑，或者是开发基因编辑工具的相关履历。通过手艺迁徙或者是手艺兼容，开端探索新型基因编辑工具。该阶段对应海内的2018年至今。

其三，纵观整个基因编辑工具的生长历史，我们可以发现人类对于自然界微生物的领会照样冰山一角。仍然有大量的编辑工具可以连续不停的挖掘。沿着高度优化或原创性手艺开发的偏向前进，就能一直对现有基因编辑工具举行局部创新和迭代创新。

关于基因编辑工具的底层创新，实在海内企业早就有所结构。近几年，关于CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13基因编辑手艺的相关功效一再爆出。在众多的家族卵白中，为何会是CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13率先“出圈”？实在这并没有什么特定的缘故原由。

这主要由于，相比于CRISPR/Cas9“密不透风”的专利珍爱局限，CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13具有伟大的专利结构空间。

从基因编辑工具自己来讲，CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13与CRISPR/Cas9都使用了Cas家族卵白，相关工具也都具有简捷、高效的优点（相比于ZFN、TALEN手艺）。一些CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13系统相比于CRISPR/Cas9还具有尺寸更小便于AAV和质粒递送、PAM差异化序列、无需tracrRNA、编辑战略设计天真等差异特征。

此外，CRISPR/Cas13基因编辑工具靶向RNA，提供了RNA水平的一种编辑手段，具有高度的靶向特异性，在非遗传性疾病的药物开发方面具有伟大的商业价值。这与CRISPR/Cas9和CRISPR/Cas12作用在DNA水平的成药战略是纷歧样的。CRISPR/Cas13其中的RNA敲降成药战略方面与化学修饰小核酸的作用类似，后者是基于化学合成蹊径的原理。业内人士以为，CRISPR/Cas13RNA编辑工具的应用，在未来也将会找到独具优势的顺应症或者应用场景。

总体来说，Cas家族卵白的真正应用，一样平常需要挖掘发现和序列优化：

首先，要在TB级的厚实数据库中，通过AI、生物信息学、卵白质结构学等综合剖析，找寻潜在功效性卵白。

其次，要在野生型的卵白基础上举行种种序列的优化，刷新和修饰。对于已经发现的CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13等家族，野生型卵白都有一定的局限性，科学家也是对它们的序枚举行优化和刷新，来提高它们的编辑效率、PAM序列识别区域、特异性以及降低脱靶效应、优化编辑工具的巨细等。

04、投资机构还需被“教育” 

底层手艺和产物管线一致主要

通过上述篇幅，我们能够看出基因编辑工具就像是细胞与基因治疗行业的奠基石，只有不停的开发和优化基因编辑工具，细胞与基因治疗产业才气走得更远。然则我们也能发现一个征象，海内大部门企业针对基因编辑工具的开发和优化都十分“低调”，从不宣传。造成这一征象的缘故原由有三：

首先，每家企业都有自己的形象定位和宣传的偏向性。对于宣传基因编辑工具，照样细胞与基因治疗管线，企业选择自由。

其次，大部门该领域的企业笼罩到产业端时，人人可能更倾向于将显性的药品自己的里程碑希望对外举行宣传，从而增强企业的品牌影响力和对投资人的吸引力。

再而，要想做到真正的底层创新，并不是一件易事。例如针对CRISPR/Cas12和CRISPR/Cas13的开发，现在一样平常都是先筛选野生型Cas12/Cas13卵白，但野生型卵白一样平常难以兼顾用作药物治疗时的平安性、有用性、免疫原性、脱靶等，而需要做一定的工程化刷新。能做到这类事情的海内企业少之又少。尤其是大部门初创企业，在资金和人才的双重匮乏下，没有举行底层创新的实力和时间。大多数企业会选择在推进管线研发的历程中，顺便做一些手艺创新。

未来，新型的CAS卵白或者是基于现有CAS卵白的开发和优化，大要会朝着活性更高、脱靶风险更小、PAM识别局限更广、尺寸更小、分子组合应用创新等偏向生长。

另一方面，在西欧生物医药行业，初创企业可以轻松依附一个新的卵白或一项新的手艺，获得投资人的认可，从而获得不菲的融资。从海内投资现状来讲，大部门投资人则更看重药物自己的希望。在这一点上，海内的投资人还需要被连续教育：底层手艺是公司未来生长的基石。

随着行业的不停向前，投资人们也在不停接受新知识的洗礼。越来越多的在关注产物时，也会稀奇关注一些具有真正含金量手艺的药物研发企业。虽然差其余投资人判断产物和手艺的权重比例差异，然则这两者之间自己就是相辅相成的关系。产物是乐成手艺的体现和放大，手艺是产物研发的基本和后援。