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ChatGPT之后,人类又打开了「基因编辑」魔盒-国际
不知道若干年后,人们将若何评价2023年在人类科技史上的刻度意义。先是年头ChatGPT降临,厥后年中则是关于室温超导的乌龙,到了年底,一件更为远景叵测的重大事宜发生了:人类选择自动打开“基因编辑”的潘多拉魔盒。
就在上个月,基因编辑在商业化领域的大门终被捅破——Vertex和CRISPR团结宣布CRISPR/Cas9基因编辑疗法(商品名:Casgevy)在英国获批上市,用于输血依赖性β-地中海血虚患者。
而在上周五(12月8日),FDA(美国食物药品监视治理局)正式步英国后尘,批准Casgevy上市。统一天,顺应症与Casgevy具有重合性的,由bluebird bio开发的基因编辑疗法Lyfgenia,同样获批。
当基因编辑疗法最先在全球*的创新药市场获得审批允许,这意味着,2023年岁末,人类已实质性地启动了“基因编辑”时代……
福兮祸兮?
01 天使的手术刀
基因是一段带有遗传信息的DNA片断,储存着生命的种族、血型、孕育、生长、凋亡等历程的所有信息,支持着生命的基本组织和性能。
顾名思义,基因编辑手艺是一种定向刷新DNA基因序列的手艺。通过这项手艺,人类理论上可以彻底掌握自身的运气。
这项手艺的起点源于1953年,沃森与克里克提出了DNA双螺旋结构,由此拉开了现代分子生物学的序幕,*次将人类认知引入到基因层级。
虽然人类发现DNA结构很早,但却在很长一段时间中对基因看法并无太多新的希望,直至20世纪70年月,人类才找到了基因编辑的可能。在研究细菌若何防御噬菌体的历程中,科学家发现细菌中存在一种特殊的酶,它能够降解噬菌体的DNA,从而珍爱细菌免受噬菌体的损害,这种酶就是限制性内切酶。
基于这一发现,人类最先实验基因编辑的可能。
1996年,美国基因公司Sangamo Therapeutics推出了*代基因编辑手艺ZFNs,该手艺可以修饰体细胞和多功效干细胞的基因组,但需要设计合成庞大的卵白模块,构建周期长,步骤繁琐,而且无法实现对随便靶基因的连系。显而易见,云云繁琐的步骤是难以进一步商业变现的。
ZFNs泛起的13年后,第二代基因编辑手艺TALENs问世。与ZFNs相比,虽然卵白设计举行了简化,但仍需要花费大量的时间设计和组装。同时,由于过大的体积,在递送到靶细胞方面更为难题,也无法举行高通量基因编辑。
庞大的机制让基因编辑的进一步应用受到极大限制,这也为后续迭代路径指明晰偏向,那就是简捷与高效。
图:三代基因编辑手艺对比,泉源:华西证券
2012年,两位年轻的女科学家埃曼纽尔·卡彭蒂耶与詹妮弗·杜德纳开发了第三代基因编辑手艺CRISPR/Cas。与前两代手艺相比,CRISPR/Cas*的转变在于效率的提升,系统简朴、精准、编辑效率高,操作成本低,极大降低了手艺门槛,并让基因编辑有望实现临床应用的可能。
基于CRISPR/Cas手艺的平台价值,卡彭蒂耶与杜德纳在2020年被授予诺贝尔化学奖,而卡彭蒂耶更是在厥后确立了CRISPR Therapeutics公司,并朝着临床应用场景进一步迈进。不久前上市的基因疗法Casgevy,正是CRISPR公司的焦点产物,而其也成为全天下*获批上市的CRISPR基因编辑疗法。
Casgevy疗法类似于CAR-T疗法,都需要先从患者体内网络细胞,然后送到实验室举行刷新,再回输到患者体内,实现疾病的彻底扭转。Casgevy修饰的是患者的造血干细胞,让细胞能发生高水平的胎儿血红卵白。
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图:CAR-T疗法与基因疗法,泉源:中金公司
毫无疑问,Casgevy仅是人类征服基因的最先,理论上通过基因编辑可以治愈所有类型的疾病,尤其是许多先天缺陷的基因疾病,让人们看到了治愈的希望。更有甚者,还曾提出通过编辑朽迈基因,让人类返老还童。
掌握了基因编辑手艺的人类,就似乎握住了“天使的手术刀”,拥有了逆天改命的能力。
02 妖怪的诱惑
当你凝望深渊时, 深渊也在凝望你。
从发现基因的那一天起,人类就一直想要征服它,由于掌握了基因编辑能力,也就掌握了生命的无限可能,例如可以治愈许多药物无法治疗的基因疾病。自基因编辑手艺降生以来,围绕着其平安性、伦理等方面的争议就从未断过。
突破自然的约束,对于人类来说也未必就是一件好事,依然有太多未知需要探索。
基因编辑具有不能逆性,编辑后的细胞在正常盘据后,被编辑的基因也会被继续。也就是说,人类对于基因的改变会一直在后世中撒播,若是编辑进了错误或当前看不失足误的基因,那么就会造成基因污染。
以是说,基因编辑不仅仅是一个学术问题,更是一个社会问题。
在2018年的时刻,我国曾发生了一起“基因编辑婴儿”事宜。南方科技大学副教授贺建奎对外宣布,通过基因编辑手段,乐成刷新了一对新生儿,她们在出生时就拥有天生抵制HIV病毒的能力。可是这并没有引起业界的惊动,反而遭到了海内外逾百名科学家联名发声否决。最终贺建奎以“非法行医罪”被判处有期徒刑3年,并处罚金300万元。
产业手艺是为人类服务的。若是平安和伦理两大问题无法解决,那么基因编辑的应用势必受限。
抛开这两个问题不谈,现阶段想要周全推进基因疗法药物的商业化也有许多现实议题需要直面。好比在应用层面,如脱靶效应、转录效率、运输问题、适用性、耐久平安性等问题亟待解决。此外,基因编辑治疗的成本也限制了它的推广,Casgevy的治疗用度可能高达200万美元。
总的来看,Casgevy的上市只是基因编辑疗法迈出的商业化*步。事实CRISPR/Cas手艺问世才只有11年,未来另有很长的路要走。面临新的问题需要敢于直面,去攻克一个又一个难题,才是人类不停提高的动力。
03 又一场军备竞赛开场
基因编辑手艺应用远景广漠,市场潜力伟大,吸引了不少优质的海内外生物科技企业投入研究。纵然在2022年的创新药隆冬中,基因治疗领域依然有至少7家公司逆势获得超亿元的大额融资,Tessera Therapeutics更是完成了超3亿美元的超级C轮。
面临一级市场云云火热的投资热度,天下各国都在不停完善科技伦理审查制度,防止基因编辑手艺被滥用。例如我国2022年宣布的《关于增强科技伦理治理的意见》,就是海内*对于基因编辑提出道德伦理规范的国家层面的文件。
可以一定的是:基因编辑手艺的开发及应用将使生物科学生上进入到一个全新的维度,该手艺在基因功效研究、药物开发、基因治疗,包罗癌症、阿尔茨海默氏症、心血管疾病等领域具有广漠应用远景。
但想要让这样的愿景实现,一切要害焦点的照样在于人类若何使用这种工具,限制这种工具,而不被它所驱使。
住手现在,我国已经有50余家公司涉足基因编辑手艺,但这其中依然以初创公司为主,管线研发也多在临床早期。如博雅辑因、邦耀生物、瑞风生物、辉大基因、本导基因等,但这些公司暂时都没有上岸资源市场。
由于我国基因编辑公司起步较晚,CRISPR手艺的底层知识产权已被西方国家垄断,在手艺研发方面依然会晤临“卡脖子”的问题。轻则是支付高昂的授权费和版税,重则又会被手艺封锁。
鉴于基因编辑手艺的壮大功效,它极有可能成为下一种战略手艺。因此不管我们愿不愿意,客观上,创新药赛道又一场重量级军备竞赛,开场了。