基因是具有遗传信息的DN片段,它存储了种族、血型、妊娠、生长、细胞凋亡等生命过程的所有信息,支撑着生命的基本结构和表现。
从基因被发现的那一天起,人类就一直想征服它,因为通过掌握基因编辑的能力,他们也掌握了生命的无限可能,比如基因疾病可以**很多药物都做不到**。 自基因编辑技术诞生以来,围绕其安全性、伦理等方面的争议不断。
就在上个月,Vertex和CRISPR联合宣布,CRISPR Cas9基因编辑**(商品名:Casgevy)在英国获批上市,用于输血依赖性地中海贫血患者,基因编辑在商业化中的平衡终于被打破。
上周五,FDA(食品和药物管理局)正式追随英国的脚步,推出了Casgevy。 同一天,与Casgevy适应症重叠的基因编辑**lyfgenia也获得批准。
当基因编辑**开始逐步获得创新药最大的市场批件时,意味着到2024年底,人类已经打开了真正意义上的“基因编辑”的潘多拉魔盒。
基因编辑技术是一种定向修饰DNA基因序列的技术。 通过这项技术,人类理论上可以完全掌握自己的命运。
这项技术的起点是2024年,当时沃森和克里克提出了DNA双螺旋结构,拉开了现代分子生物学的序幕,首次将人类认知引入基因水平。
虽然DNA的结构很早就被发现,但基因的概念在很长一段时间内并没有太大的新进展,直到20世纪70年代,人类才发现了基因编辑的可能性。 在研究细菌如何防御噬菌体的过程中,科学家们发现细菌中有一种特殊的酶,能够降解噬菌体的DNA,从而保护细菌免受噬菌体的侵害,这种酶就是限制性内切酶。
基于这一发现,人类开始尝试基因编辑的可能性。
2024年,美国基因公司Sangamo Therapeutics推出了第一代基因编辑技术ZFNS,该技术可以修饰体细胞和多能干细胞的基因组,但需要设计和合成复杂的蛋白质模块,构建周期长,步骤繁琐,无法实现任意靶基因的结合。 显然,如此繁琐的步骤很难进一步货币化。
在ZFNS问世13年后,第二代基因编辑技术TALENS问世。 尽管与ZFNS相比,蛋白质设计得到了简化,但它仍然需要大量的时间和组装。 同时,由于体积大,递送至靶细胞的难度更大,无法进行高通量基因编辑。
复杂的机制极大地限制了基因编辑的进一步应用,这也为后续的迭代路径指明了方向,即简单高效。
图:三代基因编辑技术对比,**华西地区**。
2024年,两位年轻的女科学家Emmanuel Carpentier和Jennifer Doudner开发了第三代基因编辑技术CRISPR CAS。 与前两代技术相比,CRISPR Cas最大的变化是效率的提高,系统简单、准确、编辑效率高、运行成本低,大大降低了技术门槛,使得基因编辑有望实现临床应用的可能性。
2024年,Carpentier和Doudna凭借CRISPR Cas技术的平台价值获得了诺贝尔化学奖,Carpentier后来创立了CRISPR Therapeutics,并进一步走向临床应用。 最近推出的基因**Casgevy是CRISPR的核心产品,也成为全球首个获批的CRISPR基因编辑**。
CASGEVY**与CAR-T**相似,从患者体内采集细胞,然后送到实验室进行修饰,然后输回患者体内,实现疾病的完全逆转。 Casgevy修改患者的造血干细胞,使细胞产生高水平的胎儿血红蛋白。
图:CAR-T和基因,CICC。
毋庸置疑,卡斯格维只是人类征服基因的开始,理论上所有类型的疾病都可以通过基因编辑得到**,尤其是很多有先天缺陷的遗传病,这让人看到了**的希望。 更重要的是,也有人提出通过编辑衰老基因来使人类恢复活力。
掌握了基因编辑技术的人类,就像拿着一把“天使的手术刀”,有能力逆天改变自己的生活。
突破自然的束缚,对人类来说未必是一件好事,还有太多的未知数需要探索。
基因编辑是不可逆的,编辑后的基因也会在编辑后的细胞恢复正常后遗传**。 换句话说,人类对基因的改变总会遗传给后代,如果编辑了错误的基因,或者目前看不到错误的基因,那么就会造成基因污染。
因此,基因编辑不仅是一个学术问题,也是一个社会问题。
2024年,我国发生了一起“基因编辑婴儿”事件。 南方科技大学副教授贺建奎宣布,通过基因编辑,一对新生儿已经成功转化,他们一出生就具有抵抗HIV病毒的天然能力。 然而,这并没有引起业界的轰动,反而遭到了国内外100多位科学家的共同反对。 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。
工业技术为人类服务。 如果安全和伦理问题不能得到解决,基因编辑的应用将受到限制。
撇开这两个问题不谈,现阶段要想全面推进基因药物的商业化,还有很多现实问题需要面对。 例如,在应用层面,脱靶效应、转录效率、运输问题、适用性、长期安全性等问题亟待解决。 此外,基因编辑**的成本也限制了它的采用,Casgevy**的成本可能高达200万美元。
总体而言,Casgevy的推出只是基因编辑商业化的第一步**。 毕竟,CRISPR Cas技术才问世11年,还有很长的路要走。 面对新问题,我们需要敢于直面,攻克一个又一个问题,这是人类不断进步的动力。
基因编辑技术具有广阔的应用前景和巨大的市场潜力,吸引了众多国内外优质生物技术公司投入研究。 即使在2024年创新药寒冬,仍有至少7家基因**领域逆势获得过亿元大额融资的企业,Tessera Therapeutics完成超3亿美元的超级C轮融资。
面对如此火热的一级市场投资,世界各国都在不断完善科技伦理审查体系,防止基因编辑技术被滥用。 例如,我国2024年发布的《关于加强科技伦理治理的意见》,是我国首个提出基因编辑伦理规范的国家级文件。
可以肯定的是,基因编辑技术的发展和应用将把生物科学的发展带入一个新的维度,该技术在基因功能研究、药物开发和基因开发方面具有广阔的应用前景,包括癌症、阿尔茨海默氏症、心血管疾病等。
但要实现这一愿景,关键在于人类如何使用这个工具,限制它,而不是被它所驱使。
截至目前,国内已有50多家企业涉足基因编辑技术,但仍以初创企业为主,管线研发大多处于临床早期阶段。 如EdiGene、BRL Medicine、瑞帆生物、惠达基因、奔道基因等,但这些公司暂时都没有登陆资本市场。
由于我国基因编辑公司起步较晚,CRISPR技术的底层知识产权已被西方国家垄断,在技术研发上仍将面临“卡脖子”的问题。 充其量,他们将支付高额的许可费和特许权使用费,最坏的情况是,它们将被技术阻止。
鉴于基因编辑技术的力量,它极有可能成为下一个战略技术。 因此,无论我们是否愿意,客观地说,创新药物赛道上的另一场重量级军备竞赛已经开始。