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CRISPR不是张锋的?基因编辑工具的专利之争

2016-1-15 作者:佚名   来源:生物谷 我要评论0

从2012年开始,CRISPR/Cas9被用于很多生物系统中进行基因组编辑,在各大顶级期刊上发表了大量文章,可算是赚足了眼球。随着CRISPR/Cas9基因编辑系统逐渐进化,并趋于成熟,从学术界的共享走向专利申请以及商业化的道路也逐渐清晰起来。然而面前还存在着很多问题,例如,CRISPR/Cas9的专利申请之路就并不那么顺利。

CRISPR/Cas9是什么?

CRISPR/Cas9,是一种非常灵活的基因编辑工具,被称为继DNA聚合酶链反应(PCR)之后最大的生物技术进步。CRISPR/Cas9其实是CRISPR和Cas9两种分子的组合。CRISPR被称作“规律间隔成簇短回文重复序列”,是在一些细菌基因组内存在的、成簇排列的DNA序列,是源于细菌及古菌中的一种后天性免疫系统。而细菌的防御系统中还存在着一种酶Cas9,可以由单链RNA“引导”在DNA的特定位置完成剪切工作。从这个Cas9酶开始,科学家开始尝试不同的用法。后来还有很多技术上的改进,使得CRISPR/Cas9可以高效编辑基因组,也受到了非常多科学家的关注。

早期的研究发现,细菌中,重复DNA序列和很多能够侵入细菌的噬菌体的DNA序列相同。进一步研究发现,这些细菌中的DNA序列在被转录成为单链的RNA片段后,能够和细菌内合成的、CRISPR关联蛋白(Cas9)的蛋白质形成复合体。这种蛋白质、RNA的复合体客户Cas9蛋白起到导向作用,于是该重复DNA序列转录出来的RNA,也被称为guide RNA(gRNA)。当蛋白质-gRNA复合体发现入侵的DNA和gRNA序列一致时,gRNA就可以利用序列的互补性结合到外来的DNA上。这时细菌的Cas9就能够接近并切割入侵的DNA,达到防御的目的,从而构成了细菌的免疫系统。

从最初的理论模型开始,科学家开始改造细菌中自然存在的CRISPR/Cas9系统,可以使用该技术来增加、修改或者删除相应的DNA序列,来完成基因编辑。使用该技术的研究已经非常火热,由于CRISPR-Cas9的相对简单性和多功能性相,比其他基因编辑方法(如Talen等)有着天然的优势。生物科技公司如雨后春笋般涌现,来利用CRISPR产生转基因作物、科研试剂和治疗人类遗传性疾病。

生物谷曾转载了科技日报在去年八月份的一篇报道,文章指出:“CRISPR/Cas9这项新技术,使人们能更精准地对DNA代码进行控制,引发了遗传学和细胞生物学领域的革新,科学家们对它寄予厚望,希望借助它的力量,治疗包括癌症在内的疾病并进一步解开人类细胞身上笼罩的谜团。”

CRISPR/Cas9专利之争始末

在2012年,一种名为“CRISPR/Cas9”的DNA编辑技术横空出世。当时,研究人员报告说,他们已经可以根据DNA的序列,在该特定位点完成DNA的剪切编辑。该小组由加州大学伯克利分校生物学家Jennifer Doudna,和Emmanuelle Charpentier(现在就职于德国柏林马克斯普朗克研究所和默奥大学),在2013年3月15日提起了专利申请。

加州大学伯克利分校生物学家Jennifer Doudna(图片来源:nature.com) 

从那时起,大量的发表在顶级期刊的文章开始证明,改造后的CRISPR/Cas9可以在人类细胞以及其他动物或者植物细胞中,高效完成基因组编辑。利用该技术的生物科技公司大量涌现,不仅可以用于转基因生物以及一些生物试剂赚足了真金白银,还可以利用CRISPR/Cas9系统针对人体细胞的进行基因改造,这种基于基因改造的基因疗法已经逐渐从梦想慢慢变成现实了。

在这其中,合成生物家张峰(Zhang Feng)也是非常重要的人物。他现在就职于位于美国马萨诸塞州的博德研究所和麻省理工学院。他所在的研究所(博德研究所和麻省理工学院)在2013年10月提出了CRISPR-Cas9技术专利的加急申请。该专利申请在2014年4月被通过了,而张峰也被授予其他相关技术的专利。而早在2013年3月由Jennifer Doudna和Emmanuelle Charpentier提出的专利申请仍在审查之中。

MIT教授张峰(图片来自:be.mit.edu)

2016年伊始,美国专利和商标局(USPTO)开始确定谁将拥有CRISPR/Cas9的专利权,CRISPR/Cas9的专利之战也开始趋于白热化。今年1月11日,美国专利商标局同意了开始审核“CRISPR-Cas9专利”。该专利究竟会花落谁家,可能会决定价值数百万美元专利被哪个研究机构拥有。这也可能影响到谁会被允许使用该技术,以及在何种条件下使用CRISPR/Cas9基因编辑系统。

研究机构间的一场激战

今年早些时候,伯克利小组要求美国专利商标局重新审核该专利,以确定究竟是麻省理工还是加州伯克利是第一个发明该技术的。这次的专利之争会很像一个法庭的案件。专利申请双方都会提出的相关证据,例如期刊出版物和实验室记录,来证明自己技术的原创性。一旦美国专利商标局声明将重新审核专利所属,CRISPR-Cas9专利将又存在很大不确定性。

该专利的重新审核也涉及了很高的风险:有些公司已经计划CRISPR-Cas9于基因治疗,并已经在过去三年积累了数亿美元的风险资本和其他基金研究。一家名为Editas Medicine的公司(剑桥,马萨诸塞州),已经在申请上市了。北卡罗来纳州达勒姆杜克大学的法律学者Arti Rai说:“科研机构之间反复争夺一个专利确实是非常罕见的事情。若在往常,这些机构通常会达成协议,分享专利带来的利润。这似乎比我过去听到的纠纷更难达成协议。”

有问题的这两项专利申请,作出最基本的知识产权,被认为是最能赚钱的CRISPR-Cas9专利。但是,现在已经有许多已经提交了申请的CRISPR-Cas9技术相关的专利。即使这次的获胜者也还有可能不会那么好过,他们还会与其他研究机构对薄公堂。例如,张峰的研究小组也发现了另一种酶Cpf1也可能替代Cas9。研究人员认为,未来还会有更多的Cas9的替代蛋白。

至于各种涉及CRISPR-Cas9技术的科技公司,张峰仍然参与Editas Medicine公司。该公司是由张峰和Doudna两个人于2013年在剑桥成立,但自专利申请之后Doudna从此断绝了与Editas关系,转而支持同样位于麻省剑桥的Intellia Therapeutics。同时,Emmanuelle Charpentier和其他人共同创立了巴塞尔CRISPR Therapeutics(瑞士)。

使用CRISPR/Cas9要收授权费?

目前,还不清楚该争端将如何影响谁使用CRISPR/Cas9技术。可以使用该技术的基础研究学者,对于专利诉讼者而言是毫无吸引力的目标。

位于弗吉尼亚州的夏洛茨维尔大学生物技术专利律师Rodney Sparks认为,“专利持有人可能会发出一些停止使用该技术的警告,并发出相关警告信件,但他们可能不会起诉学术研究人员。”因为,这样做将需要很多的时间和金钱,但却少有回报。

在专利诉讼的战争中,诉讼胜利的战利品是往往是从损害专利的上市公司中获得一定的销售份额。这使得起诉基础生物学者不那么划算,因为基础研究的科学家往往并没有从该技术上获得太多的经济利益。但是,那些打算使用该技术的创业公司则需要警惕了,Rodney Sparks说。

有些专利持有人要求,即使是科学家做基础研究,也需要获得专利技术的授权许可,通常要付给一个相当少的费用。早年的PCR技术专利就是这样处理的。

美国明尼苏达州的Warren Woessner律师回忆,在他以前的职业生涯中,作为一个科学家,他所在的研究机构决定利用他开发的技术来申请一个专利。该研究机构的工作人员后来发现,有人发表了一篇论文并使用的了该技术,却没有申请许可或者授权。后来这个研究所找那个文章的教授要了一笔费用,那个教授也就付了这个费用。

麻省博德研究院在其网站上指出,将继续提供给社会CRISPR-Cas9技术相关的试剂。而且,并没有任何迹象表明,它会从学术界收取授权费用。但有人也警告,不要假设在学术界友爱的精神将占上风:授权费用已经变得越来越重要了,特别是对大的研究机构。

针对CRISPR/Cas9技术也一直在进化之中,关于CRISPR/Cas9的专利之争似乎也难停止。欲知后事如何,请关注后续报道。



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