CRISPR專利大戰(zhàn)張鋒勝訴！諾獎(jiǎng)得主團(tuán)隊(duì)失去真核細(xì)胞CRISPR專利

2020諾獎(jiǎng)成果CRISPR基因編輯技術(shù)專利糾紛取得階段進(jìn)展，美國(guó)專利商標(biāo)局判定華人科學(xué)家張鋒所在的Broad Institute（博德研究所）團(tuán)隊(duì)勝訴。詳情>>>

新媒體編輯/李云鳳

當(dāng)?shù)貢r(shí)間2022年2月28日，在圍繞CRISPR基因編輯技術(shù)的專利糾紛中，美國(guó)專利商標(biāo)局（USPTO）做出了有利于張鋒所在的Broad Institute（博德研究所）團(tuán)隊(duì)的裁決，判定Broad Institute勝訴。

張鋒所在的博德研究所是一個(gè)高水平的基因組學(xué)研究中心，隸屬于美國(guó)麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)。

這個(gè)結(jié)果相當(dāng)于認(rèn)定，是張鋒團(tuán)隊(duì)第一個(gè)發(fā)明CRISPR-Cas9來編輯人類細(xì)胞并用于制造藥物，而不是2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主珍妮弗·道德納和?，敿~埃勒·沙爾龐捷代表的CVC團(tuán)隊(duì)。（注：加州大學(xué)、維也納大學(xué)和?，敿~埃勒·沙爾龐捷，統(tǒng)稱“CVC”)

CRISPR基因編輯技術(shù)，自2012年誕生以來短短數(shù)年時(shí)間，已成為近年來生命科學(xué)領(lǐng)域最耀眼、最受關(guān)注的技術(shù)，也一直被視為諾貝爾獎(jiǎng)的有力競(jìng)爭(zhēng)者。然而，自CRISPR技術(shù)誕生以來就伴隨著專利爭(zhēng)議。

贏得CRISPR專利，不但意味著數(shù)不清的財(cái)富，更可能會(huì)帶來至高無上的榮譽(yù)——諾貝爾獎(jiǎng)。因此，CRISPR專利戰(zhàn)曠日持久地進(jìn)行著。

（圖片來源：生物世界）

對(duì)于這一最新裁決，張鋒創(chuàng)立的基因編輯公司 Editas Medicine 首席執(zhí)行官 James Mullen 表示，博德研究所團(tuán)隊(duì)和CVC團(tuán)隊(duì)都對(duì)基因編輯在科學(xué)中的應(yīng)用做出了重要貢獻(xiàn)。但專利商標(biāo)局的這一裁決“重申了我們基礎(chǔ)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的實(shí)力”。根據(jù)這一裁決，Editas Medicine 在美國(guó)可獲得涵蓋所有人類細(xì)胞的CRISPR-Cas9和CRISPR-Cas12a的基因編輯專利。受此利好消息影響，Editas Medicine 股價(jià)也隨之上漲超過10%。

這一最新裁決也不代表雙方的專利戰(zhàn)就此塵埃落定，CVC團(tuán)隊(duì)珍妮弗·道德納表示，這一裁定結(jié)果與超過30個(gè)國(guó)家和諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)的決定相反，將繼續(xù)上訴到美國(guó)聯(lián)邦巡回上訴法院。但這項(xiàng)裁決結(jié)束了CVC團(tuán)隊(duì)對(duì)博德研究所團(tuán)隊(duì)在美國(guó)的專利干涉。

同樣，需要指出的是，這一裁決意味著，在美國(guó)運(yùn)營(yíng)的做CRISPR基因編輯相關(guān)的公司，如果之前僅獲得CVC團(tuán)隊(duì)的專利授權(quán)，包括CVC團(tuán)隊(duì)自己的 Intellia Therapeutics、CRISPR Therapeutics 等等，將不得不與博德研究所團(tuán)隊(duì)進(jìn)行專利談判。

美國(guó)著名醫(yī)學(xué)健康領(lǐng)域媒體 STAT 更是以：《加州大學(xué)伯克利分校敗訴CRISPR專利案，判定基因編輯公司開發(fā)人類療法的專利權(quán)無效》為題進(jìn)行了報(bào)道。

（圖片來源：生物藥云享）

研究發(fā)現(xiàn)，2012年8月17日，珍妮弗·道德納和埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷合作，在 Science 發(fā)表了基因編輯史上的里程碑論文，成功解析了CRISPR-Cas9基因編輯的工作原理。

2013年2月15日，張鋒在 Science 發(fā)表論文，首次將CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)改進(jìn)并應(yīng)用于哺乳動(dòng)物和人類細(xì)胞。

（圖片來源：生物藥云享）

此后，珍妮弗·道德納和?，敿~埃勒·沙爾龐捷為代表的CVC團(tuán)隊(duì)和張鋒為代表的博德研究所團(tuán)隊(duì)，就CRISPR專利所有權(quán)展開了爭(zhēng)奪戰(zhàn)。

CVC團(tuán)隊(duì)最初的論文并未提及CRISPR基因編輯可用于真核細(xì)胞，而真核細(xì)胞才是開發(fā)人類藥物的關(guān)鍵。2014年，美國(guó)專利商標(biāo)局將關(guān)鍵的CRISPR在真核細(xì)胞應(yīng)用的專利授予博德研究所團(tuán)隊(duì)。2016年，CVC團(tuán)隊(duì)向美國(guó)聯(lián)邦法院上訴，但被駁回。此后，CVC團(tuán)隊(duì)繼續(xù)申訴，專利審判和上訴委員會(huì)（PTAB）介入，委員會(huì)認(rèn)為博德研究所團(tuán)隊(duì)首先證明CRISPR在真核細(xì)胞中有效，因此具有專利優(yōu)先權(quán)。

2022年2月4日，美國(guó)專利商標(biāo)局進(jìn)行了一場(chǎng)專利聽證會(huì)，兩方團(tuán)隊(duì)就誰(shuí)發(fā)明了徹底改變生物學(xué)的CRISPR基因組編輯工具展開了看似無休止的爭(zhēng)論。

此次的專利聽證會(huì)有兩個(gè)核心問題，一是CVC團(tuán)隊(duì)指控博德研究所團(tuán)隊(duì)以不正當(dāng)?shù)姆绞将@取了早期CRISPR信息；二是誰(shuí)發(fā)明了允許CRISPR在真核細(xì)胞中工作的向?qū)NA（gRNA）。

CRISPR基因編輯的出現(xiàn)，徹底改變了生物學(xué)，讓基因編輯觸手可及，讓遺傳疾病不再無藥可醫(yī)，也為癌癥治療帶來巨大希望。它對(duì)科學(xué)的巨大推動(dòng)價(jià)值已獲得諾貝爾獎(jiǎng)的肯定，此外，誕生不足十年時(shí)間，圍繞CRISPRA基因編輯技術(shù)的上市公司以超過10家，相關(guān)創(chuàng)業(yè)公司更是數(shù)不勝數(shù)。CRISPR帶來的巨額經(jīng)濟(jì)回報(bào)，讓專利造福人類之路精彩紛呈。 延伸閱讀：

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基因編輯為何能獲諾獎(jiǎng)？

本文原載于2020年10月18日《北京科技報(bào)》

▲2020年10月18日《北京科技報(bào)》封面

2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)“花落”兩位“剪刀手”女科學(xué)家之手——美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校教授珍妮弗·道德納和德國(guó)馬普感染生物學(xué)研究所教授?，敿~埃勒·沙爾龐捷，以表彰其揭秘CRISPR-Cas9這一天然免疫系統(tǒng)對(duì)基因編輯的重要意義。

因基因編輯技術(shù)而聲名大噪的科學(xué)家那么多，為何偏偏是這兩位女性科學(xué)家獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的青睞？

▲珍妮弗·道德納（左）和?，敿~埃勒·沙爾龐捷（右）（圖源：Nature）

長(zhǎng)路漫漫的基因編輯之路

“我認(rèn)識(shí)很多此生都與它（這個(gè)獎(jiǎng)）無緣的杰出科學(xué)家，這（無緣獎(jiǎng)項(xiàng)）跟他們是不是杰出的科學(xué)家其實(shí)并沒有什么關(guān)系”，珍妮弗·道德納說——在接到《自然》雜志打來的賀電之前，這位新晉諾貝爾獎(jiǎng)得主甚至還不知道，今年“勝出”的人竟是自己?？梢哉f，如今只要談及基因編輯，“珍妮弗·道德納”這個(gè)響當(dāng)當(dāng)?shù)拿纸^對(duì)無法避開。

2012年，珍妮弗·道德納與?，敿~埃勒·沙爾龐捷兩人聯(lián)手首次向世人揭開了CRISPR-Cas這一天然免疫系統(tǒng)的神奇之力，而這把神奇“基因剪刀”的發(fā)現(xiàn)在當(dāng)時(shí)也著實(shí)讓整個(gè)科學(xué)界興奮不已。

事實(shí)上，人類探索基因編輯的道路頗為艱苦和漫長(zhǎng)。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)了多種高效靶向核酸酶，靶向基因編輯技術(shù)得以快速發(fā)展，而在CRISPR-Cas基因編輯基礎(chǔ)出現(xiàn)之前，較為常見的三項(xiàng)技術(shù)分別為大范圍核酸酶技術(shù)、鋅指核酸酶技術(shù)（簡(jiǎn)稱ZFN）以及轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)物核酸酶技術(shù)（簡(jiǎn)稱TALEN）。

在基因編輯研究早期，大范圍核酸酶技術(shù)是最常見的技術(shù)之一。然而，這一技術(shù)不僅受制于天然大范圍核酸酶的種類，而且很難適配于人類基因組，因而在應(yīng)用方面受到了很大的限制。此后，科學(xué)家在1984年發(fā)現(xiàn)了鋅指蛋白并以此開發(fā)了ZFN技術(shù)。

然而，這一技術(shù)的出現(xiàn)同時(shí)帶來了另一個(gè)新的難題：一方面，由于識(shí)別特定DNA的鋅指序列需要通過文庫(kù)篩選來確定，這導(dǎo)致整個(gè)基因編輯工程的工作量極為浩大，實(shí)屬“費(fèi)時(shí)費(fèi)力又費(fèi)心”；另一方面，因?yàn)殇\指核酸酶的篩選難度很大，更容易導(dǎo)致更多更復(fù)雜的脫靶效應(yīng)發(fā)生，引發(fā)細(xì)胞毒性。鑒于以上因素，ZFN技術(shù)時(shí)期的基因編輯技術(shù)仍處于“摸著石頭過河”的階段。

1989年，科學(xué)家成功從植物病原體中克隆出一種avrBs3蛋白；23年后，科學(xué)家基于此正式提出TALEN技術(shù)，逐漸成為主流基因編輯技術(shù)。相比于“前輩”ZFN技術(shù)，TALEN技術(shù)整體變得更為簡(jiǎn)單，且在一定程度上改善了ZFN技術(shù)容易脫靶的問題。也正是二十世紀(jì)90年代同期，科學(xué)家們偶然發(fā)現(xiàn)了大腸桿菌基因組存在高度同源序列重復(fù)性，且這些重復(fù)序列又被有規(guī)律的序列間隔開。隨著越來越多的類似重復(fù)序列在其它微生物中被發(fā)現(xiàn)，2002年這種重復(fù)序列正式得名“CRISPR”，同時(shí)科學(xué)家還在其附近發(fā)現(xiàn)了一系列保守相關(guān)基因（Cas）。

可以說，CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)徹底改變了此前基因編輯又“貴”又“費(fèi)”的尷尬局面。作為近年來最具突破性的新興技術(shù)之一，CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)的亮點(diǎn)在于它只需要使用Cas9酶——能夠識(shí)別靶標(biāo)DNA的向?qū)NA就行。換而言之，科學(xué)家只需要“下單”買一段向?qū)NA，即能夠以更高的效率和精度改寫包括人類細(xì)胞在內(nèi)的任何生物體的基因，花費(fèi)不到30美元的硬件成本即可“裁剪”基因，以更親民的基因編輯技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)的升級(jí)，為人類治療更多“無藥可救”的遺傳性疾病提供更多的可能。

從無到有 發(fā)現(xiàn)一把“新剪刀”

2012年，珍妮弗·道德納和埃瑪紐埃勒·沙爾龐捷二人聯(lián)合發(fā)表論文，從理論上解釋了CRISPR-Cas這一系統(tǒng)的生物學(xué)現(xiàn)象，頗具創(chuàng)新性和開拓性地向世人揭開了這把“基因剪刀”的神秘面紗，為此后人類對(duì)基因進(jìn)行“定點(diǎn)”剪裁和編輯提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

二人的成果猶如向平靜湖面擲出的一記石子，不久便在業(yè)內(nèi)引發(fā)了一系列研發(fā)新浪潮——2012年9月，立陶宛科學(xué)院院士Virginijus Siksnys博士的論文在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院刊》發(fā)表，在大腸桿菌中重組了嗜熱鏈球菌的CRISPR系統(tǒng)，證實(shí)了該系統(tǒng)至少需要Cas9核酸酶，crRNA和tracrRNA三個(gè)組分；2013年1月，麻省理工學(xué)院和布羅德研究所的華裔科學(xué)家張鋒、美國(guó)哈佛大學(xué)遺傳學(xué)教授喬治·徹奇先后在《科學(xué)》雜志發(fā)表論文，報(bào)告了CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)在小白鼠和人類細(xì)胞中的成功應(yīng)用，成功將珍妮弗和?，敿~埃勒的理論成果落實(shí)在了哺乳類動(dòng)物細(xì)胞的基因編輯之中……在眾多科學(xué)家的共同努力下，人類基因編輯技術(shù)被快速提升至一個(gè)全新的高度。

對(duì)于本次獎(jiǎng)項(xiàng)，盡管包括《自然》在內(nèi)的諸多國(guó)際期刊都認(rèn)為此次化學(xué)獎(jiǎng)“張鋒的缺席實(shí)屬意外”，但包括首都醫(yī)科大學(xué)校長(zhǎng)、北京生命科學(xué)研究所資深研究員饒毅在內(nèi)的一些聲音還是認(rèn)為，張鋒雖對(duì)于CRIPSR基因編輯技術(shù)在人類細(xì)胞的應(yīng)用與推廣發(fā)揮了重要作用，但珍妮弗·道德納和?，敿~埃勒·沙爾龐捷 二人在該領(lǐng)域所取得的成就更具有“開拓性”和“原創(chuàng)性”。

事實(shí)上，雖然CRIPSR基因編輯技術(shù)的專利歸屬曾在業(yè)界引發(fā)爭(zhēng)議，但兩位女性科學(xué)家——珍妮弗·道德納和?，敿~埃勒·沙爾龐捷始終被視為該領(lǐng)域“最具聲望的開拓者”。如果說，此后更多的科學(xué)家是向世界呈現(xiàn)了CRIPSR-Cas這把“基因剪刀”的更多功能和巨大潛能，展現(xiàn)了它到底可以如何“剪裁”包括人類在內(nèi)所有生物體基因的可能，那么珍妮弗·道德納二人就是發(fā)現(xiàn)這把“剪刀”的人——她們將這把神奇鋒利的基因“剪刀”正式放在了世人面前，是一次“從無到有”的發(fā)現(xiàn)。

更精準(zhǔn)、更簡(jiǎn)單、更容易

“基因工具有著巨大的力量，它影響著我們所有人。它不僅徹底改變了基礎(chǔ)科學(xué)，還帶來了創(chuàng)新性的農(nóng)作物，讓極具突破性的新醫(yī)學(xué)療法成為可能?！痹邳c(diǎn)評(píng)本次獎(jiǎng)項(xiàng)時(shí)，諾貝爾化學(xué)委員會(huì)主席克萊斯·古斯塔夫森如是說。

▲CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)原理漢化版（圖源：hudsonalpha）

事實(shí)上，自從1970人類就開始嘗試“剪切”、“粘貼”重組基因編輯技術(shù)來改寫細(xì)胞。然而，彼時(shí)科研人員所使用的方法基于天然細(xì)菌酶，無法精準(zhǔn)地靶向定位研究人員所需的特定基因序列，在“剪裁”基因時(shí)出現(xiàn)偏差并導(dǎo)致最后被改寫的基因結(jié)果無法預(yù)測(cè)。相比于此前的其它技術(shù)，CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)不僅精準(zhǔn)度高且“準(zhǔn)入門檻”低，這種易用性為該技術(shù)贏得了更高的普及性，讓CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)在全球各大實(shí)驗(yàn)室中得以快速推廣。

自此，更多的科學(xué)家開始嘗試?yán)肅RISPR-Cas基因編輯技術(shù)“修復(fù)各類基因損傷”，其研究范圍也快速?gòu)幕A(chǔ)細(xì)胞生物學(xué)、動(dòng)物研究，發(fā)展到了對(duì)細(xì)胞性貧血、HIV等更為廣闊的人類疾病治療。

在該技術(shù)應(yīng)用最為普遍的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，研究人員利用CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)改良了玉米、棉花等農(nóng)作物的先天不足，讓基因經(jīng)過“剪刀”修剪后的創(chuàng)新性農(nóng)作物變得更抗蟲、更耐旱、更不易生?。辉卺t(yī)學(xué)上，一方面，科學(xué)家和醫(yī)生嘗試?yán)肅RISPR-Cas基因編輯技術(shù)，“從骨子里”精準(zhǔn)地幫助病人發(fā)現(xiàn)病因、治療疾病，這也為人類治療諸如癌癥、漸凍癥這些如今屬于“不治之癥”的疾病提供了希望和可能；另一方面，CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)也為人類抗擊疾病提供了更多的主動(dòng)性——在突然來襲的疫病面前，該技術(shù)能幫助人類更快更精準(zhǔn)地“剪”出“最可疑”的基因片段，方便科學(xué)家定點(diǎn)、高效地放大檢測(cè)“嫌疑對(duì)象”。

針對(duì)2020年肆虐全球的新型冠狀病毒，珍妮弗·道德納曾于2020年9月公開表示，CRISPR-Cas基因編輯技術(shù)的三大優(yōu)勢(shì)——能提供更直接的RNA檢測(cè)、能更簡(jiǎn)單地被改寫以應(yīng)對(duì)病毒的突變、能更容易地批量制造相關(guān)檢測(cè)設(shè)備，將有望為人類抗擊新型冠狀病毒提供更加強(qiáng)有力的支持。

“如果你要問我為什么認(rèn)為公眾應(yīng)該多多支持哪些以興趣為驅(qū)動(dòng)的科學(xué)研究，那么我要說，其原因就在于這（以興趣為驅(qū)動(dòng)）才是科學(xué)的本質(zhì)。畢竟，我們永遠(yuǎn)無法預(yù)測(cè)未來的走向”，珍妮弗·道德納說。

參考資料：

https://www.statnews.com/2022/02/28/uc-berkeley-loses-crispr-patent-case-invalidating-licenses-it-granted-gene-editing-companies/

https://www.fiercebiotech.com/biotech/editas-shares-boosted-patent-office-rules-favor-broads-crispr-patents https://www.synthego.com/blog/gene-editing-nobel-prize

https://news.berkeley.edu/2020/10/07/jennifer-doudna-wins-2020-nobel-prize-in-chemistry/

https://techcrunch.com/2020/09/17/jennifer-doudna-sees-crispr-gene-editing-tech-as-a-swiss-army-knife-for-covid-19-and-beyond/

https://www.quantamagazine.org/2020-nobel-prize-in-chemistry-awarded-for-crispr-to-charpentier-and-doudna-20201007/

出品：科普中央廚房

監(jiān)制：北京科技報(bào) | 北科傳媒

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