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开创我国碱基编辑的新轨迹 探索正序列生物学基因编辑和治疗的新途径

发布于:2020-11-20 被浏览:3112次

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2020年诺贝尔化学奖授予法国女科学家伊曼纽尔卡彭蒂尔和美国女科学家詹妮弗安妮?他们因为发明了CRISPR/Cas9基因编辑工具而获得了这个荣誉。

基因编辑(Genome Editing),又称基因组编辑(Genome Editing)或基因组工程(Genome Engineering),是一种新的、精确的基因工程技术或过程,可以修饰生物体基因组中特定的靶基因。改进的工具(类比剪刀)包括ZFN和TALEN等核酸酶,以及刚刚获得诺贝尔奖的CRISPR/Cas9系统。

近年来,以CRISPR/Cas9为代表的基因编辑技术给生命医学带来了革命性的变化。人们对基因编辑、基因治疗等新技术寄予厚望,期望在临床治疗中大放异彩,攻克顽疾。而这个“基因剪刀”是撼动基因治疗行业千亿级市场的关键。

巨大的市场潜力吸引了众多科研团队和公司运营商参与其中。正序生物成立于2020年8月18日,是这条赛道的新星。作为一家领导科技创新并基于新的基因编辑系统,特别是碱基编辑开发突破性疗法的高科技创新公司,正交序列生物学致力于为点突变引起的遗传疾病或癌症的免疫治疗提供新的可能性。

掘金基地剪辑技术

如何准确高效地修饰基因组是生命科学领域的一个重要目标,CRISPR/Cas9介导的基因编辑技术已经成为实现这一目标的最强有力的工具。它能使科学家极其精确地改变动物、植物和微生物的DNA,被称为“基因剪刀”。

传统的CRISPR/Cas9技术通过在靶位点产生DNA双链断裂(DSB)在细胞内诱导同源重组(HR)和非同源末端连接(NHEJ)修复途径,进而实现基因组DNA的位点特异性敲除、取代、插入等修饰。然而,DSB诱导的DNA修复难以实现高效稳定的单碱基突变,DNA双链断裂会导致不可避免的凋亡和大染色体片段丢失等副作用,在临床治疗领域越来越受到重视。

目前,75000多种基因突变与人类疾病有关,其中约一半是单碱基突变。这些遗传病是常规方法无法治愈的,患者往往需要终生服药,承担药物带来的副作用和心理压力。因此,高效、准确地修复致病点突变对于遗传病的治疗和研究非常重要。

正序列生物学开发的碱基编辑系统是比CRISPR/Cas9基因编辑更高效准确的编辑系统。在这种技术下,理论上不需要破坏DNA的双螺旋结构,称为“CRISPR 2.0”。

根据正向序列生物学的介绍,公司利用已申请国际专利或中国专利的实验室研究系统和基地编辑系统的成果和突破。例如,为了创建具有更高精确度和更高效率的增强型Cas9碱基编辑器(eBE),可以在基因组A/T富集区进行有效编辑的Cpf1碱基编辑器(dCpf1-BE),以及可以在G/中使用的碱基编辑器通用Cas9碱基编辑器(hA3A-BE)和一系列Cpf1碱基编辑器(BECOANs),它们可以以高特异性和精确度进行编辑,用于相关遗传病或罕见病等遗传病的治疗和临床应用,同时注意DNA修复引起的突变的作用

这一切的实现,得益于徐峥生物背后的创始人陈嘉、杨莉、殷浩、杨贝四位教授的实验室。正序列的创始人团队长期从事DNA修复和基因编辑相关的研究工作。阐明了CRISPR/Cas9介导的基因编辑过程中胞嘧啶脱氨酶APOBEC非靶向突变的分子机制,创新性地将DNA损伤修复途径与CRISPR/Cas基因编辑系统相结合,并在此基础上创造了多种新的单碱基编辑系统,具有重大的基础研究价值和成果转化潜力。

“正序生物的碱基编辑技术,不仅可以准确、永久地改变庞大基因组中的单个碱基对,还可以根据不同疾病的突变位点,灵活组合碱基编辑工具包。”正序生物相关人士告诉《创业圈》。

探索商业化

据业内人士介绍,基因编辑是医学诊疗中的一项创新技术,从数百亿空间的生育力检测、数千亿市场的肿瘤个体化治疗,到数万亿市场的基因体检咨询市场,都具有巨大的市场潜力。

根据美国市场和市场咨询公司发布的基因组编辑/转化市场分析报告,全球基因组编辑市场(包括CRISPR、TALEN和ZFN)将从2017年的31.9亿美元增长到2022年的62.8亿美元,复合年增长率为14.5%。根据Mems Consulting的研究报告,在治疗应用额外增长之前,CRISPR在生物技术、农业技术和诊断方面的市场规模将从2017年的5.46亿美元增加到2023年的50亿美元。

自2012年研发成果发表以来,CRISPR/Cas9技术已发展到包括肿瘤、血友病、地中海贫血、先天性眼病等疾病治疗的各个领域,部分研究已进入临床试验阶段。但由于基地编辑是一项很有前瞻性的突破性技术,所以国内外将基地编辑技术商业化的公司还是很少的。

波束治疗是最好的之一。Beam成立于2017年,由CRISPR领域的三位“大神”刘中达、张峰和J. Keith Joung共同创立。BEAM是世界上第一家使用单碱基编辑技术开发精确基因药物的创新公司。2020年2月6日,Beam成功登陆纳斯达克,成为首个上市的基地编辑科技公司。最近,Beam刚刚发表了关于镰状细胞病和-1抗胰蛋白酶缺乏症治疗的临床前数据,带有基础编辑。

原核生物认为,在不到四年的时间里,基础编辑器已经从理论工具转变为临床前疾病治疗。但这种基因编辑疗法可能需要更深入的研究才能真正进入临床。对于临床应用来说,偏离目标效应和编辑器的准确性可能会带来有害的突变。

“如何在体内安全有效地传递基因编辑工具是基础编辑临床实践中的另一个难点。”原核生物告诉《创业圈》,其中一种方法依赖于病毒载体,科学家可以在腺相关病毒等小病毒中打包基因编辑工具。这些病毒已经被用于许多FDA批准的药物中,这些药物可以感染细胞并释放其装载的成分。科学家们也在开发新的药物输送系统,其中脂质纳米粒输送和电穿孔输送是潜在的临床输送方法。

至于如何将碱基编辑技术商业化,正序生物已经在探索中。

“我们将利用我们独特的专利和技术优势,同时紧密结合实验室的研究进展和成果,不断扩大我们的技术优势,从而建立独特的处理系统。”正序生物学相关人士介绍《创业圈》。目前,公司正计划在血液学和眼科遗传病方向进行管道研发。

标签: 碱基 编辑 基因