CRISPR大战落下帷幕

CRISPR技术先锋(从左到右):乔治·丘奇、詹妮弗·杜德纳、张峰和伊曼纽尔·夏彭蒂埃。资料来源:Shotview艺术家

美国专利局审查和上诉委员会最近就CRISPR专利纠纷做出裁决。由麻省理工学院和哈佛大学联合创建的布罗德研究所可以继续保留先前批准的“基因剪刀”技术专利。这意味着数十亿美元的专利纠纷已经结束，张峰获胜。

由于争论的对象是价值数十亿美元的生命科学之星——CRISPR-Cas9，专利诉讼受到了广泛关注。基因编辑技术可以实现基因片段的缺失和添加，在可预见的将来，在治疗疑难杂症方面将有很大的市场。

2012年初，艾曼纽·夏彭蒂埃还是一名不知名的法国微生物学家。一天，她告诉老朋友罗杰·诺瓦克她最近在瑞典尤姆科大学的研究:一种新型细菌免疫系统背后的机制。

“她说，‘你觉得克里斯普怎么样？一家生物公司的经理诺瓦克回忆道，“但我不知道她在说什么。"

CRISPR被称为规则间隔的短回文重复序列，它是在一些细菌基因组中排列成簇的一系列DNA序列。它来源于细菌和古细菌的获得性免疫系统。这些重复序列与许多能侵入细菌的噬菌体的DNA序列相同。

长期以来，科学家只能通过物理和化学诱变以及同源重组来编辑DNA。但是这些方法不够方便和准确。直到2012年，夏彭蒂尔与加州大学伯克利分校著名的结构生物学家珍妮弗·杜德合作，将CRISPR免疫系统转化为一种可以编辑基因的工具。随着这篇论文在《科学》杂志上的发表，科学家们证实了CRISPR-Cas9系统能够在体外实验中“发现”切割的DNA。

CRISPR技术具有成本低、使用方便、效率高的优点，使基因剪枝和转化变得“平民化”，因此在整个生物学领域都很流行，也被形象地称为“基因剪刀”。

专利竞争

同年11月，时任法国赛诺菲公司副董事长的诺瓦克与另一位老朋友、加拿大风险投资家肖恩·福伊(Shaun Foy)讨论了CRISPR的商业潜力。最后，Novak、Foy和Charpentier开始与CRISPR的其他一线研究人员讨论建立公司的事宜。

“据我所知，我们是第一批真正想让大家聚在一起做点什么的人。”目前在德国马克斯·普朗克传染病生物学研究所工作的夏彭蒂尔说。那时，没有多少人涉足这个领域。2012年，只有126篇关于CRISPR的论文发表，而去年只有2155篇。

在与杜德纳讨论后，他们在克里斯普研究中发现了另外两个“丹尼尔”:哈佛大学的乔治·丘奇和他以前的博士后研究员，在布罗德研究所工作的张峰。张峰团队在真核生物的基础上进行了广泛的实验。2013年初，他们在《科学》杂志上发表了一篇关于CRISPR基因编辑(一种精确切割方法)在小鼠和人类细胞体外应用的论文。几周后，Doudna也发表了自己的独立研究结果。

"我们的目标之一是简化专利申请过程."夏彭蒂埃说。然而，统一这一领域的尝试最终失败了。

随着基因魔法剪刀商业价值的凸显，技术专利之战已经开始。机构和Charpentier都声称拥有CRISPR-Cas9技术的专利。

事实上，在2012年底，布罗德研究所向美国专利商标局(USPTO)申请了一个快速跟踪审计渠道。2014年4月，美国专利商标局将CRISPR-Cas9技术专利授予布罗德研究所，张峰是该专利的发明者。专利权包括在真核细胞或任何有细胞核的物种中使用CRISPR。这意味着张峰有权对除细菌以外的所有生物使用CRISPR，包括老鼠、猪和人。

但在同一年，Doudna和Charpentier获得了生命科学突破奖，他们在CRISPR-Cas9上的开创性工作得到了极大的认可。然而，张峰没有被列为分享该奖项的共同发明人。然而，张峰在2016年与他们分享了加拿大盖尔德纳奖。

尘埃落定

之后，加州大学伯克利分校申请了美国专利商标局的介入，声称杜德纳和夏彭蒂埃是CRISPR技术的最早发现者。CRISPR的专利申请与布罗德研究所的专利相冲突，并认为该研究所的2014年专利无效。

他们认为张峰只是Doudna论文的追随者之一，Doudna等人的研究涉及面更广，这对这项技术的研究和发展具有根本意义。然而，张峰说，Doudna和其他人提出了不同的专利声明，他们首次将CRISPR应用于人类细胞，这是从原核细胞到真核细胞的“质的”飞跃。

但事实上，杜德和夏彭蒂尔比张峰早七个月提交了专利申请。张峰首次获得专利的最有可能的原因是他申请了一项快速专利——他在提交申请后仅6个月就获得了知识产权。此外，为了证明他是第一个在人体细胞中使用CRISPR-Cas的人，张峰提供了一个实验室笔记本的快照，以证明他在2012年初创建并运行了CRISPR-Cas系统。这早于Doudna等人的专利申请，甚至早于他们研究结果的公布。

因此，2016年1月，美国专利商标局发起调查，并于2017年2月15日做出裁决。专利审判和上诉委员会的三名法官裁定，布罗德研究所2014年获得的CRISPR技术专利权不同于加州大学伯克利分校提交的专利申请，前者不受后者的影响。这证实了布罗德研究所拥有开发CRISPR基因编辑工具的专利权。

划分领土

加州大学伯克利分校当天在一份声明中表示，他们可能会继续上诉。更广泛的研究所表示，法院裁决确认双方申请了不同的专利，没有侵犯对方的权利。

据报道，Dougna说她将继续申请专利，并有可能成功。它的专利将涵盖所有细胞，而张峰的专利仅涵盖植物和动物细胞。

这场专利纠纷不仅决定了声誉的归属，也决定了背后巨大的商业利益。对于几个希望使用CRISPR进行疾病治疗的公司来说，可以说“有几个是快乐的，有几个是悲伤的”。裁决后，由张峰、丘奇和杜德创建并已公开发行的埃迪塔斯医药公司股价飙升。此外，哈佛大学的夏彭蒂尔、诺瓦克、福伊和查德·考恩建立了克里斯普治疗学。

尽管这些公司强调它们有独特的发展道路和商业战略，但它们也有重叠的部分。例如，CRISPR疗法和Editas医学都优先考虑贫血和杜兴氏肌营养不良症。但是在布罗德研究所获得专利几周后，杜德纳离开了埃迪塔斯医药公司，成立了Intellia。

此外，丘奇说，在哈佛大学的考恩和基兰·穆苏努鲁研究小组于2013年发布一份文件称CRISPR远远优于现有的基因编辑工具之后，该领域吸引了大量投资，催生了许多新业务和新竞争对手。

例如，科学家已经将转录激活因子核酸酶(TALEN)技术和锌指核酸酶(ZFN)技术商业化。这些嵌合核酸酶由两部分组成——一个可编码的序列特异性DNA结合模块和一个非特异性DNA切割结构域。TALEN和ZFN可以通过诱导DNA双链断裂、刺激易错的非同源末端连接或特定基因位置的同源定向修复来完成一系列基因编辑和修饰操作。

CRISPR技术也在不断发展。去年，研究人员描述了一种来自弗朗西斯杜兰西斯的Cas9-CRISPR结合蛋白Cpf1酶的潜在替代品。Cpf1显示出双重切割活性:不仅是脱氧核糖核酸，还有核糖核酸。这一发现提供了一种新的序列特异性基因组编辑方法，也可能有助于同时编辑多个靶位点，即多重编辑。

然而，“到目前为止，CRISPR只是另一把剪刀。”丘奇说。当然，CRISPR/Cas9系统也有缺陷，例如，可能在非靶位点进行酶消化，从而导致靶缺失，从而导致癌症而不是治愈癌症。此外，传统基因治疗面临的许多困难也是CRISPR发展的障碍:由基因编辑的细胞会死亡，病毒载体的传递能力限制了基因编辑的有效性。

ZFN技术先驱和犹他大学的达纳·卡罗尔说，没有理由相信CRISPR会比其他应用技术更快成功。目前，尚不清楚CRISPR在转基因作物和家畜方面是否会比其他基因编辑技术更有优势。这将取决于*管理人员是否会免除CRISPR编辑生物学。(张张编)

《中国科学日报》(2017-03-01第三版国际版)

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