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单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

科普小知识2022-06-12 16:14:21
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高通量单细胞基因测序技术是在单细胞水平上扩增和测序整个基因组的新技术。相关研究表明,该技术在筛选新冠状病毒特异性中和抗体方面具有独特优势。中和抗体是指当病原微生物侵入人体时,由B淋巴细胞产生的一些抗体。该抗体可防止病原微生物侵入细胞。

3月20日,来自北京知识产权运营管理有限公司(以下简称“北京知识产权”)的一份名为“专利洞察科技”的战争疫情(以下简称“报告”)的专利大数据检索与分析报告显示,中美两国在单细胞基因测序技术方面的专利申请数量最多。北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)的谢晓亮团队参与了该技术的多项专利申请,展示了中国在该领域的创新实力。

专利申请符合中国和美国

新型冠状肺炎(COVID-19)迫切需要特殊的治疗药物。虽然恢复期患者血浆治疗已取得初步效果,但其大规模使用受到限制,而病毒特异性中和抗体实际上在恢复期患者血浆中发挥治疗作用。

高通量单细胞基因测序技术是对分离的单细胞进行微全基因组DNA扩增,获得高覆盖率的全基因组,然后进行高通量测序。与组织样本测序相比,单细胞基因测序可以获得更完整、更准确的异质性信息。

由于其高覆盖率、高保真度和高速度,使用高通量单细胞基因测序技术仅需要两天就可以完成针对新冠状病毒的中和抗体的筛选,而使用常规的B细胞单细胞克隆技术需要很长时间。

北京知识产权局通过专利大数据检索分析发现,截至2020年2月29日,全球共公布了216项与单细胞基因测序技术相关的专利申请,其中38项获得授权。这些专利申请的地理分布涉及11个国家或地区。

报告分析显示,中国和美国在单细胞基因测序技术方面拥有最多的专利申请。中国有79项专利申请,美国有43项。两国公布的专利申请总量占世界总量的74%,但更多的国家或地区没有相关的专利申请。授权专利的地理分布仅涉及7个国家或地区;美国授权的专利数量是15项,中国是14项。考虑到最早的专利申请日期,美国单细胞基因测序技术的发展略早于中国。

单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

与全球单细胞基因测序相关的专利申请和授权专利的地理分布

从专利申请数量来看,美国哈佛大学和细胞研究公司在单细胞基因测序技术相关专利的申请规模上处于世界领先地位,显示出其卓越的创新实力。紧随其后的是麻省理工学院、贝尔德学院、贝克顿·迪金森公司等。

值得一提的是,美国的深圳华大基因科技有限公司、上海益康医学研究所有限公司和流化公司的专利规模在世界排名第六,北京大学排名第九。可以看出,这三者在国内单细胞基因测序领域相对具有竞争力。

单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

单细胞基因测序相关专利申请全球排名(前10名)

中国科学家团队在创新方面有明显的优势。

来自北京市科委的消息显示,今年2月,在北京市科委的协调和支持下,谢晓亮团队与北京佑安医院、北京乔伊神州科技有限公司等单位一起,采用高通量单细胞基因测序技术,找到了多种抗新型冠状病毒肺炎的全人源抗体,有望生产出特异性更强、安全性更高的高纯度中和抗体。

研究小组对康复患者血液中的B细胞的全细胞基因进行测序,通过比较患者自身的B细胞序列和所有样本的B细胞序列,找到新冠状病毒的特异性突变序列(即中和抗体序列),然后乔伊公司通过体外表达产生中和抗体。中和抗体不仅可用于治疗新的冠状肺炎,还可用于短期预防。

据了解,获得高覆盖率和高保真度的全基因组扩增产物是高通量单细胞基因测序结果全面和准确的保证。与以往的非线性或指数扩增方法相比,多重退火循环扩增(MALBAC)大大提高了扩增的覆盖率、均匀度和灵敏度,是目前单细胞扩增领域最先进的技术。这项技术是由谢晓亮团队发起的。

北京知识产权局通过发明人分析发现,单细胞基因测序技术的领导者哈佛大学提交的24项相关专利申请中,有13项是谢晓亮发明的。世界第九大的北京大学提交的7项专利申请中,有4项是谢晓亮发明的。

根据全球排名,谢晓亮仅次于细胞研究的发明者和贝克顿·迪金森。作为单细胞基因测序技术的发明者,谢晓亮共申请了17项专利,这表明谢晓亮团队在单细胞基因测序技术方面有很强的实力。

单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

世界单细胞基因测序相关专利发明人排名(前10名)

除哈佛大学和北京大学外,谢晓亮教授还参与了与北京大学第三医院和上海徐康医疗科技有限公司的合作

需要加强海外专利分销

3月以来,我国疫情明显好转,但*疫情大规模爆发。世界卫生组织3月20日发布的最新数据显示,中国*新诊断肺炎的确诊病例数上升至152,773例,死亡人数达到6,587人。近170个国家和地区报告了病例。

世界迫切需要有效的新型冠状肺炎诊断和治疗技术。在这种情况下,单细胞基因测序技术对于预防和控制全球新冠状病毒流行具有重要意义。

北京知识产权专利大数据分析结果显示,谢晓亮团队作为发明人提出的单细胞基因测序技术相关专利申请主要分布在中国(5件),海外分布涉及美国、澳大利亚、加拿大、欧洲专利局(EPO)、印度和中国*等6个国家和地区,而该欧洲专利已经过期。

单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

发明人谢晓亮单细胞基因测序相关专利申请的地理分布

报告指出,在当今知识经济时代,知识产权越来越受到重视,并逐渐成为企业和国家竞争力的核心要素和国际经济新秩序的重要组成部分。如果没有相应的知识产权,技术和经济活动就会受到限制。

因此,为了在全球新发肺炎疫情中安全有效地发挥单细胞基因测序技术的“硬核力量”,谢晓亮团队的海外专利布局需要改进,尤其是在疫情非常严重的欧洲、韩国和美国等国家或地区。

加强专利技术的产业应用

目前,我国*新冠状病毒的流行形势严峻。对于确定新冠状病毒的特异性抗体序列和大规模生产相应的抗体药物存在巨大的潜在需求。然而,这不仅需要单细胞基因测序技术,还需要强大的工业实施能力,以促进专利技术在防疫和控制中的实际应用。

在中国,除了世界排名前十的深圳华大基因和上海益康外,上海徐康(上海益康的母公司)和北京安友友达也具有比较专利优势。

单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

中国单细胞基因组测序技术相关企业专利申请人(前10名)

例如,小野宇达公司专注于新一代基因组学技术在人类医学健康和生命科学研究两大领域的产业化应用,并在单细胞基因测序、基因表达分析、高通量测序技术等国际热点研究领域形成了独特优势。

报告建议,谢晓亮团队应扩大产业合作范围,包括深华达基因、上海徐康及其子公司上海益康、安诺有达等优势企业,寻求更多合作企业,以确保产业化实施能力和扩大生产,从而加快和扩大单细胞基因测序技术在新型冠状病毒肺炎防治中的应用,为全球疫情防控做出贡献。