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姜广策
 · 上海  

历年的诺贝尔医学和生理学奖还有部分化学奖的成果对生物医药的创新推动作用巨大,远的不说,比如去年的诺贝尔医学和生理学奖授予了两位科学家Victor Ambros和Gary Ruvkun的关于microRNA (微小RNA)及其在转录后基因调控中的关键作用,该成果大大推动了microRNA药物的研发。2023年的诺贝尔医学和生理学奖授予Katalin Kariko和Drew Weissman发现的核苷碱基修饰机制,这个成果使业界开发高效mRNA疫苗成为可能。今天我想讲的则是荣获2020诺贝尔化学奖的基因编辑技术CRISPR-Cas9,这项技术对未来影响深远,值得我们周末好好聊聊。
要说清楚 CRISPR-Cas9 基因编辑技术,我们需要回到38亿年前的地球,也就是地球诞生约8亿年后开始出现了病毒和细菌,病毒没有细胞结构,必须依托细菌的繁衍而生存下来,现在我们把专门感染细菌的病毒称之为噬菌体,科学家估计地球上的噬菌体数量大概在10的31次方之多,一毫升海水中含有的噬菌体数量大约相当于纽约的城市人口,噬菌体唯一的目的就是找到并感染细菌,借助细菌的身体完成自己的繁衍,所以可以说细菌和病毒相生相克了将近40亿年,细菌为了抵抗噬菌体的侵入也发展出了自己一套免疫系统,简单来说就是细菌通过把入侵病毒的DNA片段刻在自己的染色体里从而记住了曾经入侵的病毒的模样,这样一段染色体称之为CRISPR 阵列,当再有同样病毒入侵时,细菌就会从这段染色体里转录出一段RNA,引导一种名为Cas9 的蛋白酶去识别并切断病毒 DNA,从而阻止感染。2012年两位科学家Emmanuelle Charpentier 与 Jennifer Doudna 搞清楚了这套细菌的免疫系统的机理并在体外重构了 CRISPR-Cas9 系统后发表在《Science》杂志上,凭借此项成果,上述两位科学家获得了2020年诺贝尔化学奖,2013 年华人科学家张锋团队首次将 CRISPR-Cas9 用于哺乳动物细胞,证明也可以同样应用于真核基因组编辑,如今科学界公认他们三人是CRISPR-Cas9 基因编辑技术的核心创始者,有趣的是Jennifer Doudna的导师也是一位诺贝尔奖获得者,可见学术的传承相当重要,Emmanuelle Charpentier则参与创办了如今大名鼎鼎的基因编辑技术公司Crispr Therapeutics公司(总部在瑞士,公司上市在美股,代码CRSP),而张峰则后面参与创建了一系列公司,有几家也都在美股挂牌。
接下来我们要聊聊这项技术为什么重要了。我们可以把地球上的每一种生命都看作是一个软件包,因为每个生命体里最核心就是其基因,基因决定了这个生命为什么会是这个样子,也就是这个软件包决定了其性能和外观,我们每个人其实就是一个会走的软件包,这个软件是由23条染色体,2万多个基因,30多万对碱基对构成的,这些东西我们可以理解成就是软件代码,很多疾病的产生的原因就是这软件代码出问题了,比如有些罕见的遗传病,就是基因里一两个碱基出错了,换句话就是软件代码里错了一两个字母,CRISPR-Cas9技术的有用之处就在于他可以任意精确地修改,删除错误的代码,换上正确的代码从而从根本上解决问题。2023年12月全球首款CRISPR基因编辑药物Casgevy(通用名:exagamglogene autotemcel)在英国上市,就是由Crispr Therapeutics公司联手美国福泰制药Vertex Pharmaceuticals (这公司我在前面的帖子介绍过)开发成功的。从理论上CRISPR几乎可以实现我们想实现的任何目的,比如一次性治愈遗传病、用基因敲除的猪生产可以用于人体的移植器官,改造小麦实现抗病,改造马铃薯实现毒素含量下降,通过修改有关肌肉生成的基因产出两倍肌肉含量的狗和牛等等,如今出于伦理的考虑还不允许基因编辑技术用于人类的胚胎细胞,否则我们真的可以生出超人来。目前的A股可以映射到的基因编辑概念还不多,有一个港股百奥赛图是有使用基因编辑技术生产模式小鼠的,我相信未来会越来越多,迟早有一天会有一个基因编辑概念板块,那应该会是很热门的板块。Crispr Therapeutics公司现在已经把视野投向了中国,今年5月,Crispr Therapeutics宣布与靖因药业(中国上海)达成全球战略合作,共同开发并商业化下一代长效凝血因子 XI(FXI)靶向小干扰 RNA(siRNA)疗法 SRSD107,用于血栓及血栓栓塞性疾病。靖因获得 9,500 万美元首付款,并有资格获得超过 8 亿美元的里程碑付款,总交易金额达 8.95 亿美元;双方按 50:50 分摊全球成本与利润。期待他们的合作早出成果,也期待靖因药业早日挂牌上市。