基因编辑是个什么鬼？它有望彻底治愈恶性疾病

Biodog

为何2016年美股精准医疗将向基因编辑看齐？为何国内券商争相发布相关研报，引导国内资本市场关注？这一系列的问题，最终都可以用第三代基因编辑技术——CRISPR/Cas9“造物主之手”的美誉来解释。

首先，基因编辑技术与以往的任何医疗技术手段不同，是一种可以在基因组水平上对DNA序列进行改造，从而改变遗传性状的操作技术。其应用和普及使得基因水平的遗传缺陷修复，以及彻底治愈白血病、艾滋病等恶性疾病成为了可能。其次，因其相比前两代基因编辑技术，准确度高、效率高、成本低，未来将成为全球基础研究和临床应用的主流技术。

因此，发现时间短短不过几年的CRISPR/Cas9却在2012、2013年，两度入选《科学》杂志十大科学发现，并在去年随着两项重磅研究成果的公布，荣登《科学》杂志十大科学突破榜首。

改写生命源代码

众所周知，目前人类许多疾病源于基因缺陷，且罕有甚至没有相关药物治疗。最近多年，医学界和资本界大热的精准治疗就直接针对疾病的根源——异常基因本身，而第三代基因编辑技术CRISPR/ Cas9也是基因疗法的一种。想要理解CRISPR/Cas9，先得把它拆开来看。CRISPR是一种广泛存在于细菌中的DNA（脱氧核糖核酸）片段。据估计，生物界一半以上的细菌都拥有这种基因片段。

CRISPR最初在细菌体内发现，细菌每次战胜病毒后都会将入侵病毒的小部分DNA保留于自身的基因组中，累积的这些病毒区域就是CRISPR。病毒再次入侵时，细胞便利用保留的这些CRISPR片段识别病毒基因，如果发现了匹配的DNA序列，就利用Cas9蛋白酶在精确的位点切割病毒基因，从而发挥免疫作用。

简单地说，实施CRISPR/Cas9技术，需要三个部分：一段具有定位功能的向导RNA（核糖核酸）、具有切割缺陷基因功能的Cas9蛋白酶，以及在体外编辑好的用于替换缺陷基因的DNA序列。而该技术也需要三步骤：向导RNA识别细胞中的特定DNA，并用Cas9 蛋白酶剪短缺陷DNA，最后插入替换DNA。

借助CRISPR精确匹配的特性，研究人员将其开发成实用的基因编辑工具。正如基因编辑技术字面传达的意思，从免疫细胞治疗到遗传缺陷修复，基因编辑技术的应用为彻底治愈肿瘤、先天性遗传病及艾滋病等其他恶性疾病开辟了全新的路径。

尽管这种基因序列广泛存在，但直到2007年，一家酸奶公司无意间才发现了细菌这种神奇有效的防御机制；直到2012年，科学家才正式将CRISPR/Cas9技术编撰出来。

国泰君安研报就指出，基因编辑技术在农业种植业、养殖业、医学基因治疗领域展现了巨大应用前景，尤其借助CRISPR技术，在传染性疾病、遗传病、罕见病、肿瘤以及器官移植等领域开辟了全新的路径，是精准医疗方案不可或缺的组成部分。

基因编辑的临床应用分为体外编辑和体内编辑，体外编辑主要用于对T细胞或干细胞进行修改，用以肿瘤和血液系统疾病的治疗；体内编辑是将携带CRISPR/Cas9的病毒载体注射入体内，对体细胞直接编辑，以对抗艾滋病、乙肝等病毒性疾病，或修复一些无临床有效治疗手段的遗传病。

值得注意的是，相比前两代基因编辑技术——锌指核酸酶（ZFN）与转录激活因子效应物核酸酶（TALEN），CRISPR技术对特定DNA的定位更加精准，成本更加低廉，有助于基因疗法走向大众。

“例如，第一代技术锌指核酸酶（ZFN），每进行一次ZFN的基因编辑技术，锌指的采购费用就是5000美元，加上较低的定位精准度，很容易造成成本浪费。”犹他大学锌指核酸酶领先研究专家达纳·卡罗尔表示，与此不同的是，第三代的CRISPR/Cas9技术，正在生物医学研究领域引起一场巨变。进行研究人员需要订购的只是用以定位特定DNA序列的RNA片段，其他成分都是现成的，全部花费只有30美元。这使得该技术走向大众化，这被达纳·卡罗尔称为是基因靶向治疗的普遍化时代。

资本参与产业化商业化

中泰证券首席宏观策略分析师罗文波指出，最近几年，一些医药科技公司公司如雨后春笋般出现，开发基于CRISPR的基因疗法，此类疗法的首次临床试验会在接下来的一到两年内进行。这些首批试验或许将勾勒出CRISPR的应用场景，即CRISPR成分能被直接注入眼睛等器官，或者细胞能从人体移除并在实验室中进行基因改造后被放回体内——形成血液的干细胞可能被修正用于治疗诸如镰状细胞性贫血症或 -地中海贫血等疾病。

而这些应用场景的诞生，离不开资本的深度介入。从金融资本对一项技术的青睐，我们也可看出其在科学界和资本界的前景。

罗文波在题为《“基因剪刀”开启造物主平民化新时代》的研报中就指出，自CRISPR/Cas9诞生之日起，资本就深度与产业化、商业化相结合，主要技术发明人均是重要公司创始人。

截止目前，专业从事基因编辑的公司主要有成立于2011年的全球首家基因编辑公司Caribou Biosciences、成立于2013年的Crispr Therapeutics和Editas Medicine，以及成立于2014年的Intellia Therapeutics。

统计显示，2013年以来，几家基因治疗公司在A轮和B轮融资中，总计获得3.74亿美元的风险投资，其中Editas Medicine两轮融资额达到1.63亿美元。此外，Crispr Therapeutics和Intellia Therapeutics融资额分别为8900万美元和8500万美元，其中不乏富达、盖茨基金、谷歌风投等著名投资机构，反映了相关公司在资本市场的炙手可热程度。

国泰君安分析师丁丹就表示，咨询公司BCG的市场调查报告显示，过去五年生物科技领域在基因编辑技术平台上开发的专利技术呈现井喷式增长，2010~ 2014年复合增长率高达41%。从技术路径上来看，以CRISPR技术发展最为迅速，TALEN和ZFN技术紧随其后。仅2014年美国和欧盟授权的基于CRISPR技术平台的专利技术多达80项，专利主体既包括科研机构也包括企业，说明该技术已经从学术研究领域向商业化应用迅速转化，并得到快速推广。

目前，基因编辑技术的商业化应用在主要包括科研和制药两大领域，上游包括作为高校以及产品和服务类供应商，分别提供专利授权，试剂开发及核酸序列设计合成，基因编辑应用技术开发及转化，主要终端用户包括生物技术和制药公司、学术研究机构以及合同研发机构。