CRISPR大戰落下帷幕

　　美國ZL局審查與上訴委員會近日就CRISPRZL糾紛作出裁決，麻省理工學院和哈佛大學共同創建的布羅德研究所可繼續保有此前獲批的“基因剪刀”技術ZL。這意味著這場價值數十億美元的ZL案糾紛以張鋒一方獲勝暫告一段落。

CRISPR技術先驅（從左到右）：George Church、Jennifer Doudna、張鋒和 Emmanuelle Charpentier。

　　因為爭奪對象是價值數十億美元的生命科學領域明星——CRISPR-Cas9，于是，這場ZL官司廣受關注。該基因編輯技術可以實現對DNA片段的敲除、加入等，在可預計的未來，將在治療疑難雜癥上大有市場。

　　2012年初，Emmanuelle Charpentier還是一位默默無聞的法國微生物學家，一天，她對一位老友Rodger Novak講述了自己最近在瑞典于默奧大學的研究：一個新奇細菌免疫系統背后的機理。

　　“她說，‘你對CRISPR怎么看？’”作為一家生物公司管理者的Novak回憶道，“但我完全不知道她在說什么。”

　　CRISPR被稱作規律間隔成簇短回文重復序列，是在一些細菌基因組內存在的一系列成簇排列的DNA序列，它源于細菌及古細菌中的一種后天免疫系統。而這些重復序列和很多能夠侵入細菌的噬菌體的DNA序列相同。

　　長期以來，科學家只能通過物理和化學誘變、同源重組等方式對DNA進行編輯。但這些方法都不夠方便和精確。直到2012年，Charpentier和加州大學伯克利分校著名結構生物學家Jennifer Doudna合作，將CRISPR免疫系統變成一種能編輯基因的工具。隨著論文在《科學》雜志發表，科學家確認CRISPR-Cas9系統在體外實驗中能“定點”對DNA進行切割。

　　CRISPR技術具有成本低、易上手、效率高等優勢，使得對基因的修剪改造“平民化”，因此風靡整個生物學界，它又被形象地稱為“基因剪刀”。

　　爭奪ZL

　　同年11月，時任法國賽諾菲公司副主席的Novak與另一位老友、加拿大風投Shaun Foy討論了CRISPR的商業化潛力。最終，Novak、Foy和Charpentier開始與其他CRISPR研究一線人員商討公司創立事宜。

　　“據我所知，我們是第一個真正想嘗試聚集大家做些事的人。”現供職于德國馬普學會傳染生物學研究所的Charpentier說。當時，涉足該領域的人并不多，2012年僅有126篇有關CRISPR的論文發表，相比之下，去年則有2155篇。

　　在與Doudna進行討論后，他們又找到了另外兩位CRISPR研究“大牛”：哈佛大學的George Church和他的前博士后、供職于布羅德研究所的張鋒。張鋒團隊以真核生物為基礎開展廣泛的實驗，2013年初，他們在《科學》雜志上發表了關于在體外將CRISPR基因編輯這一精確切割方法應用于小鼠和人類細胞的論文。Doudna在幾周后，也發表了自己的獨立研究結果。

　　“我們的一個目標是簡化ZL申請過程。”Charpentier說。但統一該領域的嘗試最終失敗。

　　隨著基因魔剪商業價值的凸顯，技術ZL之戰拉開帷幕。兩家機構和Charpentier均聲稱自己擁有CRISPR-Cas9技術的ZL。

　　實際上，2012年年底，布羅德研究所就向美國ZL和商標局（USPTO）申請了快速追蹤審核通道。2014年4月，USPTO將CRISPR-Cas9技術的ZL頒發給布羅德研究所，而張鋒則是該ZL的發明者。ZL權限包括在真核細胞或者任何有細胞核的物種中使用CRISPR。這意味著張鋒擁有在除細菌之外的所有生物，包括老鼠、豬和人身上使用CRISPR的權利。

　　但同年，Doudna和Charpentier獲得了生命科學突破獎，她們關于CRISPR-Cas9開拓性的工作獲得了極大的認可。而張鋒卻沒有被列為共同發明人共享這一獎項。不過，張鋒在2016年與她們一同分享了加拿大蓋爾德納獎。

　　塵埃落定

　　之后，加州大學伯克利分校申請USPTO介入，表示Doudna和Charpentier是CRISPR技術的最早發現者，在CRISPR上的ZL申請與布羅德研究所已有ZL沖突，認為該研究所2014年的ZL無效。

　　他們認為，張鋒只是Doudna論文的跟進者之一，Doudna等人的研究涉及的范疇更廣泛，對這項技術的研發具有奠基意義。但張鋒一方表示，Doudna等人提出的是不同的ZL聲明，而他們首次將CRISPR運用到人類細胞中，從應用于原核細胞到真核細胞是一個“質”的跨越。

　　但實際上Doudna和Charpentier提交ZL申請的時間比張鋒早7個月。而張鋒被首先授予ZL最有可能的原因就是，申請了快速通道ZL——在他遞交申請短短6個月后授予了他知識產權。而且，為了證明自己是第一個在人體細胞中使用CRISPR-Cas的人，張鋒提供了實驗室筆記本快照，以此證明他在2012年年初就創建并運行了CRISPR-Cas系統。這早于Doudna等人提交ZL申請的時間，甚至也早于她們發布研究成果的時間。

　　于是，2016年1月，USPTO展開調查，并于2017年2月15日作出裁決。ZL審判和上訴委員會3名法官作出法庭裁決，認為布羅德研究所在2014年獲得的CRISPR的技術ZL權與加州大學伯克利分校提交的ZL申請是不同ZL，前者不受后者ZL申請影響。這認可了布羅德研究所擁有其開發的CRISPR基因編輯工具的ZL權。

　　瓜分疆土

　　而加州大學伯克利分校當天發表聲明稱，他們可能將繼續上訴。布羅德研究所則表示，法庭裁決確認了雙方申請的ZL不同，互不侵權。

　　據悉，Dougna則表示將繼續申請ZL，而且很可能會成功。其ZL將覆蓋所有的細胞，而張鋒的ZL只是覆蓋植物和動物細胞。

　　本次ZL糾紛不僅將決定名譽歸屬，其背后是巨大的商業利益。對于幾家希望用CRISPR進行疾病治療的公司來說，可謂是“幾家歡喜幾家愁”。裁決后，張鋒、Church和Doudna創立的、已經公開募股的Editas Medicine股價大漲。此外，Charpentier、Novak、Foy和哈佛大學的Chad Cowan成立了CRISPR Therapeutics公司。

　　這些公司雖然強調自己有獨特的發展路徑和商業策略，但它們也存在重疊部分。例如，CRISPR Therapeutics和Editas Medicine都將貧血癥和杜氏肌營養不良置于優先位置。但在布羅德研究所獲得ZL數周后，Doudna離開了Editas Medicine，之后創立了Intellia。

　　此外，Church表示，在哈佛大學Cowan和Kiran Musunuru研究組于2013年發文稱CRISPR遠優于現有基因編輯工具后，該領域吸引了大筆投資，孵化了許多新企業和新競爭對手。

　　例如，科學家商業化了轉錄激活樣效應因子核酸酶（TALEN）技術與鋅指核酸酶（ZFN）技術。這些嵌合核酸酶由兩部分組成—— 一個可編碼的序列特異性DNA結合模塊與一個非特異性的DNA切割結構域。通過誘導DNA雙鏈斷裂，刺激容易出錯的非同源末端連接或在特定基因所在的位置進行的同源定向修復，TALEN和ZFN能夠完成一系列遺傳學編輯修飾操作。

　　CRISPR技術也在不斷發展。去年，研究人員描述了酶Cas9的一種潛在替代者——來自土拉熱弗朗西絲菌的CRISPR結合蛋白Cpf1。Cpf1表現出雙重切割活性：不僅切割DNA，而且也切割RNA。這一發現提供了一種新的序列特異性基因組編輯方法，還可能便于一次對多種靶位點進行編輯，即多重編輯。

　　不過，“到目前為止，CRISPR只是另一把剪刀。”Church說。當然，CRISPR/Cas9系統也存在缺陷，例如，有可能在非目標位點進行酶切，從而導致脫靶，如此可能引發癌癥而非治愈癌癥。而且，傳統基因療法面對的許多難題也是CRISPR發展的障礙：基因編輯的細胞會死亡、病毒載體的遞送能力限制著基因編輯的效力。

　　ZFN技術先行者、猶他大學Dana Carroll則表示，沒有理由認為CRISPR將比其他應用技術更快成功。目前，尚不清楚在轉基因農作物和家畜方面，CRISPR是否將比其他基因編輯技術更有優勢。這將取決于政府管理者是否將豁免CRISPR編輯生物。