ES打靶和CRISPR/Cas9如何選擇？

近年隨著生物醫(yī)藥技術(shù)快速迭代，靶向藥物、免疫療法、基因治療等個性化治療方式成為生物藥創(chuàng)新的主要方向。國內(nèi)企業(yè)亦紛紛向生物藥領(lǐng)域挺進或轉(zhuǎn)型，生物藥市場愈發(fā)火熱。

其中，基因編輯嬰兒事件雖然近日被《科學(xué)》雜志列入2018年度十大科學(xué)突破的負面事件，但從一年前的專利之爭，到年底基因編輯公司Editas人類基因編輯的臨床試驗獲FDA批準可知，基因編輯技術(shù)的發(fā)展備受期待。

兩大技術(shù)PK

就藥物研發(fā)而言，目前基因編輯技術(shù)運用最為頻繁的莫過于動物模型的制備。

由于普通小鼠的免疫檢查點基因與對應(yīng)人類基因的同源性只有60%左右，一般作用于人源蛋白的抗體并不能識別小鼠體內(nèi)的蛋白，因此無法使用普通小鼠來進行抗體藥物的藥效評價，需要通過一定的技術(shù)把作為基因靶點的小鼠基因換成人的同源基因——即人源化小鼠來研究靶向藥物，讓小鼠表達人蛋白或抗體，用于開發(fā)新的治療手段和藥物。因此有行業(yè)人士預(yù)期，2019年，人源化動物模型的需求將繼續(xù)增加。

目前動物模型基因編輯技術(shù)大抵分為兩類：ES細胞打靶技術(shù)和CRISPR/Cas9技術(shù)。

其中，ES打靶是在小鼠胚胎干細胞（ES細胞）中進行DNA同源重組，將ES細胞重新注射到囊胚腔中形成嵌合胚胎，在假孕小鼠體內(nèi)發(fā)育成嵌合體小鼠。嵌合小鼠再與野生型小鼠交配，從而將ES細胞中的遺傳信息傳遞給后代小鼠。其優(yōu)點是精確基本無脫靶，可進行各種復(fù)雜的基因改造，是行業(yè)金標準；缺點是低效、耗時、費力、成本高昂，且只適用于小鼠。近年也有企業(yè)進行改良嘗試，賽業(yè)生物科技董事長韓藍青就告訴記者，目前其推出的ES打靶改進版TurboKnockout技術(shù)，已把構(gòu)建周期從一年縮短到半年乃至幾乎與CRISPR持平，成本也同步降低。

而目前最熱門也是應(yīng)用最為廣泛的CRISPR/Cas9系統(tǒng)，則是以Cas9蛋白以及向?qū)�RNA為核心組成。Cas9含有在氨基末端的RuvC和蛋白質(zhì)中部的HNH兩個活性位點，在crRNA成熟和雙鏈DNA剪切中發(fā)揮作用，可引起DNA雙鏈斷裂。當(dāng)DNA斷裂后，細胞核內(nèi)同時存在與損傷DNA同源的DNA片段，則可通過同源介導(dǎo)的雙鏈DNA修復(fù)在目的位點引入外源DNA片段，從而達到片段敲入或編輯的效果。其優(yōu)點是高效、快捷、簡便、成本便宜，且可用于不同物種；缺點是始終有不可預(yù)測和不可控的脫靶風(fēng)險，并且不適用于復(fù)雜的基因改造項目。

對于CRISPR技術(shù)，有研究者指出，目前的脫靶問題始終無法完全避免。“盡管通過全基因組脫靶風(fēng)險運算可以進行脫靶預(yù)測和一定程度的防范，但作嚴謹性非常高的科學(xué)研究，還是要回答脫靶的問題。”

此外，該研究者還提醒，CRISPR目前還存在知識產(chǎn)權(quán)糾紛問題，可能會對研究后續(xù)商業(yè)化造成不良影響。

資源庫可否降低成本？

尚在專利期的CRISPR技術(shù)需授權(quán)費用，而ES打靶無論時間成本還是費用均相對較高。因此，如何以更低的成本獲得優(yōu)質(zhì)的動物模型服務(wù)，成為不少研究機構(gòu)關(guān)注的問題。

韓藍青認為，由專業(yè)基因敲除模式動物商業(yè)技術(shù)平臺或相關(guān)機構(gòu)建資源庫，把部分服務(wù)產(chǎn)品化是一個不錯的考量。“不斷優(yōu)化的凍存技術(shù)能夠使動物的精子和胚胎的復(fù)蘇率和出生率進一步提升，并且具有理想的穩(wěn)定性，為基因敲除小鼠資源庫的構(gòu)建提供了穩(wěn)定的技術(shù)支持。”據(jù)記者了解，目前國內(nèi)多家模式動物供應(yīng)商均在自建資源庫。

而對于研究者而言，同樣的品系，定制動物模型所需費用也明顯要高于向商業(yè)機構(gòu)購買，在進行Me-too、Me-better藥物的研究尤其明顯。

除了國內(nèi)供應(yīng)商外，海外的模式動物定制和繁育服務(wù)商業(yè)機構(gòu)也瞄準了中國市場。韓藍青透露，2019年1月1日開始，賽業(yè)生物科技和Taconic Biosciences的戰(zhàn)略合作也將正式展開，“屆時將以聯(lián)盟的形式為全球生命科學(xué)和制藥業(yè)提供綜合性的模式動物定制及繁殖的一站式服務(wù)。賽業(yè)可以通過Taconic更便捷地把服務(wù)提供給歐美的各個機構(gòu)，Taconic通過賽業(yè)可以把他們4000多品系介紹給中國和亞太的研究人員。”

可以想見，隨著更多優(yōu)質(zhì)動物模型的產(chǎn)出，國內(nèi)生物醫(yī)藥研究加速的步伐將更為穩(wěn)健，并帶來更多新型生物藥面世。