CRISPR斩获诺贝尔化学奖！盘点CRISPR大神和他们的基因编辑企业

2020年10月7日，诺贝尔化学奖揭晓。法国生物化学家Emmanuelle Charpentier（埃马纽埃尔·卡彭蒂耶）、美国生物学家Jennifer Doudna（詹妮弗·杜德娜）因对新一代基因编辑技术CRISPR的贡献，摘得今年的奖项。

Charpentier生于1968年，现任马克思·普朗克生物感染研究所主任，同时是瑞典于默奥大学的访问教授。Doudna生于1964年，现任加州大学伯克利分校化学及化学工程系教授。

Doudna在夏威夷长大，就读于波莫纳学院和哈佛大学，后来在加州大学伯克利分校任教。Doudna是一位结构生物学家，主要关注RNA分子，对CRISPR产生兴趣是想用X射线衍射方法研究CRISPR的三维结构，看他们是怎样实现对病毒DNA分子的识别。

2011年春天，加州大学伯克利分校的Doudna教授前往波多黎各参加当年的美国微生物学会年会。会议期间另一位女科学家Charpentier找上了Doudna，Charpentier发现一种Cas蛋白，结合两段RNA分子，可以识别和切割NDA。在交流的过程中，Charpentier想要请教几个RNA的问题，这段交谈最终促使了CRISPR研究项目的诞生。

当时，CRISPR已经被多名科学家所发现，但是对其作用并不能完全了解。两位女性科学家在各自实验室开始合作，最终证明了CRISPR/Cas9系统能够作为新一代的基因编辑工具，于2012年在《科学》杂志上发表论文。相比原有的技术，可以将基因编辑的工作量一下子降低到原来的1/100左右。只是，早期的研究只是在细菌等原核细胞上进行的。

在意识到CRISPR/Cas9的魅力后，众多实验室开始跟进。2013年初，三个实验室相继证明CRISPR/Cas9系统，可以高效编辑人类基因组。除了Doudna团队之外，博德研究所的张锋和哈佛大学医学院的George Church相继发表论文，在真核细胞上实现了精准的基因编辑。张锋实验室甚至证明了可以一次性利用几段不同向导RNA来实现对基因组的多点精确手术操作，效率非常高。

哈佛大学医学院的George ChurchGeorge Church和博德研究所的张锋在TALEN蛋白的研究过程中，已经发挥过重要的作用，是基因编辑领域的重要推动者。张锋生于中国，在美国长大。2004年毕业于哈佛大学化学物理专业，2009年取得斯坦福大学化学与生物工程博士，2011年加入麻省理工学院。张锋是一位拥有开挂人生的中国男孩，2005年就曾参与开创了光遗传学领域。

张锋提交的实验记录显示，2011年，也就是Doudna认识Charpentier的那一年，他就着手研究CRISPR/Cas9技术。当年，张锋参加了博德研究所的一场会议，会上他听到一位发言者随口提到了细菌中的CRISPR免疫系统。张锋阅读了能找到的有关这个课题的所有资料。他尤其重视一位加拿大生物学家2010年的论文，其中提到Cas9蛋白质的特殊作用。2012年，实验成果就得到了验证。2013 年 1 月，张锋作为通讯作者，张锋的学生丛乐作为第一作者在《Science》发表论文，介绍如何将CRISPR基因编辑技术应用于动植物与人类的细胞之中。

另一位专家George Church早已是生物界的知名人士，大神级人物。Church于1986年加入哈佛医学院担任助理教授，是一位遗传学家、化学家，开创个人基因组学和合成生物学的专业领域而闻名。1984年，Church和Walter Gilbert发表了直接基因组测序方法，该文章中的一些策略现在仍应用在二代测序技术中。目前任美国哈佛大学遗传学教授，哈佛医学院基因组研究中心主任，也曾是张锋的博士后导师。2013年初，Church的CRISPR系统可用于人类细胞基因组编辑的论文也在《科学》杂志上发表。

各位科学家的研究成果曝光时间大致如上，但是，为什么随后会爆发了旷日持久的专利官司呢？加州大学的Doudna虽然最早公开了研究CRISPR/Cas9的研究成果，也随后在2012年5月申请了专利。但是博德研究所在2013年提交专利申请时，使用了快速通道，用70美元的额外申请费用，抢先拿下了CRISPR/Cas9的专利。

加州大学当然不能坐视这一拥有巨大商业价值的专利流失，随后的专利之争一直持续了好几年。美国专利发明遵循的是谁先发明谁获专利的规则，而不是按照谁先提交申请谁获专利。所以，双方开始举证自己的研究过程和研究资料。博德研究所这边的张锋也提交了上千页的材料证明，自己的研究是从2011年就开始了，早于2012年Doudna的论文曝光之前。

而且，博德研究所也提交了证明，Doudna的早期研究是在原核细胞中，她曾多次公开表示真核细胞的基因编辑存在难度。而张锋的论文是在真核细胞中进行，实现小鼠，甚至灵长类动物的基因编辑，同时专利申请的范围也是真核细胞，自己的发明是有创造性和创新性的，不是Doudna论文在实验室中的复现。

2017年2月，美国专利审判与上诉委员会宣布，由美国专利与商标局授予博德研究所的关于CRISPR编辑真核生物基因组的专利，并不干扰加州大学的相关专利。2018年9月份，美国联邦巡回上诉法院裁定，维持美国专利审判与上诉委员会的判决。博德研究所将继续拥有在真核生物中使用CRISPR基因编辑的知识产权，而这是该技术最有利可图的应用领域。

不过，在美国的专利判决，并不能代表其他地区的专利权属。全球有很多地方，包括欧洲和中国，将CRISPR的专利授予了加州大学伯克利分校。博德研究所的发言人表示，希望和加州大学加强合作，与加州大学达成协议解决专利纠纷，包括直接合作和通过专利池的方式。

围绕CRISPR专利的纠纷长达7年之久，这期间，双方的主要研究团队早就开始发挥CRISPR的商业价值，纷纷成立公司将其应用于商用领域。一开始，张锋及其盟友George Church希望能拉拢Doudna等人，在专利上进行合作。他们一起创办了Editas Medicine的公司，可惜没过多久，Doudna和张锋的专利大战爆发，Doudna离开了Editas，并创办了Intellia Therapeutics。这些公司将基因编辑技术应用于人类疾病的解决上，研发新的治疗方式，攻克人类未能解决的难题。

CRISPR技术获得诺贝尔奖已是众望所归，另一位相关科学家张锋和此次诺奖插肩而过，也很可惜。希望未来，CRISPR领域的科学家能够为解决更多的人类疾病问题，再次获得诺贝尔生理学或医学奖。

CRISPR基因编辑的商业化还处于早期

基因编辑的商业化应用，主要是通过对特定的缺陷基因进行编辑和修改，解决因基因导致的遗传性疾病，或者提高某种疾病的免疫力。专注于基因编辑的生物技术企业药物开发，多数还在试验阶段。

科学家首先需要确定和疾病相关的特定基因靶标。接下来，基因编辑疗法进入临床前试验，包括试管实验室研究或动物试验。如果临床前试验进展顺利，该公司申请美国食品药品管理局（FDA）或欧洲欧洲药品管理局（EMA）的监管批准，以开始人体临床试验。

由于基因编辑仍处于起步阶段，因此难以预测任何精确的市场增长数据。Research and Markets的一份报告称，到2025年，全球基因编辑市场将以17％的复合年增长率增长，达到107亿美元。另一方面，Grand View Research的观点则不那么乐观，估计到2025年全球基因编辑市场将达到81亿美元。

从长远来看，许多疾病都可以通过基因编辑疗法进行靶向治疗。此外，其他非遗传性疾病，包括某些类型的癌症，也可以使用基因编辑疗法进行治疗，这些疗法可以改变身体的免疫细胞以对抗疾病。所以，估计基因编辑所带来的市场机会，也可能远远高于我们前面说所的市场空间。

CRISPR科学家和他们的公司

CRISPR的专利之争，就是因为基因编辑未来拥有难以想象的市场空间，专利授权费用会为他们带来巨大的收益。这些专家除了在专利上产生了大量的诉讼官司，另一方面也没有停止技术的商业化开发。除了获取专利授权之外，尽快将技术商业化研发出基因治疗的相关药物，是将技术变现的另一种方式。

本文将对双方研发团队相关的主要公司业务、公司融资情况、公司研发管线进行梳理，看其在商业领域的基因编辑应用情况，以及公司的发展历程。我们从这几位科学家旗下，一共梳理出8家公司，可以看到不同团队的科学家之间，也有很多合作。

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Editas Medicine

成立时间：2013年

创始人：张锋、詹妮弗·Doudna（后退出）、刘如谦、George Church、 J. Keith Joung

公司阶段：2016年2月3日IPO上市

市值：17.76亿美元

从Editas Medicine公司的创始人可以看出来，这家公司汇聚了几乎所有CRISPR基因编辑领域的大神级人物。除了张锋、Doudna、刘如谦和Church之外，J. Keith Joung也是第一代基因编辑工具ZFN 锌指核酸酶编辑技术的领导者。只是在公司成立后不久，Doudna就退出了。

该公司的使命是将其基因组编辑技术转化为一种新的人类疾病治疗方法，可以从基因水平上去精确纠正导致疾病的原因。该公司已经提供了大量的专利申请，并且拥有基础基因组编辑技术的知识产权，这将使公司能够将早期发现转化为可行的人类治疗产品。

Editas在纳斯达克上市之前，一共获得了三次融资。第一次A轮融资在2013年完成，融资额为4300万美元，投资机构报告Third Rock Ventures、Polaris Partners、Partners Innovation Fund和Flagship Pioneering。

第二次融资是在2015年的5月，由Juno Therapeutics独家投资4700万美元。同时，Juno与Editas Medicine达成协议，利用后者的CRISPR技术，共同开发癌症免疫疗法CAR-T和TCR，这项合作总计将为Editas带来7.37亿美元的收益。

2015年8月，Editas获得1.2亿美元融资，投资者包括微软联合创始人比尔·盖茨、谷歌、Deerfield Management、Khosla Ventures等。

目前，Editas的基因治疗药品研发都还在早期阶段，主要关注遗传性眼病的基因治疗，治疗罕见遗传病，甚至让粮食增产。2018年1月，联合创始人刘如谦曾经在《Nutrue》发表CRISPR/Cas9编辑技术成功恢复人类遗传性耳聋小鼠模型的听力文章。

今年1月，Editas又在《Nature Medicine》上发表了一篇论文，公司开发的一种候选基因组编辑治疗剂——EDIT-101，可去除由CEP290基因中的IVS26突变产生的异常剪接供体，恢复正常的CEP290表达，从而治疗由CEP290基因突变引起的“Leber先天性黑蒙10型”（LCA10）严重视网膜营养不良。

EDIT-101是Editas在2017年和艾尔建合作的药物，并获得了艾尔建2500万美元的里程碑付款。2018年12月1日，FDA已接受该公司为EDIT-101递交的IND申请，允许开展使用CRISPR基因编辑手段治疗Leber先天性黑朦10型（LCA10）患者的临床试验。Editas已经在2020年3月完成首例患者给药，EDIT-101成为第一个在体内编辑为患者使用的CRISPR药物。

Editas很快进入临床测试的另一个项目是针对β地中海贫血和SCD的CRISPR疗法。虽然CRISPR Therapeutics在这一领域比Editas有了先机，但Editas认为其基因编辑方法比其竞争对手更好，因为它更有效地保持了造血干细胞的功能。EDIT-301作为基因编辑细胞疗法的候选产品获得美国FDA授予罕见儿科疾病（RPD）认定，目前EDIT-301正在被开发用于治疗镰状细胞病。

Editas和Juno开发的CAR-T和T细胞受体（TCR）疗法，这项研究仍处于早期阶段，尚未公布有关临床试验的计划。

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Beam Therapeutics

成立时间：2017年

创始人：张锋、刘如谦、J. Keith Joung、John Evans

公司阶段：IPO上市

市值：15.02亿美元

2017年成立的Beam Therapeutics的创始团队和Editas相比，张锋、刘如谦、J. Keith Joung都在，另外加入的John Evans之前曾担任Agios的投资经理。Beam Therapeutics致力于利用基因编辑技术，对DNA和RNA中的单个碱基对进行精确编辑，治疗遗传疾病。

与遗传疾病相关的基因错误，一半以上是由构成基因组的数十亿个碱基中的单个碱基变化引起的。目前，Beam Therapeutics的基因技术能够对基因中的单个碱基A、G、C、T进行编辑，对特定基因进行敲除或加入，但不会切割DNA或RNA链。Beam Therapeutics的基因编辑新技术有助于预防和治愈遗传疾病。

在此之前，Beam Therapeutics于2018年5月14日获得8700万美元A轮融资。2019年3月6日， Beam Therapeutics完成1.35亿美元B轮融资，此轮融资新投资者包括Redmile Group、LLC、Cormorant Asset Management、谷歌GV、Altitude Life Science Ventures以及其他未披露的投资者。现有投资者F-Prime Capital和ARCH Venture Partners也参与了此轮融资。2020年2月6日，Beam在纳斯达克上市。

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Arbor Biotechnologies

成立时间：2016年

创始人：David Scott，David Walt，张锋，Winston Yan

公司阶段：未知轮次

总融资额：1560万美元

相对张锋参与创建的另外两家公司来说，Arbor Biotechnologies的名气没有这么大，相关的新闻非常少，一开始也是在美国证监会的文件中曝光出来了这家公司的相关信息。创始人David Scott、Winston Yan都是张锋的博士生。在一篇访谈中，两位创始人谈到了在张锋实验室的工作和学习经历，张锋实验室是一个充满活力、创造力和知识自由的地方。2017年6月，ARCH Venture Partners、Faridan Ventures等投资机构就完成了对Arbor Biotechnologies的1560万美元A轮投资。

从介绍来看，Arbor公司的想法是想打造一个全新的蛋白质生物发现平台，将人工智能、基因组测序、基因合成以及高通量筛选技术融合到了一起，深度挖掘多肽及蛋白质的自然遗传多样性，以求寻找到全新分子，用于改善人类健康。

但是实际上，该公司的首个成果亮相也和CRISPR相关。Arbor Biotechnologies的共同创始人利用这一平台，发现了Cas13d蛋白，它虽然属于Cas13家族，但比其他成员的体积都要来得更小，这让它在实际应用上有着更大的潜力。研究人员们表明，它有望用于RNA的调控，以及高灵敏性的诊断。今年1月，Vertex福泰制药公司还与Arbor Biotechnologies达成合作协议，开发新的CRISPR内切核酸酶来推动基因编辑疗法的研发，用以开发囊性纤维化和其他四种遗传疾病新的基因编辑疗法。

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Sherlock Biosciences

成立时间：2018年

创始人：张锋、Jim Collins

公司阶段：A轮

融资金额：3500万美元

Sherlock Biosciences公司刚刚成立，并获得了3500万的融资。2017年4月，CRISPR技术先驱张锋团队在一篇论文中首次提到SHERLOCK，它是一种基于CRISPR的快速、便宜、高灵敏性的诊断工具。Sherlock Biosciences的一项关键技术就是SHERLOCK，且已得到麻省理工学院和哈佛大学博德研究所的授权。张锋教授也是Sherlock Biosciences公司的联合创始人并担任科学顾问委员主席。

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Caribou Biosciences

成立时间：2011年

创始人：James Berger，Jennifer A. Doudna，Martin Jinek，Rachel E. Haurwitz

公司阶段：B轮

融资总额：7460万美元

Caribou Biosciences驯鹿生物成立于2011年，目的是收集加州大学伯克利分校Doudna实验室所生成的CRISPR/Cas9知识产权。Caribou一直致力于对Doudna的知识产权进行商业授权，并将其作为研发工具包销售给其他企业，用于人类和动物医学、农业和工业流程各种用途。

Doudna是Caribou的两位科学顾问之一 ； 另一位是Doudna实验室的前成员，2012年那篇CRISPR开创性论文的共同作者，与Doudna和Charpentier合作的Martin Jinek。Caribou公司还帮助创建了另一家CRISPR基因编辑公司Intellia Therapeutics。Caribou在IPO之前，一共完成了四次融资，两次A轮融资和两次B轮融资，总融资金额7460万美元。

但是，Caribou也试图转型，从“平台”公司——一个帮助其他公司开发药品和其他产品的技术平台到产品公司进行转变。这也是大量生物技术公司试图进入制药业的转型，旨在实现利润更高但风险也更大的业务。

近期，在旧金山加利福尼亚大学的讲话中，公司创始人Doudna对Caribou的转变提出了一个时间表：近期完成一个IND，在18个月内开始临床试验。

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Intellia Therapeutics

成立时间：2014年

创始人：Andy May、Derrick Rossi、Erik Sontheimer、Jennifer A. Doudna、Luciano Marraffini、Nessan Bermingham、Rachel E. Haurwitz、Rodolphe Barrangou

公司阶段：2016年5月6日IPO上市

市值：7.56亿美元

Intellia Therapeutics拥有Caribou Biosciences的CRISPR知识产权许可，Doudna为联合创始人。Intellia Therapeutics主要关注基因编辑应用于疾病的治疗。严格意义上讲，Intellia其实是由Caribou Biosciences和 Atlas Venture共同成立。Caribou Biosciences将其技术授权给了Intellia，使之成为人类治疗技术应用的独家授权者。另外，诺华还接受了Intellia为期5年的非独家CRISPR技术体内治疗使用权。

Atlas Venture和诺华在Intellia Therapeutics公司的A轮融资中投入了1500万美元。在2015年，Intellia获得了8家机构共7000万美元的B轮融资。随后，在2016年5月6日，Intellia在纳斯达克IPO上市，目前市值7.56亿美元。

Caribou授权将该CRISPR/Cas9技术许可Intellia对于人类的治疗用途。但是在去年10月31日的一份监管文件中，Intellia透露它已经在两周前与Caribou发生了仲裁，声称Caribou违反了2014年的许可协议。两家公司在专利许可上发生了矛盾，Intellia 已经将Caribou列为其基因编辑竞争者之一。

在Intellia的研发管线中，主要关注体内疗法的疾病有，转甲状腺素蛋白淀粉样变性、α1-抗胰蛋白酶缺乏症和乙肝病毒，体外疗法主要是血液干细胞移植和CAR-T等。目前都还在早期研发中，而和诺华合作的CAR-T项目没有公开现在的研发阶段。

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Mammoth Biosciences

成立时间：2017年6月

创始人：Ashley Tehranchi，Janice Chen，Jennifer A. Doudna，LuCas Harrington，Trevor Martin

公司阶段：A轮

融资总额：2460万美元

Mammoth Biosciences猛犸象生物成立于2017年6月，它不是一家用CRISPR基因编辑技术用于治疗或药物开发，而是用于医学诊断问题。其目标是创建一种即时诊断工具，可以检测多种疾病，供医院和家中使用。Mammoth在2018年4月推出了Doudna实验室授权的CRISPR技术的产品。

Mammoth正在开发一个平台，可以使用不同的酶检测任何含有DNA或RNA的生物标记：Cas12和Cas13。就在3月18日的新闻中，该公司通过加州大学伯克利分校获得一种新的CRISPR酶Cas14增加到其“CRISPR检测盒”中。该公司的创始人认为，每种CRISPR Cas蛋白在各种应用中都具有不同的优势，可以针对不同的疾病，Cas14在传染病、肿瘤学和基因突变方面特别有用。

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CRISPR Therapeutics

成立时间：2013年

创始人：Chad Cowan，Craig Mello，Daniel Anderson，Emmanuelle Charpentier，Matthew Porteus，Rodger Novak，Shaun Foy

公司阶段：2016年10月19日IPO

市值：61.55亿美元

CRISPR Therapeutics的名字很直接体现了其业务是CRISPR基因编辑，他的创始人中包含了Charpentier。CRISPR Therapeutics致力于利用其专利CRISPR/Cas9基因编辑平台开发革命性药物，公司的专利授权也来自加州大学伯克利分校。

CRISPR Therapeutics在2019年2月宣布，已经应用CRISPR基因编辑技术在临床试验中用于首例人类治疗，这是实现基因编辑技术真正用于疾病治疗的一个里程碑式的进展。

据CRISPR Therapeutics和合作伙伴Vertex Pharmaceuticals Inc透露，这项临床试验对象是一名地中海贫血患者。他们在采集病人血细胞后，在体外利用CRISPR/Cas9技术编辑DNA，然后再通过干细胞移植放回病人体内。CRISPR Therapeutics还针对镰状细胞疾病开发基因编辑的治疗方法，首次治疗有望在年中完成。

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eGenesis

成立时间：2014年

创始人：George Church、杨璐菡

公司阶段：B轮

融资金额：1.4亿美元

eGenesis由哈佛大学遗传学教父George Church和学生华人科学家杨璐菡于2014年共同创立，专注于将基于基因编辑的异种移植技术运用到临床医疗中。

2017年3月， eGenesis宣布获得3800万美元的A轮融资。本轮融资有由Biomatics资本和ARCH Venture领投，同时参与投资的还有Khosla Ventures、Alta集团、Alexandria Venture、北美Berggruen控股 、Uprising以及Fan Ventures。此外， Daniel S. Lynch将加入eGenesis同时出任执行主席。2019年11月7日，eGenesis宣布获得1亿美元B轮融资。本轮融资由费森尤斯医疗风险投资公司（FMCV）牵头，拜耳Leaps（Leaps by Bayer）、Wellington Partners，及该公司的现有投资者Arch Venture Partners、Biomatics Capital、Alta Partners和Khosla Ventures参与了此次融资。

eGenesis利用自身的CRISPR基因编辑平台，可将人体健康的细胞或组织器官移植到猪身上进行培养。目前该技术还处于早期阶段。

“尽管目前技术上还存在一定挑战，但我们相信通过我们的技术能够帮助需要器官移植的患者摆脱死亡威胁。”首席科学家兼联合创始人杨璐菡表示。“融资后，我们将继续技术研究。我们希望通过我们的技术，能够为需要器官移植的患者带来新的希望，利用安全而有效的方法，能够将异种移植技术带到医疗实际应用中。”