市場(chǎng)空間超2千億，引爆細(xì)胞治療、基因治療、再生醫(yī)學(xué)、合成生物學(xué)多個(gè)領(lǐng)域，基因編輯技術(shù)如何顛覆醫(yī)療？

復(fù)制、剪切、粘貼，生命的字符就是如此樸實(shí)無(wú)華。

在實(shí)現(xiàn)基因的“讀”之后，對(duì)遺傳密碼的“寫(xiě)”成為基因組學(xué)研究的下一個(gè)方向。早在1996年，第一代技術(shù)ZEN就為人們打開(kāi)了基因編輯的大門(mén)，然而包括TALEN在內(nèi)的前兩代技術(shù)都沒(méi)有辦法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)編輯、解決脫靶問(wèn)題，直到CRESPR技術(shù)的出現(xiàn)。 

2014年，加州大學(xué)伯克利分校、哈佛大學(xué)、麻省理工大學(xué)的科學(xué)家們創(chuàng)造了CRESPR技術(shù)。該技術(shù)的誕生改寫(xiě)了科學(xué)家們對(duì)遺傳工程的理解，使得基因的編輯成為了輕松且精確的事情。

在這之后，基因編輯就成為了一把精準(zhǔn)“魔剪”，CRESPR技術(shù)也一躍成為成為全球領(lǐng)域的投資熱點(diǎn)，不僅吸引了Jennifer Doudna、Emmanuelle Charpentier、Geroge Church 、張鋒等技術(shù)大牛進(jìn)行創(chuàng)業(yè)，同時(shí)也讓輝瑞、諾華等跨國(guó)藥企爭(zhēng)相布局，蓋茨基金會(huì)、谷歌風(fēng)投、ARCH Venture等全球一流投資機(jī)構(gòu)更是持續(xù)重倉(cāng)。

如果遺傳物質(zhì)比作一本書(shū)，那么基因編輯就是書(shū)中對(duì)一個(gè)個(gè)文字，基因編輯就是修改里面對(duì)某個(gè)字、某句話，甚至整段話。在這項(xiàng)技術(shù)對(duì)推動(dòng)下，基于基因編輯對(duì)各項(xiàng)應(yīng)用研究得以飛速發(fā)展，研究方向覆蓋醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、海洋等領(lǐng)域。2021年，Allied Market Research曾指出全球基因編輯產(chǎn)業(yè)規(guī)模將在2030年將超過(guò)360億美元，約合人民幣2448億元。

在醫(yī)療領(lǐng)域，包括但不限于細(xì)胞治療、基因治療、再生醫(yī)學(xué)、異種移植、合成生物學(xué)等等，針對(duì)腫瘤免疫、眼科疾病、器官衰竭的顛覆性療法出現(xiàn)。每一個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，都是近些年全球醫(yī)療投資的熱門(mén)風(fēng)向。

談及基因編輯在醫(yī)療中的應(yīng)用，首先想到的自然是癌癥的治療。比如2018年，諾華和賓夕法尼亞大學(xué)團(tuán)隊(duì)利用嵌合抗原受體T細(xì)胞免疫療法（CAR-T）成功治愈一名患有白血病的女孩Emily。

這一類(lèi)通過(guò)基因編輯手段，對(duì)人體免疫細(xì)胞進(jìn)行改造和增強(qiáng)對(duì)方法叫做細(xì)胞免疫療法。其治療過(guò)程大致是從人體內(nèi)分理處具有活力的免疫細(xì)胞，在體外進(jìn)行改造（或不改造）和擴(kuò)增后在回輸?shù)讲∪梭w內(nèi)。這些回輸?shù)募?xì)胞具備更強(qiáng)的免疫力，能夠給予癌細(xì)胞更強(qiáng)的打擊，從而達(dá)到疾病治療的目的。除了前文提到的CAR-T細(xì)胞，類(lèi)似的還有TIL細(xì)胞治療、TCR-T細(xì)胞治療、CAR-NK細(xì)胞治療等選擇。

作為國(guó)際上研究最為火熱的腫瘤免疫治療方法， CAR-T療法在白血病、淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤的治療中展現(xiàn)出驚艷的治療效果。目前全球一共有8款CAR-T治療產(chǎn)品上市，這些產(chǎn)品主要針對(duì)CD19和BCMA兩個(gè)靶點(diǎn)。此外，全球范圍內(nèi)等一眾公司也在積極探索CD123、CD33等新靶點(diǎn)，對(duì)應(yīng)等研發(fā)管線也在迅速擴(kuò)張，目前全球已經(jīng)有多家公司等實(shí)體瘤項(xiàng)目推進(jìn)到臨床晚期階段。

通過(guò)篩選和鑒定能夠特異性結(jié)合靶點(diǎn)抗原的TCR序列，采用基因工程手段將其轉(zhuǎn)入到患者外周血來(lái)源的 T 細(xì)胞中( 或異源 T 細(xì)胞) ，再將改造后的T細(xì)胞回輸至患者體內(nèi)，使其特異性識(shí)別和殺傷表達(dá)抗原的腫瘤細(xì)胞，從而達(dá)到治療腫瘤的目的。

目前基于TCR-T的實(shí)體瘤研究包括肝癌、卵巢癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤、肺癌和間皮瘤等。

目前全球范圍內(nèi)獲批上市的TCR-T 細(xì)胞療法僅一款，即Immunocore公司研發(fā)的免疫療法Kimmtrak，該療法被批準(zhǔn)用于HLA-A*02:01 陽(yáng)性的無(wú)法切除或轉(zhuǎn)移性葡萄膜黑色素瘤（mUM）成人患者。此外，Adaptimmune、TCR2 Therapeutics等公司也備受關(guān)注。

在腫瘤組織內(nèi)浸潤(rùn)了大量 T細(xì)胞，這些細(xì)胞中存在部分針對(duì)腫瘤特異性抗原的T細(xì)胞，是能夠深入腫瘤組織內(nèi)部殺傷腫瘤的免疫細(xì)胞?；谶@一特性，TIL 療法將腫瘤組織中的 T 細(xì)胞分離出，在體外進(jìn)行刺激擴(kuò)增后，回輸?shù)交颊唧w內(nèi)，從而擴(kuò)大免疫應(yīng)答，治療原發(fā)或繼發(fā)腫瘤。

與其他細(xì)胞免疫治療不同，TIL 療法不需要對(duì)免疫細(xì)胞進(jìn)行改造。新一代TIL療法增加了定向篩選過(guò)程，確保只擴(kuò)增識(shí)別腫瘤細(xì)胞的免疫細(xì)胞。TIL不僅分離出的免疫細(xì)胞更對(duì)口，而且擴(kuò)增的時(shí)候會(huì)再篩選，確保只留下針對(duì)癌癥的免疫細(xì)胞。

TIL療法目前主要作為二線治療進(jìn)行臨床試驗(yàn)。其中，Iovance Biotherapeutics的LN-145處于臨床II期階段，該產(chǎn)品在2019年被FDA授予突破性療法，用于治療復(fù)發(fā)性轉(zhuǎn)移性或持續(xù)性宮頸癌。這一領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)亦生機(jī)勃勃。

目前大部分細(xì)胞治療產(chǎn)品都是利用患者自身細(xì)胞來(lái)進(jìn)行改造和擴(kuò)增，屬于個(gè)體化產(chǎn)品。然而患者之間存在個(gè)體差異，定制細(xì)胞是一個(gè)昂貴且耗時(shí)的過(guò)程。因此，為了提高靈活性，科學(xué)家和產(chǎn)業(yè)界一致的解決方案是探索通用型細(xì)胞治療產(chǎn)品。CAR-NK細(xì)胞治療產(chǎn)品在實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)上的潛力也讓它成為CAR-T細(xì)胞治療大勢(shì)初定后，各家爭(zhēng)奪的新賽道。

不過(guò)，CAR-NK走向更大規(guī)模的應(yīng)用還有幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)需要攻克。比如NK細(xì)胞體外擴(kuò)增培養(yǎng)比較困難，需要摸索合適的培養(yǎng)條件。同時(shí)，現(xiàn)有的CAR設(shè)計(jì)是從CAR-T療法延用而來(lái)，針對(duì)NK細(xì)胞的CAR還需要開(kāi)發(fā)。另外NK 細(xì)胞對(duì)凍融過(guò)程敏感以及對(duì)基因工程的抗性也是需要關(guān)注和解決。這些問(wèn)題的突破或?qū)⒒贜K細(xì)胞優(yōu)秀的抗腫瘤血統(tǒng)，為在CAR修飾的武裝下為腫瘤治療帶來(lái)新的突破。

遺傳疾病在某一種程度上也被成為基因病，大多說(shuō)遺傳學(xué)疾病來(lái)自繁衍過(guò)程中，DNA的延續(xù)。針對(duì)遺傳疾病治療主要包括了人類(lèi)生殖系統(tǒng)的基因編輯和體細(xì)胞基因編輯。

其中，針對(duì)人類(lèi)生殖系統(tǒng)的基因編輯存在較多爭(zhēng)議，這種改造影響的不僅僅是單獨(dú)個(gè)體，這些改變可能隨著個(gè)體的繁衍代相傳，改變?nèi)祟?lèi)的遺傳軌道。

（目前，針對(duì)生殖系統(tǒng)的基因編輯研究主要針對(duì)嚴(yán)重遺傳病，如囊腫性纖維化、亨廷頓舞蹈癥或者戴薩克斯癥。這些遺傳病都會(huì)造成使人衰弱的癥狀，預(yù)后情況都很不理想，而且都是由單基因突變導(dǎo)致的。或許在一個(gè)基因編輯安全有效的時(shí)代，這些疾病完全可以預(yù)防。）

這里我們著重談針對(duì)的體細(xì)胞基因編輯研究?；蚓庉嬆壳耙呀?jīng)能夠進(jìn)行高頻率的基因修正，因此理論上可以應(yīng)用于造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的數(shù)百種遺傳?。ㄈ珑牋罴?xì)胞病、X連鎖重癥聯(lián)合免疫缺陷和X連鎖慢性肉芽腫?。?。

當(dāng)前，基于基因編輯技術(shù)的基因治療主要包括體外編輯回輸體內(nèi)和體內(nèi)編輯兩類(lèi)。

與傳統(tǒng)基因治療方法相比，基因編輯技術(shù)能在基因組水平上對(duì)DNA序列進(jìn)行改造，從而修復(fù)遺傳缺陷或者改變細(xì)胞功能，使得徹底治愈白血病、艾滋病和血友病等惡性疾病成為可能。目前，基因編輯在基因治療中的應(yīng)用主要聚焦單基因疾病和眼科疾病。

單基因遺傳病是指受一對(duì)等位基因控制的遺傳病，如beta-地中海貧血癥、杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良(ＤＭＤ)、血友病等。針對(duì)單基因疾病的基因治療，是通過(guò)將正?；虻谷霃浹a(bǔ)缺陷基因。

傳統(tǒng)技術(shù)手段通常采用病毒載體實(shí)現(xiàn)基因?qū)耄M管病毒載體可以將所需的目的基因整合到基因組，持久表達(dá)以替代缺陷基因，仍存在較多安全性問(wèn)題?；蛑委熝芯咳匀恍枰邆涮禺愋院透咝迯?fù)能力的工具。CRISPR基因編輯技術(shù)的出現(xiàn)猶如雪中送炭（當(dāng)然，這里還有誘導(dǎo)多能干細(xì)胞發(fā)揮的價(jià)值）。

眼球體積較小，需要的治療載體較少。并缺，眼部區(qū)域具有免疫赦免，這既可避免外源性物質(zhì)引起的炎癥和免疫反應(yīng)。由于眼球獨(dú)特的生理構(gòu)造，基于基因編輯的基因療法在眼科疾病治療上具有明顯優(yōu)勢(shì)。

多種嚴(yán)重的眼科疾病與基因突變存在密切聯(lián)系，因此，眼科疾病的治療對(duì)基因編輯療法具有強(qiáng)烈對(duì)市場(chǎng)需求。這為基因編輯療在眼科疾病治療中對(duì)率先應(yīng)用創(chuàng)造了條件。目前，針對(duì)10型Leber先天性黑矇產(chǎn)品已經(jīng)上市。

基因治療藥物通過(guò)兩種方式發(fā)揮作用，一個(gè)是導(dǎo)入外源基因，一個(gè)是抑制內(nèi)源基因，隨著CRISPR基因編輯技術(shù)發(fā)發(fā)展和成熟，直接修復(fù)基因的基因編輯療法，將為基因治療帶來(lái)全新的局面。

再生醫(yī)學(xué)是根據(jù)組織的結(jié)構(gòu)與功能,修復(fù)治療受損組織器官的一門(mén)學(xué)科，其產(chǎn)生只在緩解器官不可逆損傷和移植組織器官緊缺的問(wèn)題，并為疾病對(duì)治療提供了新的思路。

再生醫(yī)學(xué)研究中，穩(wěn)定的細(xì)胞因子表達(dá)是組織器官再生的一個(gè)關(guān)鍵因素。目前，這一問(wèn)題的解決方案是基因治療，通過(guò)基因治療產(chǎn)生種子細(xì)胞，從而持續(xù)穩(wěn)定的分泌再生所需要的細(xì)胞因子，提供穩(wěn)定的局部環(huán)境，最終實(shí)現(xiàn)組織修復(fù)效率的提高。

這是目前針對(duì)因細(xì)胞不可逆損傷而導(dǎo)致疾病的一種具有前景的治療方案，具體的應(yīng)用方向包括肝臟細(xì)胞、心肌細(xì)胞的修復(fù)。由于免疫排斥發(fā)生概率低、分化型號(hào)，且沒(méi)有倫理問(wèn)題，基于誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（Induced pluripotent stem cells，iPSCs）的再生醫(yī)學(xué)研究被市場(chǎng)看好。

誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞最初是日本科學(xué)家山中伸彌（Shinya Yamanaka）于2006年利用病毒載體將四個(gè)轉(zhuǎn)錄因子（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）的組合轉(zhuǎn)入分化的體細(xì)胞中，使其重編程而得到的類(lèi)似胚胎干細(xì)胞和胚胎APSC多能細(xì)胞的一種細(xì)胞類(lèi)型。隨后世界各地不同科學(xué)家陸續(xù)發(fā)現(xiàn)其它方法同樣也可以制造這種細(xì)胞。

2012年10月8日，John B. Gurdon 與 Shinya Yamanaka 兩位科學(xué)家因此獲得諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

iPS細(xì)胞的出現(xiàn)，在干細(xì)胞研究領(lǐng)域、表觀遺傳學(xué)研究領(lǐng)域以及生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域都引起了強(qiáng)烈的反響。在基礎(chǔ)研究方面，它的出現(xiàn)，讓人們對(duì)多能性的調(diào)控機(jī)制有了突破性的新認(rèn)識(shí)。

此外，iPS細(xì)胞在神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病等方面的作用也日益呈現(xiàn)，iPS細(xì)胞在體外已成功地被分化為神經(jīng)元細(xì)胞、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、心血管細(xì)胞和原始生殖細(xì)胞等。在臨床疾病治療中具有巨大應(yīng)用價(jià)值。

隨著iPSC技術(shù)臨床應(yīng)用的逐步落地，日本作為iPSC的發(fā)源地快速推進(jìn)了一系列由研究者發(fā)起的臨床試驗(yàn)。而在iPSC療法的商業(yè)化方面，美國(guó)目前則處于前列，多家企業(yè)均有產(chǎn)品進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。

其中，來(lái)自美國(guó)的Fate Therapeutics是全球iPSC細(xì)胞免疫治療的領(lǐng)頭羊。這家公司成立于2007年，并2013年于美國(guó)納斯達(dá)克上市（NASDAQ：FATE）。

在其上市的前七年，公司股價(jià)表現(xiàn)一直不溫不火，2020年3月還曾陷入股價(jià)不足20美元的低谷期?？呻S后的不到一年時(shí)間中，F(xiàn)ate的股價(jià)持續(xù)上長(zhǎng)，2021年1月14日Fate迎來(lái)了其股價(jià)的最高峰121.16美元，巔峰時(shí)期市值超過(guò)100億美元。

國(guó)內(nèi)，啟函生物、霍德生物、艾爾普再生醫(yī)學(xué)、士澤生物等，較快的產(chǎn)品已經(jīng)逼近臨床，并且各自的應(yīng)用場(chǎng)景各有側(cè)重，分別覆蓋幾個(gè)關(guān)鍵性的治療領(lǐng)域。

在iPSC賽道上，國(guó)內(nèi)外企業(yè)幾乎沒(méi)有太大差距。

再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域另一發(fā)展路線則是異種移植。

當(dāng)人體當(dāng)某種器官遭受?chē)?yán)重病變，器官移植往往是唯一延續(xù)生命的辦法。但器官但合法來(lái)源只能依靠志愿者捐贈(zèng)。全世界大約只有不到10%但患者能等到合適的器官，他們中的90%都只能在排隊(duì)等候的過(guò)程中絕望而逝。

幾十年前，有科學(xué)家提出了動(dòng)物器官移植的假設(shè)，以此來(lái)克服供體緊缺的問(wèn)題。由于器官組織結(jié)構(gòu)、生理功能和大小與人類(lèi)器官相近，豬被視為器官移植供體的最佳動(dòng)物之一。

但物種之間存在超急性排斥反應(yīng)，如果直接將動(dòng)物器官進(jìn)行人體移植，患者勢(shì)必會(huì)因超急性免疫反應(yīng)死亡。

超急性排斥反應(yīng)是物種保持種系延續(xù)的天然防御機(jī)制。數(shù)十年間，科學(xué)家們嘗試研究一些藥物來(lái)控制這一反應(yīng)，但都沒(méi)有取得成功?；蚪M學(xué)都發(fā)展使得人們能夠從分子層面認(rèn)識(shí)免疫排斥反應(yīng)的發(fā)生，也為人們提供了解決異種移植免疫排斥反應(yīng)的另一種思路。

豬的器官可能攜帶多種對(duì)人類(lèi)致病對(duì)致病基因，且靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物體內(nèi)存在對(duì)一些抗體會(huì)對(duì)豬器官的某些蛋白進(jìn)行攻擊，從而導(dǎo)致免疫排斥反應(yīng)。這兩點(diǎn)是目前豬器官異種移植的技術(shù)障礙，如果從基因?qū)用鎸?duì)這些致病基因和蛋白的表達(dá)基因進(jìn)行剪切和修飾，是否實(shí)現(xiàn)安全且有效的異種移植？

然而豬體內(nèi)約有100,000個(gè)基因，要在這些基因中尋找到需要的片段且精準(zhǔn)編輯，則需要強(qiáng)大的基因編輯手段加持。無(wú)疑，CRISPR技術(shù)的出現(xiàn)再次讓理想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。

2022年1月7日，美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院完成全球首例轉(zhuǎn)基因豬心臟移植手術(shù)，患者大衛(wèi)·貝內(nèi)特術(shù)后三天情況良好，實(shí)現(xiàn)由豬心臟泵血。貝內(nèi)特在接受移植手術(shù)前已不支持人源心臟移植，于是手術(shù)得到了美國(guó)FDA的緊急授權(quán)。

貝內(nèi)特在2022年3月9日去世，盡管只延長(zhǎng)了2個(gè)月的壽命，但在術(shù)后幾周內(nèi)，移植心臟都運(yùn)轉(zhuǎn)良好，沒(méi)有出現(xiàn)排斥反應(yīng)，他在臨床前幾個(gè)小時(shí)仍能與家人交流。

目前，馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)中心尚未公布患者死因。但這一例手術(shù)證實(shí)了經(jīng)過(guò)基因編輯的動(dòng)物心臟在人體內(nèi)可以正常運(yùn)作，不會(huì)立即發(fā)生排異反應(yīng)。對(duì)異種移植領(lǐng)域而言，這是劃時(shí)代的醫(yī)學(xué)進(jìn)步。

除了心臟移植外，全球領(lǐng)域還有多項(xiàng)針對(duì)豬器官異種移植展開(kāi)的研究和試驗(yàn)，主要研究方向包括胰島、肝臟、腎臟異種移植。

合成生物學(xué)這一概念由波蘭科學(xué)家W. Szybalski于1978年首次公開(kāi)提出，它是將生物科學(xué)與工程學(xué)相結(jié)合的學(xué)科。

20世紀(jì)90年代，基因組學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)逐漸興起，為合成生物學(xué)的誕生奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。21世紀(jì)初，科學(xué)家們嘗試在現(xiàn)代生物學(xué)與系統(tǒng)生物學(xué)的基礎(chǔ)上引入工程學(xué)思想和策略，誕生了學(xué)科高度交叉的合成生物學(xué)，成為近年來(lái)發(fā)展最為迅猛的新興前沿交叉學(xué)科之一。

合成生物技術(shù)是綜合了科學(xué)與工程的一項(xiàng)嶄新的生物技術(shù)，借助生命體高效的代謝系統(tǒng)，通過(guò)基因編輯技術(shù)改造生命體以設(shè)計(jì)合成，使得在生物體內(nèi)定向、高效組裝物質(zhì)和材料逐步成為可能，該技術(shù)應(yīng)用于生物材料、生物燃料、生物醫(yī)藥等多個(gè)領(lǐng)域。

生物合成法通常通過(guò)對(duì)現(xiàn)有生物系統(tǒng)的改造，或者從頭人工合成基因組并重構(gòu)生命體的方式來(lái)得到新的代謝途徑，并通過(guò)這個(gè)新的代謝途徑來(lái)得到新的代謝產(chǎn)物。

從理論上看，通過(guò)生物合成技術(shù)可以合成絕大多俗化合物，甚至還可以合成傳統(tǒng)化工法不能合成的新材料。在醫(yī)療領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)被用于獲得醫(yī)藥原材料、催化劑、中間體等。

在這個(gè)場(chǎng)景中，大麻素是全球領(lǐng)域的合成熱點(diǎn)。全球約有40家從事生物合成大麻素的企業(yè)，根據(jù)大麻市場(chǎng)研究公司New Frontier Data的一項(xiàng)新分析，全球大麻消費(fèi)市場(chǎng)價(jià)值3440億美元。

大麻素市場(chǎng)增長(zhǎng)的一個(gè)關(guān)鍵原因在于大麻素的其他價(jià)值（例如醫(yī)用價(jià)值）正在越來(lái)越多被應(yīng)用，而以發(fā)酵合成生物學(xué)方式進(jìn)行低成本和高純度生產(chǎn)大麻素的公司將擁有更多機(jī)會(huì)。

另一面，而醫(yī)藥中間體也是合成生物學(xué)在醫(yī)療場(chǎng)景下最主要的應(yīng)用之一。弈柯萊生物、酶賽生物、百葵銳生物在國(guó)內(nèi)都有從事醫(yī)藥中間體的開(kāi)發(fā)，其中弈柯萊生物開(kāi)發(fā)的丁酸作為西格列汀開(kāi)發(fā)的中間體，西格列汀是一種口服降糖藥（抗糖尿病藥）；另外開(kāi)發(fā)的2,4-二氟芐胺則作為熱門(mén)的抗艾滋病藥物度魯特韋的中間體，已經(jīng)列入WTO、蓋茨基金會(huì)等慈善機(jī)構(gòu)的采購(gòu)目錄。

同時(shí)，弈柯萊生物與酶賽生物除了自主開(kāi)發(fā)醫(yī)藥中間體外，也提供相應(yīng)的生物催化領(lǐng)域的定制研發(fā)服務(wù)。

此外，中國(guó)另外一家合成生物學(xué)公司華恒生物則專精于生物合成各種小品種氨基酸產(chǎn)品，其中以丙氨酸為代表的系列產(chǎn)品其生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)位居國(guó)際前列。這種以微生物細(xì)胞工廠為核心的發(fā)酵法生產(chǎn)工藝替代了傳統(tǒng)化學(xué)合成工藝的重污染生產(chǎn)方式，生產(chǎn)成本更低，生產(chǎn)過(guò)程更為安全、綠色、環(huán)保。

由于合成生物技術(shù)更多圍繞微生物、細(xì)菌展開(kāi)，所以在生物醫(yī)藥領(lǐng)域合成生物學(xué)的另一大應(yīng)用場(chǎng)景聚焦于腸道菌群的“合成設(shè)計(jì)”。例如，美國(guó)生物技術(shù)公司Novome Biotechnologies通過(guò)對(duì)食品中常見(jiàn)的乳酸乳球菌進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，使其具備抗炎特性，作為控制克羅恩病和潰瘍性結(jié)腸炎等疾病的有效治療方案。

當(dāng)然，合成生物學(xué)領(lǐng)域也面臨兩個(gè)難點(diǎn)。第一點(diǎn)是上下游產(chǎn)業(yè)鏈的打通，這一點(diǎn)可以參考華熙生物。

華熙生物母在1998年便實(shí)現(xiàn)了透明質(zhì)酸的生物合成，最早原料生產(chǎn)為主要業(yè)務(wù)。成立之初，公司前后投入近千萬(wàn)，一度處于持續(xù)虧損狀態(tài)。2010年，華熙生物開(kāi)始向下游產(chǎn)業(yè)鏈做相關(guān)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與延伸。

公司先后“潤(rùn)百顏”、“潤(rùn)致”，“夸迪”、“米蓓爾”、“BM肌活”“黑零”、“水肌泉”、“海力達(dá)”、“海視健”等品牌，打通醫(yī)美、醫(yī)藥、日化和功能性食品等下游產(chǎn)業(yè)鏈嗎，最終成功構(gòu)建起自己的“透明質(zhì)酸王國(guó)”。

另一個(gè)難點(diǎn)則是技術(shù)上的工藝放大。細(xì)菌的獲取和改造僅僅是生物合成的第一步，在發(fā)酵完成后，在一罐混合物中進(jìn)行產(chǎn)品的分離提純直接影響到產(chǎn)物的質(zhì)量；對(duì)發(fā)酵程度和溫度的控制直接影響發(fā)酵效率；從實(shí)驗(yàn)大小的發(fā)酵罐到工業(yè)發(fā)酵罐的方法生產(chǎn).....這些都將是生物合成從小試、中試到大規(guī)模工業(yè)化必須邁過(guò)的門(mén)檻。

不過(guò)，在關(guān)鍵性技術(shù)突破和數(shù)十年研究的加持下，合成生物學(xué)在技術(shù)轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)化方面都取得了了不起的成就。尤其在生物制作和醫(yī)療應(yīng)用方面，更是展示出了無(wú)與倫比的潛力?；谀壳昂铣缮飳W(xué)的發(fā)展趨勢(shì)，我們可以預(yù)見(jiàn)全球合成生物學(xué)產(chǎn)業(yè)集群的行成與壯大，以及對(duì)未來(lái)制造業(yè)的革新與顛覆。

以上為基因編輯作為工具類(lèi)技術(shù)在醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的部分應(yīng)用。它的出現(xiàn)讓人們多年以前關(guān)于DNA分子的設(shè)想走進(jìn)現(xiàn)實(shí)，顛覆了人們對(duì)疾病的治療、診斷的認(rèn)知，對(duì)動(dòng)物模型構(gòu)建方式的理解，甚至還改變了人類(lèi)“造物”的方式。

在CRESPR技術(shù)誕生的不到十年間，人們對(duì)基因的改寫(xiě)從笨拙走向靈活，以至于人們用“上帝之手”來(lái)形容它。

不過(guò)，目前中國(guó)的基因編輯行業(yè)也面臨比較明顯的短板，即缺乏具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因編輯技術(shù)?；A(chǔ)科學(xué)的突破和取得核心專利是領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵，對(duì)基因編輯領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，也是如此。

盡管近年來(lái)我國(guó)在基因編輯方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，論文數(shù)量和專利數(shù)量均已居國(guó)際第二位，但與美、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)相比，我國(guó)基因編輯不僅存在原始創(chuàng)新缺位的尷尬。大部分研究都以基因編輯的應(yīng)用研究為主，但從基因編輯技術(shù)本身到應(yīng)用研究的公司和研究人員鳳毛菱角。

此外，國(guó)內(nèi)對(duì)基因編輯應(yīng)用研究的倫理學(xué)、監(jiān)督管理和法律法規(guī)也還需加強(qiáng)。應(yīng)用研究的出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該是造福生態(tài)、造?；颊?，而不應(yīng)該是個(gè)人的炫技和滿足好奇心。我們很難想象這項(xiàng)技術(shù)的天花板在哪里，但可以肯定的是，我們需要時(shí)刻銘記——科技一直都是把雙刃劍。

文章來(lái)源：動(dòng)脈橙果局