威斯騰診斷周勇：淺談基因治療藥物市場戰(zhàn)略投資展望

（本文是威斯騰診斷創(chuàng)始人周勇原創(chuàng)，轉(zhuǎn)載需注明出處）

基因治療（genetherapy）：指用（正�；蛞吧�型）基因?qū)�入人體的細(xì)胞，使其發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，從而達(dá)到治療疾病目的的技術(shù)方法。

基因治療是隨著20世紀(jì)七八十年代DNA重組技術(shù)、基因克隆技術(shù)等的成熟而發(fā)展起來的最具革命性的醫(yī)療技術(shù)之一，它是以改變?nèi)说倪z傳物質(zhì)為基礎(chǔ)的生物醫(yī)學(xué)治療手段，在重大疾病的治療方面顯示出了獨特的優(yōu)勢。經(jīng)過三十余年的發(fā)展，基因治療已經(jīng)由最初用于單基因遺傳性疾病的治療擴(kuò)大到6000多種疾病，如艾滋病、乙肝、癌癥、鐮刀貧血癥、血友病、黏多糖貯積癥III型、遺傳性精神病、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病和代謝性疾病等�；�因治療技術(shù)的突破使得基因治療入選Sicence2009年度十大突破之一，并發(fā)表了專欄文章“A Comeback for Gene Therapy”。

一般來說，治療用的基因并不能直接導(dǎo)入到人體細(xì)胞中，這個過程需要借助某種載體（工具）。常用的載體分為病毒載體和非病毒載體兩種。在當(dāng)前的研究中，最常用的載體（工具）是病毒載體。所有的病毒都具備攻擊宿主細(xì)胞并將其體內(nèi)的遺傳物質(zhì)導(dǎo)入宿主細(xì)胞的能力。病毒的遺傳物質(zhì)，即病毒的基因組，能夠“綁架”宿主細(xì)胞正常的蛋白表達(dá)系統(tǒng)優(yōu)先對生產(chǎn)病毒蛋白，從而實現(xiàn)病毒快速自我復(fù)制的能力。

隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在基因治療臨床研究中主要使用腺相關(guān)病毒和反轉(zhuǎn)錄病毒為主。腺相關(guān)病毒被證明是一種對人體完全無害，且導(dǎo)致的免疫反應(yīng)不明顯的病毒。這種病毒能夠?qū)ⅰ爸委熁�因”多如宿主�?xì)胞內(nèi)，讓其長時間的表達(dá)，這種載體比較適合針對那些長期不分裂的細(xì)胞的基因缺陷治療，如基因變異導(dǎo)致的眼科疾病或者心血管疾病。反轉(zhuǎn)錄病毒能夠?qū)ⅰ爸委熁�因“整合進(jìn)宿主基因組內(nèi)，使“好基因”能夠傳遞到宿主細(xì)胞分裂或者分化的下一代細(xì)胞中。因此，反轉(zhuǎn)錄病毒載體往往用于對造血干細(xì)胞的基因改造，往往用于血液相關(guān)的遺傳疾病或者癌癥的治療。

1 基因治療的給藥方式和靶點細(xì)胞

當(dāng)前基因治療的臨床研究均是針對體細(xì)胞的基因改造。從基因?qū)�入的途徑來看，分為體外導(dǎo)入和體內(nèi)導(dǎo)入兩種途徑：

體外導(dǎo)入：是指將要需要進(jìn)行基因改造的細(xì)胞(如造血干細(xì)胞、血細(xì)胞等)從患者體內(nèi)提取出來，在體外與病毒載體混合，完成對提取細(xì)胞的基因改造。然后將改造過的細(xì)胞重新注入患者體內(nèi)的方式。

體內(nèi)導(dǎo)入：是指直接通過注射等方式將病種載體注入患者病變部位的方式。

從導(dǎo)入的靶點細(xì)胞來說又分為體細(xì)胞和生殖細(xì)胞兩種。針對體細(xì)胞的基因治療其效果只限制在患者本人，所改變的基因并不會遺傳給后代，在遺傳學(xué)、倫理學(xué)風(fēng)險上具有一定的可控性。所以體細(xì)胞導(dǎo)入是現(xiàn)在主流的臨床研究手段。在美國，現(xiàn)在有超過600個關(guān)于體細(xì)胞導(dǎo)入的基因治療臨床試驗在進(jìn)行中。大部分臨床試驗針對的都是一些單基因突變所導(dǎo)致的疾病，例如艾滋病、血友病、地中海貧血癥、囊腫性纖維化等。對生殖細(xì)胞的基因改造理論上來說可以更高效的解決患者的基因缺陷，并使得正常的基因可以遺傳給后代，但考慮到倫理問題以及技術(shù)的成熟度問題，在許多國家，例如澳大利亞、加拿大、德國、以色列、瑞士、荷蘭等都立法嚴(yán)格禁止對生殖細(xì)胞的基因治療。美國雖然沒有相關(guān)的立法，但當(dāng)前的研究主要還是集中在對體細(xì)胞的基因治療領(lǐng)域。

2 癌癥的基因治療

基因沉默治療：RNA干擾(RNA interference，RNAi)是指在進(jìn)化過程中高度保守的、由雙鏈RNA(double-stranded RNA，dsRNA)誘發(fā)的、同源mRNA高效特異性降解的現(xiàn)象。研究表明，一些重要的信號通路和基因在腫瘤的發(fā)生發(fā)展中起關(guān)鍵作用。因此，應(yīng)用RNAi技術(shù)降低這些信號通路里的關(guān)鍵分子及一些重要的癌基因的表達(dá)水平，是一種非常有效的策略。RNAi可以特異性地抑制癌細(xì)胞內(nèi)致癌基因表達(dá)，而不影響正常細(xì)胞的基因表達(dá)。其中小干擾RNA(small interfering RNA，siRNA)可以產(chǎn)生多基因沉默的效果，從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在短短十幾年時間內(nèi)，很多學(xué)者、生物公司和制藥公司已經(jīng)開始廣泛利用siRNA治療腫瘤。2008年美國Calando Pharmaceuticals公司申請的治療實體腫瘤的siRNA藥物CALAA-01被FDA批準(zhǔn)進(jìn)入臨床一期實驗，是首例siRNA藥物治療癌癥的臨床試驗。2009年7月德國Silence Therapeutics公司開展的靶向?qū)嶓w瘤的RNA干擾的臨床一期試驗結(jié)果顯示：24名患者經(jīng)過Atu027藥物多次治療后，9名患者病情穩(wěn)定，6名有較好的療效，其余患者正在接受治療。

抑癌基因治療：抑癌基因(tumor suppress gene)也稱為抗癌基因，在被激活的情況下它們具有抑制細(xì)胞增殖的作用，但在一定情況下被抑制或丟失后可減弱甚至消除抑癌作用。目前已分離克隆出20余種抑癌基因，例如p53基因。

免疫基因治療腫瘤：最常用的腫瘤免疫基因治療是將細(xì)胞因子導(dǎo)入體細(xì)胞，制造利于提高抗腫瘤免疫應(yīng)答的微環(huán)境，從而達(dá)到腫瘤治療的作用。

自殺基因治療腫瘤：自殺基因(suicide gene)，是指將某些病毒或細(xì)菌的基因?qū)�入靶�?xì)胞中，其表達(dá)的酶可催化無毒的藥物前體轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)胞毒物質(zhì)，從而導(dǎo)致攜帶該基因的受體細(xì)胞被殺死，此類基因稱為自殺基因。自殺基因治療系統(tǒng)的種類很多，主要包括單純皰疹病毒胸苷激酶/丙氧鳥苷(HSV-tk/GCV)系統(tǒng)、胞嘧啶脫氨酶/5-氟胞嘧啶(CD/5-FC)系統(tǒng)、帶狀皰疹病毒胸腺嘧啶激酶/阿糖甲氧基嘌呤(VZV2tk/Ara2M)系統(tǒng)、硝基還原酶/CB1954(NTR/CB1954)系統(tǒng)、ICE基因等。

Tocagen公司的Toca 511和Toca FC聯(lián)合療法獲FDA孤兒藥地位授權(quán)，用于治療惡性膠質(zhì)瘤。在該聯(lián)合療法中，Toca 511是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒復(fù)制載體，可將胞嘧啶脫氨酶(CD)的基因選擇性地遞送入癌細(xì)胞。在Toca511遍布腫瘤后，可表達(dá)CD基因的癌細(xì)胞就能將氟胞嘧啶(5-FC)轉(zhuǎn)化成抗癌藥物5-氟尿嘧啶(5-FU)，進(jìn)而介導(dǎo)腫瘤細(xì)胞程序性死亡，并增強機(jī)體對腫瘤的免疫應(yīng)答。Toca 511和Toca FC聯(lián)合療法于2015年開展II期和III期臨床試驗，根據(jù)臨床中期報告顯示，經(jīng)聯(lián)合治療后，惡性膠質(zhì)瘤患者中期存活率達(dá)到13.8個月，優(yōu)于7個月的中期存活率歷史基準(zhǔn)點，表現(xiàn)出較好的臨床療效。

腫瘤耐藥基因治療：化療是目前臨床上治療惡性腫瘤的最重要手段之一，然而由于腫瘤細(xì)胞常常會對化療藥物產(chǎn)生耐藥而導(dǎo)致患者對治療不再敏感，最終導(dǎo)致化療失敗甚至疾病復(fù)發(fā)。根據(jù)腫瘤細(xì)胞的耐藥特點，耐藥可分為原藥耐藥(PDR)和多藥耐藥(MDR)兩大類。原藥耐藥(PDR)是指對一種抗腫瘤藥物產(chǎn)生抗藥性后，對非同類型藥物仍敏感；多藥耐藥性(multiple drug resistance，MDR)是指一些癌細(xì)胞對一種抗腫瘤藥物產(chǎn)生耐藥性，同時對其他非同類藥物也產(chǎn)生抗藥性，是造成腫瘤化學(xué)藥物治療(化療)失敗的主要原因。

溶瘤病毒的腫瘤治療：人們發(fā)現(xiàn)利用病毒可以治療腫瘤，發(fā)現(xiàn)了許多病毒具有天然的溶瘤特性，如流感病毒、單純皰疹病毒、西尼羅河腦炎病毒、新城疫病毒和痘苗病毒等。由于野生型和弱毒株病毒的致病性很難人為控制，所以無法將這些病毒應(yīng)用于癌癥的臨床治療。隨著病毒學(xué)和遺傳學(xué)的發(fā)展，各種病毒基因的功能和作用機(jī)制日益清楚，并且隨著基因工程等技術(shù)的進(jìn)步，人們已經(jīng)能夠?qū)Σ《净�因進(jìn)行各種定向操作和改造，從而定向地改變和控制病毒的行為和功能。1991年首次對單純皰疹病毒1型(herpes simplex virus type 1，HSV-1)進(jìn)行基因改造，使其胸苷激酶(Thymidine kinase，TK)基因失活，建立了能抑制癌細(xì)胞并具自主復(fù)制活性的溶瘤病毒株。之后，利用溶瘤病毒治療癌癥的策略和研究得到飛速地發(fā)展。繼HSV-1后，腺病毒和牛痘病毒等重組基因病毒進(jìn)一步被開發(fā)；另外，野生型病毒或自然變異的弱毒病毒株基因改造的研究也取得了很好的效果。

相比較其他領(lǐng)域尚處于臨床一期和二期的項目，腫瘤領(lǐng)域?qū)⒊蔀榻�期有望上市較多產(chǎn)品的治療領(lǐng)域。乳腺癌、子宮頸癌、直腸癌、肺癌、黑色素瘤、神經(jīng)細(xì)胞瘤、卵巢癌、胰腺癌、前列腺癌、腎臟細(xì)胞癌等多種腫瘤領(lǐng)域最有希望有產(chǎn)品上市。特別是黑色素瘤、頭頸部癌和前列腺癌，被認(rèn)為最有希望在美國上市。

IMS數(shù)據(jù)顯示，2014年全球抗腫瘤藥物市場規(guī)模為1000億美元，2020年將增至1500億美元。具有靶向性、特效性和低毒性等特點的抗腫瘤單克隆抗體藥占34%，達(dá)到238億美元。使用單抗藥物的價格和基因治療價格類似。其中治療乳腺癌著名單抗藥物“赫賽汀”，該藥物是治療乳腺癌的重磅產(chǎn)品，2013年的全球銷售額達(dá)68.39億美元，2014年銷售額達(dá)62.7億美元。如果基因治療在癌癥上的療效顯著，能替代單抗藥物，其市場預(yù)期在238億美元。

3 第三代基因編輯技術(shù)：CRISPR-Cas9

成簇規(guī)律間隔短回文重復(fù)序列系統(tǒng)技術(shù)(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats /CRISPR associated proteins)：第三代基因編輯技術(shù)，能夠同時實現(xiàn)多個基因的編輯，靶向效率更高。操作簡單，構(gòu)建成本低，編輯效率高。目前，CRISPR 已經(jīng)不僅僅是一套可以精確剪切任何基因的多功能剪刀，而且可以作為一個多功能傳輸系統(tǒng)，精確控制任何基因。

目前廣泛使用的 CRISPR/Cas9系統(tǒng)主要可分為體外和體內(nèi)兩種不同的應(yīng)用。針對體外的應(yīng)用主要以純化的Cas9核酸酶配以向?qū)�RNA，用于在體外對基因組片段進(jìn)行靶向切割以替代傳統(tǒng)的限制性內(nèi)切酶或PCR克隆。針對體內(nèi)的應(yīng)用主要有兩種組合方式，一種是活性形式，即帶有核定位信號的純化的Cas9核酸酶，配以純化的向?qū)�RNA，進(jìn)入細(xì)胞核后對基因組發(fā)揮定向剪切作用；另一種就是以載體的形式將Cas9和向?qū)�RNA送入細(xì)胞，在體內(nèi)表達(dá)和轉(zhuǎn)錄后發(fā)揮作用。兩種體內(nèi)應(yīng)用主要在細(xì)胞或個體水平上實現(xiàn)基因的敲除和插入的基因編輯。

4 CRISPR 和細(xì)胞治療(CAR-T)的結(jié)合：最先進(jìn)的腫瘤治療技術(shù)

嵌合抗原受體(chimeric antigen receptor，CAR)技術(shù)：是將人為設(shè)計的針對某種腫瘤相關(guān)抗原或者腫瘤特異性抗原單鏈抗體-CAR通過基因工程方法引入T細(xì)胞表面，重新定向T細(xì)胞的免疫反應(yīng)，使T細(xì)胞能夠以非HLA分子限制性的方式識別腫瘤細(xì)胞，發(fā)揮殺傷作用。CAR-T存在的問題：CAR-T具有特異性高、療效顯著、副作用低等優(yōu)點，其常見的副作用包括細(xì)胞因子釋放綜合征、脫靶毒性等，應(yīng)用難點包括實體瘤治療效果較差、無法供應(yīng)現(xiàn)貨。

目前，借助CRISPR技術(shù)，CAR-T技術(shù)已經(jīng)成功升級：CRISPR技術(shù)可高效多點地定向編輯T細(xì)胞，有效解決副作用強烈、實體瘤效果較差、個體療效差異大以及難商業(yè)化等問題，因此，CRISPR和CAR-T的聯(lián)合有望迅速推進(jìn)臨床試驗并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

國外CAR-T療法巨頭紛紛投資CRISPR技術(shù)：目前幾乎所有的CAR-T療法公司都和基因編輯公司開展合作，包括諾華、Juno和Cellectis在內(nèi)的6家CAR-T療法企業(yè)與Intellia Therapeutics、Editas Medicine和CRISPR Therapeutics等基因編輯公司強強聯(lián)合，開發(fā)結(jié)合CRISPR技術(shù)和CAR-T療法結(jié)合的項目。Novartis公司是全球 CAR-T技術(shù)研發(fā)進(jìn)展最快的公司，預(yù)計諾華的CTL019第一個適應(yīng)癥急性淋巴細(xì)胞白血病將于2016年內(nèi)獲批，2017年還將獲批慢性淋巴細(xì)胞白血病和非霍奇金淋巴瘤等兩個適應(yīng)癥。諾華和CRISPR技術(shù)巨頭Intellia展開了一項長達(dá)5年的研發(fā)合作計劃，將 CRISPR與CAR-T更好地結(jié)合，致力于加速發(fā)展CRISPR/Cas9技術(shù)在CAR-T細(xì)胞治療在造血干細(xì)胞中的應(yīng)用。

在基因治療過程中，特別是惡性腫瘤的方案中，只能直接載體注射到腫瘤局部。若靜脈注射，載體將會很快被清除，難以達(dá)到治療效果�？茖W(xué)家們設(shè)計不同的方案，改造載體的結(jié)構(gòu)，構(gòu)建了不同類型和特征的靶向載體。如將不同的配體組分交聯(lián)到病毒載體的外膜上，構(gòu)建靶向轉(zhuǎn)導(dǎo)載體；或在載體的DNA中引入順式調(diào)控元件，構(gòu)建靶向轉(zhuǎn)錄載體等等。這些載體的構(gòu)建有力地推動著基因治療的發(fā)展。

病毒載體插入或者和到基因組隨機(jī)位臵，有引起插入突變及激活癌基因的潛在風(fēng)險。例如：過去被認(rèn)為無害的AAV2腺相關(guān)病毒實際上與肝細(xì)胞癌有關(guān)，雖然AAV2 DNA插入引發(fā)癌癥可能性比較少，但是也應(yīng)該引起高度重視；2000年時，賓州大學(xué)有病人在基因治療中死亡；2002 年在法國又發(fā)生先天免疫不全癥 bubble boys 基因治療臨床試驗發(fā)生白血病的副作用。這兩件失敗的案例，皆被歸因于病毒載體的不安全性。

病毒載體免疫原性較強，高滴度時有明顯的細(xì)胞毒性。解決方法是采用非病毒傳遞系統(tǒng)，例如陽離子多聚物載體、納米顆粒載體、脂質(zhì)體、聚乙烯亞胺等生物相容性載體將成為一套很有前景的基因傳遞系統(tǒng)。非病毒傳遞系統(tǒng)在遺傳病的基因治療方面應(yīng)用顯示出優(yōu)勢，也被越來越多用于治療惡性腫瘤、感染性疾病以及組織工程研究。

理想的基因治療應(yīng)該能夠根據(jù)病變的性質(zhì)和嚴(yán)重程度不同，調(diào)控治療基因的適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)。但是和基因治療載體系統(tǒng)相比，治療基因表達(dá)調(diào)控的研究相對滯后�？梢赃\用連鎖基因擴(kuò)增等方法適當(dāng)提高外源基因在細(xì)胞中的拷貝數(shù)、連接啟動子或增強子等基因表達(dá)的控制信號。相信隨著人類基因組學(xué)的發(fā)展，問題會得到很好的解決。

5 基因治療的未來

基因治療應(yīng)用廣泛隨著基因治療技術(shù)的發(fā)展，基因治療已經(jīng)由最初用于單基因遺傳性疾病的治療擴(kuò)大到6000多種疾病，如艾滋病、乙肝、癌癥、鐮刀貧血癥、血友病、黏多糖貯積癥III型、遺傳性精神病、感染性疾病、心血管疾病、自身免疫性疾病和代謝性疾病等。目前，基因治療正在經(jīng)歷從罕見病到不十分罕見的疾病，最終到普通疾病的發(fā)展過程。疾病的致病機(jī)理也是從簡單到復(fù)雜。隨著對普通疾病治療的推進(jìn)，基因治療技術(shù)將日益成熟并實現(xiàn)巨大盈利。

CRISPR為首的基因治療技術(shù)蓬勃發(fā)展2015年12月，美國《科學(xué)》雜志公布了其評選的 2015 年十大科學(xué)突破，CRISPR 基因組編輯技術(shù)當(dāng)選今年頭號突破�；�因治療受到各國青睞
2015 年底，白宮再次發(fā)布《美國創(chuàng)新新戰(zhàn)略》，報告中明確把包括基因治療在內(nèi)的精準(zhǔn)醫(yī)療作為美國在醫(yī)療領(lǐng)域的未來發(fā)展戰(zhàn)略。中國精準(zhǔn)醫(yī)療計劃將在2016年啟動，計劃2030年前投入600億。在全世界看好精準(zhǔn)醫(yī)療的大背景下，市場對基因治療相關(guān)公司充滿了信心。基因治療受到資本市場關(guān)注對于基因治療相關(guān)的醫(yī)藥公司，上市產(chǎn)品少(甚至未有產(chǎn)品上市)，科研投入大，都影響了公司的盈利。但是絲毫不影響資本市場對其熱情。基因治療公司在股市上的表現(xiàn)搶眼：基因治療龍頭企業(yè)Blubirdbio上市一年半，股價漲幅高達(dá)十倍。CRISPR 發(fā)明者張峰創(chuàng)辦的Editas Medicine公司，上市首月漲幅超過130%。除此之外，基因治療相關(guān)公司 還積極開始IPO，2016年5月16日，Editas Medicine與Cystic Fibrosis Foundation Therapeutics(CFFT)宣布了一項為期3年、價值500萬美元的合作；同日，Caribou也宣布了一項好消息，公司完成3000萬美元B輪融資，新的投資者包括Anterra Capital、Heritage Group、Maverick Capital Ventures以及Pontifax AgTech，參與此輪融資的原有投資者包括F-Prime Capital Partners、諾華、Mission Bay Capital以及5 Prime Ventures。

各大世界級藥企加快布局世界級國際藥企通過各種方式進(jìn)入基因治療領(lǐng)域，例如：合作、購買、投資和獨立研發(fā)。其中，GSK 基因產(chǎn)品Strimvelis的成功上市，也為基因治療領(lǐng)域的發(fā)展樹立了成功的典范：項目前期由非營利組織(意大利 Telethon 基金會) 資助完成，后期由世界級藥廠GSK完成，雙方簽署協(xié)議，實現(xiàn)從研發(fā)到上市。2011年，制藥巨頭安進(jìn)以4億2千5百萬美元的價格加上5億7千5百萬美元里程碑獎金的代價獲得了Biovex開發(fā)的Imlygic，2015年10月份，F(xiàn)DA正式批準(zhǔn)上市。

未來可能的市場催化劑大量臨床三期實驗數(shù)據(jù)將披露：截至2013年底，近2000 項基因療法試驗中，有大約5%到達(dá)了III期臨床階段，經(jīng)過三年的實驗周期，批量三期實驗即將完成。世界級醫(yī)藥公司對基因治療的投入將加快產(chǎn)品上市過程：以GSK 為首的世界級藥企和生物公司以及研究所進(jìn)行合作，從臨床三期接手，完成商業(yè)轉(zhuǎn)化。Spark Therapeutics公司針對RPE65遺傳性視網(wǎng)膜營養(yǎng)不良的基因治療藥物計劃在2016年獲得美國FDA批準(zhǔn)。諾華CAR-T療法、Juno Therapeutics的CAR-T治療產(chǎn)品 JCAR15用于成年急性淋巴細(xì)胞白血病和Kite公司的KTE-C19用于彌漫大B細(xì)胞淋巴瘤都有望在2016年提交上市申請，值得關(guān)注的是CAR-T和CRISPR技術(shù)的結(jié)合。

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【作者簡介：周勇，高圣醫(yī)藥創(chuàng)始人/董事長、威斯騰診斷創(chuàng)始人/董事長、高創(chuàng)匯生物醫(yī)藥轉(zhuǎn)化平臺聯(lián)合創(chuàng)始人、北京市海淀區(qū)生物與健康產(chǎn)業(yè)協(xié)會副會長、重慶市醫(yī)藥行業(yè)協(xié)會副會長、重慶市高層次人才特殊支持計劃人選、重慶市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才】