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張鋒的第七家生物技術公司,已獲近2億美元投資,補充現有基因編輯遞送技術

2024-02-02 14:57:11

有這樣一家“神秘”的公司,它未透露其針對的具體疾病,也未詳細透露創新給藥技術的治療路徑。在脫離實際治療的方法和應用的情況下,卻仍然完成高額融資,這便是基因編輯公司Aera Therapeutics(以下簡稱“Aera”)。

Aera創立於2021年,總部位於波士頓。歷經一年半的未公開行程,於2023年正式宣佈成立,並完成了由ARCH Venture Partners、GV(風投)和Lux Capital領投的A輪和B輪融資,金額合計1.93億美元。

34歲成麻省理工最年輕教授,

39歲已成四院院士

Aera的創始人是華裔基因編輯界“大牛”張鋒,他1982年出生於中國河北石家莊,1993年跟隨從事計算機程式設計的父母移民美國愛荷華州。要說他對生物工程的興趣源頭,就不得不提到分子生物學課堂上播放的《侏羅紀公園》電影,就是這部電影讓“小張鋒”認識到了生物學的可程式設計性。

1995年,機緣巧合之下生物學“小白”張鋒得到了第一個對活體生物DNA進行程式設計的機會,後又在此基礎上研究熒光蛋白能否保護DNA免受紫外輻射的傷害。有了相對紮實的生物學基礎後,張鋒參加其它的遺傳學專案專案獲得了Intel Science Talent Search的三等獎。它是美國公認要求最高、最精英的高中科學研究競賽,前身是始於1942年的西屋科學獎。而獲得這項獎項的人中有多名諾貝爾獎獲得者,因此又素有“小諾貝爾獎”之稱。

在拿到全獎進入哈佛大學後,張鋒主修化學和物理學,在莊小威的實驗室進行流感病毒研究。2004年,張鋒到斯坦福大學讀研究生,跟隨被譽為“光遺傳學之父”的Karl Deisseroth研究當時新穎的課題——光遺傳技術。2009年,張鋒與Ed Boyden合作開創了光遺傳學學科(optogenetics)。他在光遺傳學的發展中發揮了不可或缺的作用,光遺傳研究讓張鋒開始成為科研界的“新星”,也為研究CRISPR系統(主要是神經系統方面)打下基礎。

2011年博士畢業後,張鋒來到麻省理工學院,在麥戈文腦科學研究所大腦與認知科學部門和博德研究所從事科研工作。2013年,他的實驗室開發出創新性CRISPR/Cas系統,大幅度提高了基因編輯的可靠性和效率,獲得了突破性成果。2014年他被《自然》雜誌評選為2013年年度十大科學人物之一,2016年三月獲得加拿大蓋爾德納國際獎。2017年34歲的他晉升為麻省理工學院終身教授。打破錢學森在35歲時晉升為終身教授的紀錄,成為歷史上最年輕的華人終身教授,並在接下來的四年間逐步成為四院院士。

除科研學術成果外,張鋒在科研商業轉化方面的實力也“不可小覷”。截至目前,他創立了8個生物技術公司,這些公司大都圍繞著CRISPR技術,逐步拓寬應用的邊界。

雖然目前關於Aera的技術平臺和藥物管線的公開資訊較少,但可以確定的是,公司仍圍繞CRISPR基因編輯技術開發基因藥物。從最早的同源重組技術(HR),到人工介導的鋅指核酸酶技術(ZFNs)、類轉錄啟用因子效應核酸酶技術(TALENs)以及規律成簇的間隔短迴文重複相關蛋白技術(CRISPR/Cas9),基因編輯技術快速發展。作為當今最廣泛使用的基因編輯技術,CRISPR/Cas平臺具有低成本、高靈活性和多靶向等優勢。

PNP平臺賦能體內遞送,

克服免疫排斥反應

基因藥物由發揮作用的有效載荷和將其精準輸送至細胞中的遞送系統兩部分組成。有效載荷包括siRNA、(ASO)、mRNA、DNA和基因編輯系統等,遞送系統包括病毒載體、脂質奈米顆粒(LNPs)、外泌體、GalNAc-共軛物等。

CRISPR/Cas系統是基因藥物中的有效載荷部分,2013年初,海外有三個實驗室相繼證明了CRISPR/Cas9系統,可以高效編輯人類基因組。他們分別是加州大學伯克利分校的Doudna、哈佛大學醫學院的George Church以及博德研究所的張鋒教授。

CRISPR/Cas系統即在引導RNA(crRNA)的作用下,使與之結合的Cas蛋白能夠找到與其互補的目標DNA序列,並透過切割這段DNA,觸發DNA修復機制,實現基因編輯。因此,若要使用CRISPR/Cas系統進行基因編輯,將Cas蛋白和crRNA匯入到細胞內是必不可少的,遞送系統的選擇尤為關鍵。

然而,這也成為了該技術的應用瓶頸之一。遞送系統的發展滯後於有效載荷技術的發展,延緩了基因藥物發展的整體進度,限制其應用範圍。可以將藥物遞送系統分為體外遞送和體內遞送兩大類,一級市場對體內遞送給予更多關注。但作為體內遞送中載體制劑遞送的病毒載體容易引起免疫排斥,帶來不良反應。而非病毒載體雖具有成本低、安全性高和外源基因長度不受限制等優點,但容易對肝臟被動靶向,不利於肝外遞送。

Aera的潛力或許就在於解決這個基因編輯領域的長期挑戰——特異性遞送。透過獲得賦能給藥系統和有效載荷技術,可以將基因藥物的應用範圍擴大到不同的組織和領域,如大腦、心臟和肌肉等以往難以作用的身體部位,而不侷限於肝臟和體外細胞。

Aera專有的蛋白質奈米顆粒(PNP)遞送平臺SEND正在開發中,它利用從逆轉錄酶中提取的人類蛋白質。這些蛋白質可自我組裝形成類似囊殼的結構,能包裝和傳輸核酸。以人體內天然存在的RNA運輸蛋白PEG10為基礎,透過對PEG10蛋白進行改造就可以將不同的有效載荷運送到不同的細胞或器官。

SEND使用的蛋白質是在人體內製造的,即由內源性人類蛋白質組成,因此免疫系統對其排斥的可能性較小,免疫原性極低,有望實現可重複給藥。將內源性全合成自組裝系統的優勢與基於蛋白質系統的工程性結合起來,可以補充現有的病毒遞送載體和脂質奈米顆粒,以擴充套件向細胞遞送基因和編輯療法的路徑。

此外,Aera獲得授權的技術還包括一個專有的治療酶平臺,該平臺基於創新的小型和可程式設計基因編輯酶的發現。這些酶體積較小,有助於克服目前基因編輯系統在包裝和遞送方面的難題。Aera已從布羅德研究所(Broad Institute)獲得了SEND技術以及張鋒實驗室發現的新基因編輯酶的使用許可。

基因編輯藥物

有望趕超增補藥物

2023年12月28日,沙利文釋出《基因藥物行業現狀與發展趨勢藍皮書》。放眼全球,截至2023年10月31日,全球在研基因治療藥物包括基因增補藥物、基因編輯藥物、其它基因藥物三類,其中基因增補型別藥物在研管線最多,佔比高達91.1%,基因編輯、其它基因藥物佔比分別為4.8%、4.1%。

聚焦我國,截至2023年10月31日,CDE註冊臨床試驗絕大多數中國基因藥物的技術路線為基因增補,基因編輯僅1款產品獲批註冊臨床。基因編輯技術在基因藥物的應用中並非首選。

但隨著基因編輯迎政策利好,獲批上市的基因藥物數量獲顯著增長。《基因治療產品長期隨訪臨床研究技術指導原則(試行)》(2021)中提出,為基於基因編輯技術等基因治療產品開展長期隨訪臨床研究提供技術指導。在國務院釋出的《“十四五”規劃和2035年願景目標綱要》(2021)中,將基因編輯技術定義為前瞻謀劃未來產業,明確在基因編輯領域組織實施未來產業孵化與加速計劃。

2023年6月,Editas Medicine宣佈CRISPR基因編輯療法EDIT-301初步安全性和療效積極資料。2023年10月,Intellia Therapeutics宣佈FDA允許體內基因編輯治療產品開展III期臨床試驗。2023年12月,首款CRISPR基因編輯療法Casgevy獲批。國內多家基因藥物領域公司也已佈局CRISPR基因編輯技術,並獲高額融資,基因編輯有望開拓基因藥物藍海市場。

不完全統計,動脈網製圖

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