2016年7月23日 星期六

CRISPR-Cas9 的專利大戰和爭議 (updated)

要說現在生科當紅的技術是什麼,大概有 90% 的人會說是 CRISPR-Cas9(欸是 CRISPR 不是 CASPER 哦雖然長得有點像)(現在有人知道 CASPER 是什麼嗎?),不過 CRISPR-Cas9 至今引起的爭議不少,不論是在專利上面,還是在應用上的倫理問題。CRISPR 的全名是 clustered regularly interspaced palindromic repeats,當初發現的是西班牙的研究生 FJM Mojica,那時是 1993 年。他從那時起花了近十年的時間持續研究古生菌(archaea)裡這些重複的 DNA 片段,2012 年的時候正式把它命名為 CRISPR [10],Cas9 則是其一種切割 DNA 的酵素(endonuclease),CRISPR-Cas9 是細菌用來對抗病毒感染的一種機制。(持續二十年耶都在研究同樣的東西沒變心,好有毅力真佩服,這就是真愛阿!而且這是基礎研究,Mojica 當初研究的時候可能沒有想到後來會被拿來當 gene editing 的工具,說不定還有人覺得為什麼要花納稅人的錢研究這些感覺沒什麼用的 archaea。)

"Efforts focused entirely on examining basic mechanisms are always a hard sell for the public. Without an end goal, such efforts are intrinsically hardest to justify but without them everything from CRISPR to the Higgs Boson would remain undiscovered." -- Dr. Gord Fishell, Professor and Associate Director of the NYU Neuroscience Institute (Neuron 2016, doi: 10.1016/j.neuron.2016.07.045)

(.... a hard sell for the public..... 基礎科學的心酸啊~~ QQ)

2007,Montana State University 的博士生 Blake Wiedenheft 因為讀到關於 CRISPR 的研究覺得很有趣,便找到 UC Berkeley 的分子生物學家 Jennifer Doudna,之後加入她的團隊,接下來的五年,他在 Doudna 的實驗室研究 CRISPR [1],2012 年二月的時候在 Nature 發表了一篇 review 解釋 CRISPR-Cas9 的機制 [11],接著同年六月,Doudna 實驗室和 Charpentier 的團隊合作發表了一篇在 Science [12],說他們可以使 Cas9 在他們指定的地方做一個切割的動作,就是讓 Cas9 在他們想要它切的地方把 DNA 切開。

隔年三月,Doudna 和 Charpentier 送件把這項技術申請專利,不過同年包括 Doudna 團隊在內,共有三篇關於 CRISPR-Cas9 的研究被發表,然後 MIT Broad Institue 的合成生物學家 Feng Zhang 也在十月送件申請專利,不過呢,因為 MIT 是用特急件申請,隔年也就是 2014 年的四月就得到 CRISPR-Cas9 的專利權,而最先申請的 Doudna 和 Charpentier 反而到現在還在審查當中 [2]。(好慘,幫 QQ。)

想也知道 Doudna 和 Charpentier 對於 Zhang 先拿到專利權不服(要是我也不服阿),便在去年向 USPTO 申請調查,看到底誰才第一個發展這個技術的,於是現在變成 CRISPR-Cas9 專利權爭奪大戰,最後會落到誰家還不知道。這個專利權如果成立,則會變成 patent interference,將會對所有相關研究產生影響,因為用到這項技術的研究或實驗室都要付專利費用。不過在目前專利權還沒判決出來之前,已經有公司在賣這項技術了,像是無所不在的 Thermo Fisher。XD(不過這項技術號稱便宜又簡單,連笨蛋新手都可以輕易上手。)

"A final “nuclear option” if the Doudna/Charpentier application is not granted, Sherkow said, would be a patent dispute in court that could potentially leave both parties empty-handed. He estimates it could be three to five years before the CRISPR IP landscape will be fully settled. In the meantime, researchers and companies are employing a variety of strategies to make use of the hot technology now." (The Scientist, 2015)

(私心覺得這是最好的結果,大家可以免費使用這項技術,至於誰該得諾貝爾獎.... 那就讓評審們去傷腦筋吧。XD)

除了專利上的爭議外,MIT Broad Institue 的院長 Eric Lander 在國際三大期刊之一的 Cell 發表的一篇文章也引起爭議 [3, 10],有裝 PubPeer 外掛的可以看到這篇文章下面吵得很精彩 XD(或點這個連結 https://goo.gl/OjdxKM)。因為 Lander 本身是 Broad Institute 的院長,而 Broad Institute 目前還在 CRISPR-Cas9 專利權爭奪戰中,他發這篇文章有利益衝突(conflict-of-interest)之嫌,加上有些人覺得他的文章忽略了一些人的貢獻,排除這些之外,這篇文章倒是講述了 CRISPR-Cas9 這二十幾年來的歷史。

"The lengths to which Lander goes to downplay Doudna's contribution are stunning. Virtually all major players are introduced with their own paragraph except Doudna, whose name appears mid-way through a paragraph about Charpentier (compare with introductions of e.g. van der Oost, Marrafini, Siksnys, Zhang). He also omits the fact that Doudna had already published 10 papers on CRISPR before her paper with Charpentier. "She had been using crystallography and cryo-EM to solve structures...." - no mention of any of the many insights from her work, in striking contrast to the detailed accounting of virtually all other investigators. The intended impression seems to be that she was a minor player, putting out a couple of technical observations, before her chance meeting with Charpentier."

然後連 Doudna 和 Charpentier 本人也加入戰局,在 PubMed 底下留言。XD

Charpentier: "I regret that the description of my and collaborators’ contributions is incomplete and inaccurate. The author did not ask me to check statements regarding me or my lab. I did not see any part of this paper prior to its submission by the author. And the journal did not involve me in the review process."

Doudna: ""…the author engaged in substantial fact checking directly with the relevant individuals." However, the description of my lab’s research and our interactions with other investigators is factually incorrect, was not checked by the author and was not agreed to by me prior to publication."

(跳一下)

這篇文章的最後說 Zhang 的專利 filed date 是 2012 十二月,但是根據專利號碼 US8697359(https://www.broadinstitute.org/files/shared/osap/pdf/US8697359.pdf)查到上面是寫 2013 十月,而且專利權的 references cited 部分,Wiedenheft 的那篇是 2011 年的 review [11],而不是 Jinek 2012 的那篇 [12],另外比他前面的兩篇也都是 review 而已,只有跟他同年發表,Haurwitz (Doudna Lab) 2013 年的 PNAS 那篇不是 review,感覺 Lander 的最後幾段有點刻意想強調這些都是 2012 年發生的哦,比 Jinek 2012 那篇還早。(關於時間序這點 PubPeer 上面也有人質疑)

3/2010 Sontheimer et al --> 這篇是 review
8/2011 Terns et al --> 這篇也是 review
9/2011 Wiedenheft et al --> Doudna Lab 的這篇還是 review
5/2013 Haurwitz et al --> 只有 Doudna Lab PNAS 的這篇不是 review,但是 Zhang 申請專利的的那篇(Cong et al)也是 2013 年的。

"A lot of claims, no references. How could anybody verify that Feng Zhang indeed observed the described effects in April 2011? Many other claims that are not verifiable, as no references are provided. Not very scientific, Dr. Lander."

(跳回來)

*08.20.2016 updated*

不過呢,嘖嘖~ 現在精彩了,前兩天公佈 Doudna 的一封 e-mail,是 Zhang 之前的學生 Shuailiang Lin 在 2015 年二月時寫給 Doudna 的,說他們當時一直都失敗,直到看了她們 2012  的那篇 paper (Jinek et al, Science 2012 [12])才成功,所以專利應該是屬於 Doudna 他們的,他只是想闡述事實。MIT Broad 的回應是 Lin 說的不是事實,而且他寫那封 e-mail 是在工作簽證到期、急著找下一份工作之時,信裡有部分是說希望去 Doudna 的實驗室工作 [13, 14]。到底真相是什麼呢?

MIT 和 UC Berkley 目前都花了約 5M 鎂在打專利官司上面,預估會花超過 10M [15],不過拿到專利之後賺的錢應該會遠遠超過 10M,而且還有可能得到諾貝爾獎,花這錢值得啊,不知道最後專利權會判給誰。是說上個月看到一篇財經報導說,CRISPR 已經引起投資者關注,預估會吸引到超過 1B 鎂的投資,在 2019 年的時候 gene-editing 的市場可以達到 3.5B 鎂的價值,但是目前連專利權到底會是誰的都不知道,所以現在丟錢是在賭誰會贏嗎?XD

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雖說學界知道 CRISPR 這個東西已經有 20 年了,不過真的可以應用在 gene-editing 上面的話,第一篇發表的 paper 應該是 Jinek 2012 那篇吧,到現在也不到五年的時間,今年六月已通過美國 NIH 核准,現在在等 FDA 認證,準備在今年年底進入 clincial trial,用來治療 HIV [4],這項技術的發展真的超神速。這個臨床試驗是由 UPenn 的 Carl June 領導,把病人的免疫細胞 T cells 抽出來後,用 CRISPR-Cas9 插入一個癌症細胞才有的接受器基因 NY-ESO-1,然後阻斷 T-cells 表面本來就有的一個蛋白的基因 PD-1,之後再把基因改造過後的 T-cells 輸回病人體內。CRISPR-Cas9 目前最大的瓶頸就是會出現 off-site target editing,不過 June 說他們檢測了 148 個他們擔心會被 Cas9 切掉的基因,發現都是切在沒有影響的地方 [5]。聽起來好像滿安全的,不過只檢測了 148 個基因感覺有點少。

除了上面說的專利權爭議外,就是應用上的爭議,像是用在人類胚胎上有倫理上的問題,之前吵比較大的大概就是中國有研究團隊把 CRISPR-Cas9 用在人類胚胎上,他們本來是想把那篇研究發表在 Nature 或 Science 上的,結果這兩大期刊都覺得這在倫理上有問題便退了他們的稿 [9],沒想到中國團隊就把它發表在某個小期刊上,之後就有好幾位科學家聯名在 Nature 上發了一篇文章請大家正視這個問題 [6],Nature 也一連發了好幾篇相關新聞 [7-9]。

(題外話)今天實驗室聊到 CRISPR-Cas9 的臨床試驗,我們實驗室有人知道 CRISPR-Cas9 進入臨床後覺得沮喪,原因是他認為這樣看來 CRISPR-Cas9 似乎可以取代任何藥物治療,那他以後就沒工作了。(哭哭 XD)


2017 updated news [16-20]:

MIT Broad 贏了美國的專利,因為法官認為 MIT 和 UBC Berkeley 的專利不衝突,MIT 申請的專利並不涵蓋在 UC Berkeley 的之下,但是歐盟給了專利給 UC Berkeley,認為 UC Berkeley 的發明就已經包括 prokaryotic 和 eukaryotic,所以專利應該是屬於 UC Berkeley。


2022 updated news [21-23]:

Dr. Doudna 和 Dr. Charpentier 雖然得到 2020 Nobel Prize 的化學獎,但卻在 2022 年年初打輸了打了七前的 CRISPR 專利權官司,真是令人桑心。QQ



延伸閱讀:

關於 CRISPR-Cas9

把 CRISPR 用在人類胚胎上:這次換美國了~


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Articles:

1. H Ledford. The unsung heroes of CRISPR. Nature, News (2016)

2. Bitter fight over CRISPR patent heats up. Nature (Jan 2016)

3. The Scientist: “Heroes of CRISPR” Disputed

4. S Reardon. First CRISPR clinical trial gets green light from US panel. Nature, News (2016)

5. J Kaiser. First proposed human test of CRISPR passes initial safety review. Science, News (2016)

6. E Lanphier et al. Don’t edit the human germ line. Nature (2015)

7. D Cyranoski. Scientists sound alarm over DNA editing of human embryos. Nature, News (2015)

8. D Cyranoski. Ethics of embryo editing divides scientists. Nature, News (2015)

9. D Cyranoski and S Reardon. Chinese scientists genetically modify human embryos. Nature, News (2015)

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Publications:

10. E Lander. The Heroes of CRISPR. Cell (2016)

11. B Wiedenheft et al. RNA-guided genetic silencing systems in bacteria and archaea. Nature (2011)

12. M Jinek and K Chylinski et al. A Programmable Dual-RNA–Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity. Science (2012)

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Updated news:

13. MIT Technology Review / In CRISPR Fight, Co-Inventor Says Broad Institute Misled Patent Office (Aug 17, 2016)

14. STAT / Lies, damn lies, and CRISPR: the legal battle escalates (Aug 17, 2017)

15. STAT / CRISPR patent fight: The legal bills are soaring (Aug 16, 2016)

16. Science / Round one of CRISPR patent legal battle goes to the Broad Institute (Feb 2017)

17. Nature / Broad Institute wins bitter battle over CRISPR patents (Feb 2017)

18. The Scientist / Broad Wins CRISPR Patent Interference Case (Feb 2017)

19. Science / Europe says University of California deserves broad patent for CRISPR (March 2017)

20. The Scientist / UC Berkeley Receives CRISPR Patent in Europe (March 2017)

21. Science / The latest round in the CRISPR patent battle has an apparent victor, but the fight continues (Sept 2020)

22. Science / New CRISPR patent hearing continues high-stakes legal battle (Feb 2022)

23. Science / CRISPR’s Nobel Prize winners defeated in key patent claim for genome editor (March 2022)


補充:Doudna's TED Talk












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