【呕心巨制&史上最全】CRISPR专利之争的前世今生和未来

青草

本文涉及缩略词
CRISPR:  Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats
ZFN: Zinc finger nuclease
TALEN: Transcription activator-like effector nucleases
dsDNA: double strand DNA
USPTO: United States Patent and Trademark Office
PTAB: Patent Trial and Appeal Board
<hr/>相信任何一位生物医学专业毕业的同学都听过CRISPR/Cas系统（没听过也没事，当我没说）。这一源自细菌的防御机制被人们工程化改造后，成为继ZFN和TALEN技术后，第三代也是当下最火的基因编辑工具。据本人粗略统计，CRISPR目前在血液疾病、癌症、遗传性眼病、糖尿病、传染病、炎症性疾病和蛋白质折叠障碍等领域有超过150个临床试验正在进行（FDA批准，clinicaltrials.gov）。此外，由CRISPR/Cas系统衍生的碱基编辑器、Prime editing等均在不同的研发阶段有所布局，展现出巨大的应用潜力。
虽然早在1987年CRISPR现象就被报道，率先将CRISPR/Cas系统应用于基因编辑领域的三位科学家分别是：来自维也纳大学的Emmanuelle Charpentier，来自UC Berkeley的Jennifer A. Doudna，以及来自哈佛大学、Broad研究所的华人科学家Feng Zhang（张锋）。
2020年，Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna因为将CRISPR系统用于基因编辑而获得诺贝尔化学奖，“for the development of a method for genome editing”。
伴随CRISPR展现出巨大临床价值的，是持续了将近9年且至今仍有争议的专利之争！
<hr/>经过各方信息搜集，汇总CRISPR专利相关时间点如下，具体专利内容可以检索美国专利局官网（uspto.gov）。
2011年3月，Doudna和Charpentier开展合作，研究细菌的CRISPR系统。
2012年5月25日，Doudna、Charpentier、Martin Jinek 和维也纳大学的 Krzystof Chylinski 首次申请了在所有环境中进行 CRISPR/Cas9 基因编辑的专利申请。注：该团队后成为CVC（California大学 + Vienna大学 + Charpentier）。
2012年6月28日，Doudna和Charpentier在Science发表“A Programmable Dual-RNA–Guided DNA Endonuclease in Adaptive Bacterial Immunity”的论文，第一次报道CRISPR介导的Cas9具有定点切割DNA的能力，这种能力是可编程的；并且实验证明将tracrRNA:crRNA 设计为单个RNA（guide RNA）嵌合体时，也能指导序列特异性Cas9切割dsDNA。
2012年12月12日，Feng Zhang在的Broad研究所提交了一项专利申请，以在植物、动物和人类细胞（真核生物）中使用 CRISPR/Cas9。
2013年1月3日，Feng Zhang在Science发表“Multiplex Genome Engineering Using CRISPR/Cas Systems”的论文，第一次实现在人和小鼠细胞的内源基因组位点诱导精确切割。需要提一点，同期Science发表科学狂人George M. Church的论文“RNA-Guided Human Genome Engineering via Cas9”。还需要提一点，基因治疗公司Editas Medicine就是Feng Zhang和George M. Church等人一起成立的公司。
2013年1月29日，Doudna在Elife发表“RNA-programmed genome editing in human cells”的论文。
2013年3月16日，USPTO修改规则（没看错，是的）。在此之前，USPTO 在“首先发明（first to invent）”制度下运作，而不是根据《美国发明法案》实施的“首先申请/归档（first to file）”制度。那时，发明者是第一个构思发明并将其付诸实践的人。按照那时的规则，Doudna和Charpentier是最早构思CRISPR/Cas9进行基因编辑的人，其历史甚至可以追溯到2012年3月1日（可能是根据当时的实验记录等）。
However, 在此之后，USPTO的规则改了，改成了“首先申请/归档（first to file）”。
2014年4月15日，Broad 研究所获得了针对植物和动物细胞的CRISPR/Cas9的第一项专利，专利号US8,697,359。
2015年4月，CVC团队的律师要求对Feng Zhang的专利号 8697359 以及他此后提交的其他九项与 CRISPR 相关的专利进行干扰程序。2015 年 12 月 21 日由专利局审查员推荐了此程序。专利审判和上诉委员会于 2016 年 1 月 11 日批准了干扰程序，以平衡双方的竞争环境。
2017年2月15日，PTAB确定Broad 的专利权利要求与加州大学伯克利分校的专利权利要求之间没有冲突，因为 CRISPR/Cas9 在细胞环境中的使用不同。CVC的声明适用于任何环境中的 CRISPR/Cas9 系统，而 Broad 的声明仅限于真核细胞中使用的CRISPR/Cas9 系统。因此，它们分别可申请专利。
CVC团队不服，提起上诉，2018年PTAB作出裁决：“Broad 提供了足够的证据表明，它的所有权利要求都仅限于真核生物环境中的 CRISPR-Cas9 系统，与 UC 的权利要求并不属于同一发明，后者均针对不限于任何环境的 CRISPR-Cas9 系统. 具体来说，有证据表明，在真核细胞中发明此类系统不会比在任何环境（包括在原核细胞或体外）中发明 CRISPR-Cas9 系统更明显，因为本领域的普通技术人员不会“有合理的预期 CRISPR-Cas9 系统在真核环境中取得成功。这一证据表明，双方的主张没有干涉”。原文是：“Broad provided sufficient evidence to show that its claims, which are all limited to CRISPR-Cas9 systems in a eukaryotic environment, are not drawn to the same invention as UC&#39;s claims, which are all directed to CRISPR-Cas9 systems not restricted to any environment. Specifically, the evidence shows that the invention of such systems in eukaryotic cells would not have been obvious over the invention of CRISPR-Cas9 systems in any environment, including in prokaryotic cells or in vitro, because one of ordinary skill in the art would not have reasonably expected a CRISPR-Cas9 system to be successful in a eukaryotic environment. This evidence shows that the parties&#39; claims do not interfere.”
2019年6月，PTAB发起第二次干预程序。在这次的干预文件里，CVC团队避免对谁首先发明了一种方法进行任何评估，而是强调CRISPR在真核细胞中的应用。双方要求进行口头辩论（有那味儿了哈）。
2020年9月10日，PTAB裁定Broad的优先日期在CVC的优先日期之前。PTAB接受了 Broad 的要求，将其优先日期定为 2012 年 12 月 12 日，而拒绝了CVC 将其优先日期定为 2012 年 5 月 25 日的请求，因为CVC团队当时没有在真核细胞中验证CRISPR。
2020年10月7日，Emmanuelle Charpentier和Jennifer A. Doudna因为将CRISPR系统用于基因编辑而获得诺贝尔化学奖。
2022年2月4日，口头辩论，Broad描述了Feng Zhang等人的CRISPR/Cas9在真核细胞使用的证据，包括实验室笔记本、电子邮件、实验记录等。
2022年2月28日，USPTO裁定Broad最先在真核细胞中使用CRISPR/Cas9系统进行基因编辑。这是CRISPR/Cas系统进行基因编辑的关键专利。同一天，Intellia发布了有关其主要候选药物的有希望的数据，但股价仍下跌了 21%。Intellia 是Doudna 创立的公司。
<hr/>至此，美国将与 CRISPR/Cas9 基因编辑相关的关键专利授予Broad研究所，这可能意味着与加州大学和维也纳大学之间长期存在的发明权纠纷的终结。
曾经通过CVC团队授权专利使用的公司，现在可能需要重新向Broad研究所寻求授权。我们国内利用CRISPR/Cas9技术进行基因编辑的公司，未来的路又该怎么走呢？
<hr/>参考
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封面图片来自Alamy

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