基因编辑TOP10：Precision 编辑天然酶,“自定义”精准CAR-T合作诺华，预计收获超14亿美元

2022年6月22日，位于美国北卡罗莱纳州的基因编辑公司Precision BioSciences, Inc.(NASDAQ:DTIL) 宣布与世界三大药企之一的诺华制药(Novartis Pharma AG)签订了全球独家体内基因编辑研发合作协议。Precision BioSciences(下文简称：Precision)将通过其独有的ARCUS基因组编辑技术定制出一款用于一次性转化治疗血红蛋白病(如镰状细胞病和β地中海贫血症等)的核酸酶，诺华将负责所有后续研究、开发、制造和商业化活动的责任。通过本次合作，Precision将获得超14亿美元的付款，产品成功商业化后，公司也将获得商品销售的分层版税。

这并不是Precision第一次通过独家的ARCUS基因组编辑技术与大型医疗企业合作。在此之前，公司与礼来、杜克大学、宾夕法尼亚大学等大型医疗企业和高校都进行了深度合作，并在杜氏肌营养不良症、R/R多发性骨髓瘤、乙型肝炎病毒等方面的研究取得显著成果。

Precision BioSciences曾经合作的部分企业和高校及研究项目

ARCUS基因组编辑技术究竟如何进行，拥有何等优势，能够不断吸引新的研究合作机构自掏腰包参与其中？这要从Precision两位创始人向大自然“寻找基因组编辑”开始。

Derek Jantz博士与Jeff Smith博士从藻类衣原体莱茵哈蒂(Chlamydomonas reinhardtii)中发现了I-CreI内切酶。与ZFN，TALEN或CRISPR/Cas9不同，I-CreI是一种天然酶，可以进化到编辑大型复杂的基因组。在自然界中，它负责通过使用HDR过程插入基因来修饰藻类基因组中的特定位置。

 联合创始人兼首席科学官Derek Jantz博士（左） 联合创始人兼首席技术官Jeff Smith博士（右）

二位博士发现了I-CreI内切酶在精准目标编辑、尺寸结构简单、易于DNA愈合等天然优势，于是他们通过对I-CreI进行不断的重新编辑，让I-CreI获得不同的DNA识别性，并将这一蛋白质工程法命名为ARCUS基因组编辑技术，将该过程获得的产物命名为ARCUS核酸酶。

I-CreI内切酶被重新编辑后成为ARCUS单链核酸酶

具体来说，二位博士发现的天然I-CreI靶位点是伪回文的：碱基序列的前半部分大约是序列后半部分的镜像。而回文DNA位点在大多数基因组中很少见，因此需要开发额外的技术来克服因此对DNA靶点多样性的限制。

ARCUS工艺设计为每个靶点制造两种重新编程的I-CreI蛋白，然后将这两种不同的蛋白质连接在一起，形成可以从单个基因表达的单个蛋白质——ARCUS单链内切酶。该过程使ARCUS核酸酶能够和天然I-CreI一样，使用内切酶识别并切割非回文靶位点，并且拥有体积小、易传递的特点。

截至2021年12月31日，Precision已开发出的其中6种ARCUS核酸酶在全球拥有或在申请专利超290例。

鉴于ARCUS核酸酶的精准性、易传递性等优秀的综合能力，Precision决定将其应用于精准高效的同种异体CAR-T免疫疗法。

制作同种异体CAR -T细胞，需要对健康捐献者的T细胞进行两次基因编辑。首先，需要删除编码TCR的基因，以防止供体来源的T细胞在患者中引发移植物抗宿主病(GvHD)。其次，需要将特定癌症的抗原受体CAT精准嵌入到T细胞的DNA中，以使T细胞能够识别和杀死该类癌细胞。

Precision开发出“一步法”同时实现两种遗传变化，即使用ARCUS将CAR基因直接插入编码TCR的α亚基的基因中。这种方法增加了编码CAR的DNA，同时破坏了编码TCR的DNA，用一个基因替换了另一个基因。该方法在美国已获得9项专利技术的保护，并且Precision的试验证明通过ARCUS处理的T细胞表现出更少的抗宿主反应及并发症。

AECUS技术参与的同种异体CAR-T治疗的流程图

经过编辑的T细胞将被冷冻罐装并运输至各地医院，当患者需要开始CAR-T治疗时可直接提供给患者，不再需要等待制造。同时，CAR-T疗法能够在不伤害患者自身的情况下攻击和消除癌细胞。一旦CAR-T细胞的工作完成，患者的免疫系统将自行清除剩余的CAR-T细胞。随着癌症患者的治疗推进和供体T细胞的消失，患者的免疫系统得以逐渐恢复。

目前，Precision正在研究多种现成的同种异体CAR-T细胞疗法候选药物，旨在为血液系统疾病和血癌患者的潜在治疗提供选择。现已进入临床阶段的候选药主要针对套细胞淋巴瘤、R/R B细胞前体急性淋巴细胞白血病、R/R多发性骨髓瘤等。其中PBCAR0191和PBCAR269A现已获得FDA的快速通道认证和罕见药认证，PBCAR19B的研究型新药申请也于2021年01月19日被FDA接受。

作为以科研技术为主导的公司，Precision从2006年成立至今，在研究开发方面的支出一直远远高于一般行政支出，占到总运营成本的75%及以上。除2021年与公司收入接近外，2018-2020年在研发方向的支出金额达到每年收入金额的4倍以上。

Precision BioSciences 2018-2022年收入与运营开支情况(数据来源：公司年报)

高额的研发开支自然离不开投资机构的支持。截至目前，Precision通过融资及公开发行股票累计获得资金近4亿美元。在2018年的B轮融资就拿下由38家投资机构提供的1.1亿美元。并于次年完成IPO，共募集资金1.454亿美元。

Precision BioSciences 历年融资情况(数据来源：Crunchbase)

功夫不负有心人，Precision于2019年被评为“全球10大基因编辑公司”。从实验室走向商业化，Precision也为其符合cGMP的专用制造设施MCAT配备了超33800平方英尺的空间，并配套4个洁净室，用于CAR-T细胞、mRNA和AAV生产，以及同种异体CAR-T免疫治疗平台的开发。

通过本次与诺华的合作，Precision将现金预算拓展到了2024年第二季度。相信ARCUS核酸酶的精准可变性和CAR-T治疗的高效性在未来能创造处更多可能性，也期待有更多通过CAR-T治疗各类癌症的候选药获得FDA批准上市。