专访贝斯生物创始人徐天宏博士，看贝斯生物在基因编辑和NK细胞治疗领域的底层技术创新|【峰客访谈】
引言：近年来随着CAR-T等细胞免疫疗法的不断崛起，NK细胞疗法赛道也风生水起。由于NK细胞具有不受MHC限制、无需致敏、直接识别和杀伤肿瘤细胞的特性，它是与生俱来的肿瘤杀手。且NK细胞过继免疫治疗不产生细胞因子风暴、无移植物抗宿主疾病(GVHD)、无神经毒性，是兼具有效性和安全性的癌症免疫疗法,这些优点不断引起生物制药行业的兴趣。然而，NK细胞本身还存在体外扩增倍数低、转染效率低等问题，这也是整个NK细胞疗法突出的行业痛点。
就在近期，FDA最近出台了基因编辑产品的指南草案， 对于基因编辑产品，重点关注其安全性，包括编辑效率，sgRNA依赖及sgRNA非依赖的脱靶，DNA双链断裂导致的染色体结构异常。毕竟没有人希望在编辑一个目标突变的同时，产生了数百甚至数千个脱靶和染色体异常。因此，开发出高效，安全，极低脱靶的编辑技术一直以来是基因编辑领域的圣杯。
在刚刚过去的，医麦客主办的“蓄力前行，助航新生——2021 CSGCT基因与细胞治疗医学峰会” 贝斯生物创始人徐天宏博士进行了发言，和行业大咖及现场观众共同分享了在NK细胞疗法领域的创新思路和研发收获，让与会者领略到耳目一新的碱基编辑、先导编辑、super NK等技术的魅力所在。《峰客访谈》栏目组也在会议期间采访了徐博士并就基因编辑领域的相关话题展开讨论。
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徐天宏， 具有20年中美临床医生、生物医药研发、创业和风险投资经验。早年毕业于复旦大学，在美国贝勒医学院获得人类和分子遗传学博士学位。于2021年4月正式创立贝斯昂科，核心团队包括在基因编辑领域具有20年经验的国际领先的科学家，NK细胞治疗领域深耕15年的专家，以及在中美两地将多个免疫细胞治疗药物从早期研发到成功IND，并开展注册临床试验的CMC及临床专家。
底层基因编辑专利技术
徐天宏博士表示：由于CRISPR/Cas9基因编辑技术是编辑效率最高、最简便、成本最低、最容易上手的基因编辑技术之一，基于CRISPR/Cas蛋白的基因编辑、碱基编辑已经成为生命科学领域的基本技术，广泛地应用在生物医药，诊断，农业畜牧业，合成生物等诸多领域。但作为一项专利技术，CRISPR 的任何商业用途——从内部研发一直到市场——都需要获得专利持有人的许可。
CRISPR 不仅因其科学潜力而迅速受到关注，而且围绕维也纳大学和加利福尼亚大学(Charpentier和Doudna)(统称为 CVC)以及MIT的 Broad 研究所(张峰， David Liu)之间围绕该技术的各种专利纠纷也引起了媒体的广泛关注。这两个团体都拥有CRISPR 技术的底层知识产权 (IP)，这些技术必须获得许可才能用于商业用途。
美国于 2022 年 2 月作出的最新裁决支持 Broad 研究所在真核细胞中具体使用 CRISPR/Cas9 系统的发明优先权。这引发了戏剧性的头条新闻和社交媒体的喋喋不休，可能导致一些人错误地认为 CVC 不再拥有 CRISPR/Cas9 技术的任何专利权。事实上，这一最新裁决对 CVC 授予的任何美国基础专利都没有影响，这些专利涵盖了 CRISPR/Cas9 在所有环境中的组成和使用，包括在欧盟、中国、日本和其他地方等 80 多个国家拥有的真核细胞的应用。CVC 保留 40 多项美国专利的权利，涵盖 CRISPR/Cas9 基因编辑的一系列组合物和方法，并拥有 CRISPR/Cas9 DNA 修饰方法的欧洲及中国专利，涵盖在细菌、植物、动物和脊椎动物细胞中的应用包括人类在内的动物。
因此，大多数 CRISPR/Cas9 的商业研究和应用可能需要从 CVC 许可开始，并且可能还需要来自 Broad研究所 的单独许可，具体取决于地理区域和特定用例。
在采访中，徐天宏博士还提到CRISPR -Cas9是目前为止在哺乳动物细胞中最好用的基因编辑工具，其他的CRISPR系统的DNA编辑工具还有Cas12a(Cpf1),Cas12d(CasY),Cas12e(CasX),Cas12f(Cas14),但都不如Cas9的编辑功能强大。比如，Cas9只需要与其靶标相邻的“GG”序列，而原始Cas12需要序列“TTTV”(其中V是A、C或G)，Cas12 的最新衍生物只需要“TT”。然而，大多数哺乳动物基因都富含 GC，这意味着不难找到将 Cas9 定位到特定位置所需的 GG。相比之下，典型的富含 Cas12识别的TT的PAM在细菌基因组中更丰富，因此在哺乳动物基因组中的靶向能力更有限。仅基于这一点，许多研究人员发现 Cas9 在哺乳动物系统中的使用更加灵活。Cas12a(Cpf1)的底层专利在MIT的 Broad 研究所。
基因编辑的底层技术是个卡脖子生物技术，中国公司要从CVC和MIT的 Broad 研究所获得专利授权越来越复杂，条件越来越苛刻，因为上述专利持有者自身也在很多应用领域布局了一系列公司，很难不和他们自身的布局发生冲突，并且即使花费高昂的授权费和版税获得授权，也只局限于某个特定适应症的中国区应用权益。
徐天宏博士表示：“ CRISPR/Cas9基因编辑由于其核酸酶活性产生DNA双链断裂，会造成比较多的脱靶，包括染色体结构异常，并且双链断裂会激活原癌基因P53引起的DNA损伤，上述缺陷使得CRISPR/Cas9技术在临床应用时带来潜在致癌风险。碱基编辑技术在编辑过程中不会产生DNA双链断裂，产生的脱靶突变较少，极大的保护了基因组的稳定性，因此被认为是最有前景的可安全应用于临床的基因编辑技术。但现有的碱基编辑由于其裸露的脱氨酶，依然会在DNA和RNA上产生近千个脱靶突变。
徐天宏博士在会议上向我们介绍了贝斯生物的创新的、具有自主知识产权的、且全球可自由实施(Freedom To Operate)的碱基编辑技术。该发明采用蛋白工程技术，构建了一个全新的碱基编辑器， 通过巧妙的设计将DNA和RNA上的脱靶降到了接近为0的水平，并且难能可贵的是具有和BE4max 或 AncBE4max相似或更高的编辑效率， 以及较小的尺寸。从自由实施的角度， 这项技术也不受限于CRISPR/Cas9 “卡脖子”的专利技术。该技术自从两年前发表在Nature Communication以来，已经在如293、T细胞、NK细胞、iPSC、HESC等10于种不同类型的人体细胞已经小鼠中得到了重复和验证， Beam Therapeutics最近也采用贝斯的BE技术在镰刀型贫血患者的造血干细胞中进行编辑，再次同样证明了其编辑的高效和极低的脱靶。以上相关成果相继发表在多个学术期刊上。总之，贝斯的这项接近为0脱靶率，较小尺寸，安全且高效的新型碱基编辑技术具有极大的临床应用价值。
除此之外，贝斯还拥有多项碱基编辑专利，并构建了一个丰富的碱基编辑生态系统，其中包括上百种不同优化方案的脱氨酶和Cas酶组合的碱基编辑工具，以满足不同的编辑需求。
ePE，编辑效率最高的先导编辑技术（Prime Editing）
先导编辑(Prime editing)是一种基于CRISPR-Cas系统的新一代精确基因组编辑技术，由 Broad研究所刘如谦(David R. Liu)教授于2019年发明，该技术无需依赖DNA模板便可有效实现所有12种单碱基的自由转换，而且还能有效实现多碱基的精准插入与删除。但先导编辑的尺寸较大，编辑效率低，极大地限制了其应用。
贝斯生物拥有国内第一个先导编辑的专利技术ePE，并申请了我国第一个先导编辑的PCT国际专利。ePE的具体研究内容发表于2021年5月份的Cell Research上，重点是通过对先导编辑的PegRNA的重新设计，提高其二级结构的稳定性，ePE的平均编辑效率达到50%，较David Liu发明的PE技术提高了二十倍，是目前国际上编辑效率最高的先导编辑技术。目前贝斯生物还在对先导编辑技术做进一步的升级改进，以期能够进一步提高其编辑效率，减小尺寸。
贝斯生物在Super NK领域取得多项临床前重要突破
贝斯生物的团队把基因编辑技术在国际上最先应用于免疫细胞尤其是NK细胞的改造。贝斯生物通过基因修饰大大提高NK细胞对癌细胞的识别和杀伤能力，并于2020年率先把这一类修饰过的拥有治疗多种血液瘤、实体瘤的潜力的NK细胞被命名为super NK。
贝斯生物的创始人之一朱诗国教授自从2006年MD Anderson癌症中心博士后期间与Dean Lee教授在国际上率先开始开展NK细胞的体外扩增及临床应用研究，在NK细胞领域已经专注研究了16年，取得了诸多NK领域的重要研究成果。其中在2013年发表的一篇NK细胞的体外扩增的文章被广泛引用，被认为是一项奠基性的文章，扫清了NK细胞体外扩增的障碍。此后，朱教授又不断改进并成功开发了二代的NK细胞扩增技术。可以将单份外周血来源的NK细胞扩增百万倍，即扩增到10E14，可满足近万人次的治疗剂量。二代的扩增技术除了细胞数量的几何级数增加，对NK细胞还有进一步活化和教育的作用，使得其肿瘤细胞的杀伤活性得到进一步增强；此外，对于原代NK细胞这种最难转染的细胞类型，贝斯生物的转染效率已经提高到90%以上。
在这些技术的支持下，徐博士在报告中介绍了公司最新的两个临床前研究案例，一个案例是公司的第一个Super NK产品，经基因修饰的NK510治疗晚期肉瘤的动物模型。肉瘤一直被视为冷肿瘤，对各种免疫疗法几乎不响应，并且肿瘤的异质性明显，缺乏靶向治疗药物。目前，肉瘤患者的治疗策略仍然是以手术和传统化疗为主。在贝斯生物的临床前研究发现，NK510展现出了对肉瘤细胞惊人的识别和清除效率，在动物实验中，也展现了令人惊喜的疗效。经NK510治疗后，超过60%的肉瘤荷瘤小鼠获得完全缓解，其余荷瘤小鼠均获得部分缓解；而单纯扩增未修饰的PBMC来源NK细胞治疗获得约20%的完全缓解率，其余部分缓解。
为了更好的观察NK细胞其自身的治疗效果，这两项动物研究都没有联合使用或在NK细胞中表达如IL2, IL15, IL21等细胞因子。
既然有这么成熟的科研基础，那么将super NK向临床推动的意义不言而喻。据徐博士介绍：“公司在联合创始人英函博士以及两位资深的细胞产品CMC总监的带领下，目前已经建立了成熟的临床级别的NK细胞产品GMP环境扩增和生产体系。英博士早年斯坦福大学免疫学博士毕业之后，在NCI 的Steven Rosenberg实验室从事免疫细胞治疗的博士后研究，此后在中美多家免疫细胞治疗公司担任主要的核心成员，负责过多个免疫细胞产品从早期研发到IND及临床1期的CMC全流程管理。贝斯生物将很快开展IIT临床研究，第一个Super NK产品计划明年上半年中美申报IND。”
NK疗法展望——3-5年内上市可期，希望贝斯是第一个
NK赛道的火热使得各类NK细胞产品不断出现，近两年中美两国在这一领域都得到了快速发展，但尚未有一款上市产品。谈及于此，徐博士表现得很有信心：“NK疗法具有相当大的潜力，预计从现在开始3-5年就会有第一个产品获批。当然，我希望贝斯的产品成为第一个。”
据徐天宏博士透露：“从现在的时间线上来推断，贝斯产品可能在明年的上半年就会在中美申报IND，然后去完成I期、II期临床试验，然后申报上市。因为我们生产工艺开发的比较成熟，选择的适应症比较容易招募患者，所以预计临床试验的进度较快。”
“腹有诗书气自华”，在整个采访过程中，徐天宏博士在产品研究、商业开发、技术细节，甚至是宏观布局上，都展示出对NK细胞疗法全产业链的谙熟程度。
独创的碱基编辑技术，领先的先导编辑技术，独有靶向识别肿瘤的Super NK细胞…贝斯生物向我们展示了NK疗法上的更多可能。在科研基础、经济大环境等条件欣欣向荣的当下，我们有理由相信，诸如贝斯生物等NK疗法赛道深耕者们，一定会给业界满意的答案。也期待中国NK细胞疗法能够早日上市。