专访启函生物杨璐菡:从哈佛回国创业,致力通过基因编辑普及细胞和器官治疗 | 未来百科004期

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撰文 | 李黎
编辑 | 王聪

一手访谈,为你呈现启函生物的研发近况与愿景。作为全球生命科学领域顶级青年科学家,杨璐菡的理想将激励更多BioTech科学家,共同推进中国生命科学领域的发展。

从哈佛回国创业,致力通过基因编辑普及细胞和器官治疗

近日,启函生物完成6700万美元的 A++ 轮融资,推进启函生物在细胞治疗领域的IND研究和低免疫性项目以及生产。

这家低调的生物科技公司的创始人杨璐菡有着醒目的背景。2008年,从北京大学本科毕业之后,杨璐菡前往哈佛大学攻读博士,师从著名遗传学家 George Church 教授。2013年,杨璐菡在国际顶尖学术期刊 Science 发表论文,将CRISPR系统成功应用于人类细胞基因编辑,之后再发表 Science 论文,解决猪器官用于人体移植的重大难关。

2014年,她与 George Church 一起成立了 eGenesis 公司,致力于将异种器官移植带向临床应用。2017年杨璐菡回到中国杭州,成立了启函生物,继续攻关猪器官异种移植,并开发了启函独有的“移植免疫兼容”的细胞和器官平台。

作为从全球顶尖学术殿堂哈佛大学回国的青年科学家,杨璐菡对于中国生物科技产业的未来充满了热望,在未来百科的访谈中,她相信中国在10年之后一定是经济体量最大的国家,也相信中国10年之后会有真正以创新为主的生物科技公司。而杨璐菡心目中的生物科技公司应该长这个样子:

第一,这个公司一定要有治病救人的产品,而且这个产品医疗支付体系能承载;
第二,这个公司有真正的核心技术和创造力;
第三,这个公司有各方面的人才;
第四,这个公司不仅是可以做出产品,销售到全球,去治疗全世界的的病人。而且在科研和药物转化上面也有自己独特创新的地方,可以跟全世界分享。

杨璐菡还说到,期待启函生物10年之后有机会成为生物科技领域的标杆式公司,希望通过此次未来百科的访谈,一方面告诉大家启函生物在做什么,是一家什么样的公司,以及希望成为什么样的公司。另一方面,也希望大家关注启函生物的产品和未来发展。

未来百科:当初为什么选择创建启函生物,确定了这个方向呢?

杨璐菡:我们的愿景是创造一个让细胞和器官治疗普及到每一位患者的世界,我们也立志成为世界上最好的基因编辑和细胞治疗公司。

未来百科:2020年9月,你带领启函生物的研发团队在 Nature Biomedical Engineering 期刊发表论文,开发了可用于临床器官移植雏形的猪3.0,业界给予很高的评价,猪3.0距离真正的临床应用还有哪些问题呢?

杨璐菡:启函生物的主营业务是细胞和器官治疗,我们有两个基础的平台技术,一个是多基因打靶,可以在一个细胞插入和修改上百个基因,而且有很高的精确度、效率和安全性,这是非常领先和独特的一个平台。第二个平台是免疫移植,对于细胞和器官治疗,都存在着移植到病人体内之后的免疫排异问题,怎么样理解排异并且解决它是深挖了很多年的一个难点。

基于这两个平台技术,我们一方面可以做出用于器官移植的异种器官;另一方面能够做出可以大规模批量生产用于同种异体细胞移植的细胞治疗产品
对于猪3.0,在这篇论文中我们在免疫层面修改了12个基因,包括敲掉了3个主要的抗原和插入了12个和免疫有关的因子,是希望能增加猪器官和人类身体的兼容性,在论文中可以看到,我们最后是把基因编辑后的猪的细胞和人的细胞对比,把各种人的免疫刺激加上去,发现基因编辑后的猪细胞已经可以抵御大规模的人的抗体、补体、天然和免疫细胞的杀伤作用。

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我们还有另外一篇论文,现在正在审稿中,我们把基因编辑后的猪肾移植到了非人灵长类动物体内,作为一个临床前模型来验证基因编辑后的异种器官在宿主体内长期的兼容性和存活性。初步数据证明,基因编辑过的猪肾可作为唯一的肾脏支持非人灵长类动物长期存活,这对我们来说是一个很振奋人心的消息。因为一个未经修饰的猪肾放到猴子体内,短短几分钟后猴子就会在免疫排异作用下失去生命体征,但是我们基因编辑后的猪肾可以在猴子体内稳定发挥功能并使猴子长期存活,这个结果足以支持我们进入到临床

但不可避免的是,在这个过程中我们发现一些非人灵长类动物在接受异种移植早期也出现了排异或者凝血问题,这说明这个体系还有需要摸索的地方,这也是走上临床研究的一个必经之路,我们要摸索并找到这些变量,进一步稳定异种移植器官在宿主体内的免疫兼容性。

当然,异种器官移植走上临床,除了科学层面的问题,还有很多监管、伦理、生产的问题需要解决,这也是启函的长期愿景。

在近期,我们用这两个平台技术,多基因打靶和免疫移植来修改人多能干细胞,希望做出不被免疫排异的细胞,把他们作为种子细胞库,从中源源不断地分化出大量免疫细胞,让细胞治疗从一个自体移植的复杂疗法变成一个异体移植的药物。这是我们2020年开始的一个重点项目,也是我们近期希望能早日走上临床的一个项目。

未来百科:今年3月29日启函生物宣布完成了6700万美元的A++轮融资,推进细胞治疗进入临床研究。这是否可以理解为启函生物将重点放在了细胞治疗,而暂缓了异种器官移植呢?

杨璐菡:我们在细胞治疗和异种器官移植这两条路径上都在开拓,而且这不是排他的关系,因为这两条路径在平台技术和层面上是相同的,细胞治疗做好的话,也是为未来的器官移植做好铺垫。

未来百科:无论国外还是国内,细胞治疗领域的竞争越来越激烈,启函生物选择进这个竞争激烈的领域是基于怎样的考虑?公司具有哪些优势?

杨璐菡:以Kymriah为代表的CAR-T疗法,现在已经在商业化上取得了一定的成功,但它们在成本、规划化生产等方面还有发展的空间,实际上是一个高度定制化的复杂疗法,跟我们传统上说的药还有区别。

那怎么样来解决这个问题呢?我们觉得必须解决两个瓶颈,一个是产量,即使是通用型CAR-T的T细胞也是一个终端分化细胞,规模化生产还是受到很大的局限性。启函现在的技术是利用多能性干细胞的无限分裂和分化的潜力,实现大批量免疫细胞的生产

我们的第一个产品是自然杀伤细胞(NK细胞),我们现在可以一次性生产上千人剂量的NK细胞,每一个剂量的成本大幅下降。从GMP生产的角度来说,这能够大大减低细胞治疗的成本,也使其得以规模化。

但是只解决这个也是不够的,还要解决免疫排异问题,因为即使我可以生产出1000份NK细胞,这些细胞移植后仍然会被宿主身体的免疫系统排异。到底哪里需要修改和如何修改,实现免疫兼容?在这方面启函的优势是我们已经成功地将基因编辑修饰后的猪肾移植给猴子,并且存活了一年时间。在同种异体排异方面,无论从科学研究层面还是执行层面,启函都具有很多优势和技术壁垒

未来百科:2020年2月,Carl June教授发表了一篇Science论文,通过多重CRISPR/Cas9编辑工程改造的T细胞进行癌症治疗临床试验,并证实了该策略的安全性和可行性。启函生物在CRISPR基因编辑领域经验丰富,是否有相关的研发计划?

杨璐菡:这是一个非常好的问题,Science 的这篇论文证明了可以修改T细胞,并且没有发现T细胞会不受控制大量增生,但发表的数据还是一个初期实验,其中的小细节是文章中仍然是对自体细胞的基因编辑并移植。

在基因编辑疗法的应用上,主要是看两个方面:一个是有效性,一个是安全性

从有效性来讲,包括一个靶点的有效性和多个靶点的有效性,以及基因敲除和插入的有效性。
 
2017年我们在 Science 发表论文,可以在一个细胞里修改62个基因。而去年我们在 Science 发表的论文显示,我们不仅可以一次敲除几十个基因,还可以同时高表达9个外源基因,而且是在体内持续高表达。这个通量超过了其他研究团队一个数量级,如何执行这种高通量的基因插入和敲除,并且这些插入和敲除可以真正的体现到蛋白表达的水平,这个不仅是对CRISPR基因编辑工具的应用,还需要很多设计,这是启函具有自己独特优势的地方。

安全性来讲,很多人担心CRISPR基因编辑的脱靶性,实际上越来越多的研究发现,我们也关注上靶的毒性。基因编辑工具CRISPR-Cas9介导的DNA双链断裂,可能会导致碱基的缺失、插入等等。如果需要靶向多个位点,还可能引起基因组重排,Carl June 的这篇 Science 论文就发现被编辑后的T细胞里有很多出现基因组重排,只是他们验证说这些出现重排的细胞不会特异性增生,所以就算有基因组重排的现象,它致癌的可能性至少是现在看不到的,大家也在收集长期数据。

你可以想象,当需要多基因打靶的时候,要编辑多个位点,就会造成更多DNA双链断裂,发生基因组重排的可能性就更大了。为了保证安全性,启函做了很多的优化考量,尤其是对我们产品研发很有帮助的两个技术:第一个是提高多位点打靶效率,第二个是如何监测并解决多位点打靶导致的上靶风险。

未来百科:成立以来启函生物的融资已经超过1亿美元,所以对于下一轮融资有什么计划?公司的发展计划是怎样的?

杨璐菡:我很感谢一路陪伴启函的投资人,包括红杉资本招银国际还有新加入的礼来亚洲基金,这些投资人不仅信任启函的团队,也在一路上指导我们并鼓励我们往前走。2021年对启函生物来说是非常重要的一年,我们主要的关注点还是想把第一个产品尽早做上临床,以展示启函生物多点打靶和免疫移植的优势,将其真正应用到同种异体移植的细胞治疗新产品上,这对我们来说是很重要的。

我相信未来我们一定可以做出更好的产品,并且也能做出 first in class 的创新产品,融资其实也就是水到渠成的事情。

未来百科:启函生物的团队是怎么建立的?对于团队建设有什么样的规划?

杨璐菡:我很骄傲,在启函,我们有一支世界一流的Discovery团队,这是一支富有创造力,梦想和执行力的团队。我们现在正在建立一个稳健的生产团队,我也希望有更多志同道合,希望能投身到生物制药领域的伙伴加入我们。

未来百科:启函生物的生产团队是在国内还是国外的?

杨璐菡:我们的科研团队和生产团队都在杭州,现在公司规模已经达到了70人。

未来百科:目前已经上市的CAR-T疗法都是治疗血液类肿瘤,还没有在实体瘤领域取得实质性突破,你觉得新型CAR-T在治疗实体瘤方面有哪些优势呢?

杨璐菡:实体瘤难以治疗有几个原因,第一是实体瘤的肿瘤异质性很高,往往缺少有效的细胞治疗靶点。第二是免疫细胞难以进入到实体瘤里面去第三是实体瘤有非常复杂的肿瘤微环境,能够抑制进入肿瘤内的免疫细胞发挥作用。第四其实是医疗程序不兼容,在血液肿瘤的CAR-T治疗时,第一步是清髓,把病人的骨髓清掉,然后再把改造后T细胞回输进去。清髓有三个方面的作用——减少了癌细胞数量、让输进去的T细胞有了生长空间、清髓时骨髓会释放大量细胞因子,会增加输入的T细胞的生长。但实体瘤治疗中不常用清髓这一步骤,所以在这种情况下,怎么用细胞治疗治疗实体瘤病人,其实是一个很大的挑战。

所以要解决这些障碍,就需要多学科合作,包括基因编辑、细胞治疗、免疫学、肿瘤学的专家协作,了解肿瘤生物学和临床治疗状态,做出更好的细胞来一一攻克这些难点,把细胞治疗从血液瘤扩展到实体瘤。

未来百科:作为最早从事CRISPR基因编辑的研究人员之一,对于未来基因编辑治疗的发展方向和趋势,你有什么样的看法?

杨璐菡:2012年 Emmanulle Charpentier Jennifer Doudna 首次在试管中使用CRISPR-Cas9切割DNA, 2013年我们(Church)实验室和张锋实验室同时在 Science 发表论文可以在人类基因组中进行CRISPR基因编辑。我觉得这个节点特别像基因测序领域,1975年 Sanger 基因测序技术的出现,实现了测序0~1的突破。

如果我们看科学发展史的话,以基因测序做类比,从1975年到现在不管是在测序的通量、成本、复杂程度和准确度上都得到了极大地提高。我相信,CRISPR基因编辑总有一天也会被新的更先进的工具取代,或者是它有很多可以优化的空间。

从通量来说,现在基因编辑通量可以修改几十上百个基因,但是人类基因组有30亿碱基对,将来是否能够发展出更大通量的基因编辑技术?基因编辑技术对于基因敲除是很厉害的,但基因插入受到细胞自身修复机制的限制:现在大概几千bp长度插进去还行,但是高于这个的话效率很低,相信未来的基因编辑工具会在基因插入上有所增强。

对于一些临床应用,现在的Cas9蛋白太大了,AAV载体难以容纳,能否找到或开发出更小的Cas9蛋白,更好地应用于基因治疗呢?而且,Cas9蛋白属于外源性蛋白,第二次递送进人体时,会引起免疫反应?这些问题都是基因编辑发展和临床应用时需要解决的问题。


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本篇文章来源于微信公众号:药时代

发布者:药时代,转载请首先联系contact@drugtimes.cn获得授权

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