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全基因组分析:儿童肿瘤突变基因全景建构

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全基因组分析:儿童肿瘤突变基因全景建构
近年来,随着人类基因组图谱的绘制,以及新一代基因组测序技术的爆炸性发展,彻底改变了我们对于癌症的认识。这些进步为癌症的精准治疗奠定了基础。
近日,《Nature》上发表了两篇论文,系首次刊发儿童癌症全基因组分析报告。在第一项研究中,Gr?bner等对涵盖24种癌症类型的961个癌症样本进行全外显子或全基因组测序分析,中枢神经系统肿瘤是此次分析的重点。在第二项研究中,Ma等用类似的方法分析了涵盖6种肿瘤类型的1699个癌症样本,尤其是白血病。这些研究对于认识儿童癌症突变基因图谱提供了难得的观察“窗口”。
1、儿童肿瘤:罕见而特殊
与成人肿瘤相比,儿童肿瘤较为罕见,仅占所有肿瘤发病的 0.6%-0.8%。0~14岁儿童发病率约为14.6/10万,据统计,我国每年新增恶性肿瘤患儿3-4万人,其中白血病位占据 1/3。尽管儿童肿瘤比较罕见,但在儿童死因中仍占据重要位置。根据我国第三次死因调查,恶性肿瘤在我国儿童死因中的排序如表1所示。
白血病位居我国儿童肿瘤发病率和死亡率首位,约占儿童恶性肿瘤的40%。按照发病率排序,之后依次为中枢神经系统肿瘤、淋巴瘤以及来源于骨、肾、肝、甲状腺、卵巢、睾丸以及口咽的恶性肿瘤
儿童恶性肿瘤是目前少数可以治愈的癌症之一。肿瘤5年生存率代表着国家的肿瘤诊治水平,美国儿童肿瘤5年生存率平均为78%,我国儿童肿瘤5年生存率平均为72%。
从疾病谱来看,儿童肿瘤与成人肿瘤截然不同。成人肿瘤以肺癌、食管癌、肠癌等为主,发病原因 80%与环境因素相关。而儿童肿瘤主要分实体瘤和血液系统肿瘤两大类,发病原因与遗传的关系更大。
在儿童恶性肿瘤的治疗中,药物的研发是一个短板。目前针对儿童患者的抗肿瘤药物几乎没有,一是因为病人总体数量太少,药厂不愿投入研发经费;还有就是由于法规的限制,导致一些效果较好的药物,不能在患儿身上做临床试验
2、全基因组分析:厘清差异,寻找药物靶点
上文提及的儿童癌症全基因组分析报告正是利用基因组学抵御儿童癌症的运动的一部分。在世界各地,研究人员联合起来分享基因组学数据、技术和细胞系,这些技术和细胞系可用于研究这些疾病。归纳起来看,该报告披露了儿童肿瘤突变基因的四个要点。
第一,与成人癌症相比,儿童肿瘤的基因突变和染色体结构变异更少。例如,Gr?bner等报告了一个基因,其在儿童癌症突变率比成人癌症低14倍。此外,两组研究人员都发现,儿童癌症基因组的总变异数与患者年龄呈正相关。这些发现与细胞随着年龄增长而发生突变的观点是一致的。
第二,与成人癌症伴多种突变基因不同,儿童癌症通常由单一的突变基因引起的。例如,在Gr?bner和他的同事分析中,57%的癌症都是由单个突变基因引起的。众所周知,成人癌症在发展过程中往往会累积各种突变,这是药物产生耐药性的一个原因,同时也会干扰研究者对致病基因的甄别。
第三,在肿瘤突变基因图谱上,儿童与成人有较大的差异。在儿童肿瘤中,只有30%的显着突变基因被Gr?bner和他的同事所鉴定;而Ma和他的同事发布的报告中,儿童肿瘤突变图谱与成人只有45%的重叠。
第四,或许也是最有趣的,突变基因在儿童癌症中具有特异性。突变基因在不同类型的儿童肿瘤中重叠程度很小,这与成人癌症形成了鲜明的对比,因为不同类型的成人癌症之间更频繁地“共享”相同的基因突变。目前的研究结果可能反映了成人和儿童癌症发展的不同路径。
以上四点介绍了该报告的基本轮廓。
3、结 语
儿童癌症是罕见的肿瘤,需要持续的协作和数据共享,才能从每种类型的肿瘤中收集足够的样本进行分析。这些新发现对于儿童肿瘤的发病机制、检测手段、治疗药物甚至精准治疗都有很大的启迪。这是关键的一步,为下一步大样本儿童肿瘤的分析工作铺平了道路。(生物谷Bioon.com)

细胞、基因类产品的欧盟监管概况

基因君


2017年被称为CAR-T元年,美国FDA历史性的批准了第一个细胞疗法药物,整个业界为之沸腾。随之而来,越来越多的企业涉足该领域,由此带来的监管挑战也愈发明显。这类产品有区别于传统化学药品和生物制品的属性,比如高度的可变性,批量小等,如果用评价传统药物的视角衡量这类产品,显然是不切实际的。欧盟一直是药品监管的先驱者,其在生物仿制药的作为就可见一斑,那其目前在细胞、基因类产品的监管上也建立了比较完备的体系。
 
在欧盟,像CAR-T这类的药品被称为前沿药品 (Advanced therapy medicinalproducts, ATMPs),总共有三个类别:基因治疗药物(gene therapy medicines)、体细胞治疗药物(somatic-cell therapymedicines)和组织工程药物 (tissue-engineeredmedicines)。另外,有些ATMPs会跟医疗器械组合,这类产品被称为组合前沿药品(combined ATMPs)。下面就从组织架构、法规框架和指导原则这三个维度介绍欧盟在ATMPs类产品的监管体系。
 
组织结构

同传统药品一样,欧洲药品管理局 (EMA)主管ATMPs类产品的审批。但在组织结构中,有一个名为前沿治疗委员会 (Committee for AdvanedTherapies, CAT) 的机构在ATMPs类产品的审评中处于核心地位。它是一个多学科委员会,会将审评观点传递给人用药品委员会 (CHMP),CHMP再根据CAT的观点决定推荐或是不推荐EMA批准该药品。
 
除此之外,CAT还有如下作用:
Ø  给予ATMPs类产品的分类建议
Ø  评价中小企业的ATMPs类产品质量和非临床数据认证申请
Ø  给予ATMPs类产品科学建议
Ø  给予ATMPs类产品上市后监管的科学建议,如药物警戒和风险管理
Ø  应CHMP的要求,在质量、安全性或有效性上评价ATMPs类产品
Ø  协助执行欧盟有关该类产品的法规
Ø  营造鼓励研发ATMPs类产品的氛围
Ø  应欧盟的要求,给予相关创新产品建议
 
由以上可见,CAT在这个ATMPs类产品的监管上发挥重要的作用。
 
值得一提的是中小企业ATMPs类产品质量和非临床数据的认证。这个认证的作用是给予中小企业(SMEs)在开展费时费力费资金的临床试验前一次评判现有数据是否可以保证研发最终成功的机会,从而避免不必要的浪费和公众利益的受损。这个认证需要90天的时间,结束后EMA会颁发证书。由于欧盟从经济上鼓励ATMPs类产品的研发,该项认证可减少90%费用。此外,对于科学咨询也减少65%的费用 (中小企业减少90%)。
 
法规框架
ATMPs类产品在欧盟通过集中程序 (centralised procedure)进行审评。提交上市申请前,申请者可以获得EMA针对产品是否满足ATMP科学研发标准的确认。欧盟的法规从多个维度确保ATMPs类产品从研发到上市再到上市后监管的有章可循,多数现行的法规适用于该类产品,如批准和上市后监管、临床试验
GCP、GMP、儿科用药、变更控制、药物警戒、个人数据保护、有条件批准、孤儿药等,下表列出针对ATMPs类产品特别提出来的法规,具体如下:

指导原则

同法规一样,欧盟的指导原则也在ATMPs类产品的整个生命周期的各个环节给予指导。下面从研发、上市和上市后这三个维度罗列现有的指导原则。
 
Ø  研发
1. Guidelines onGMP specific to ATMPs
2. Detaileddraft guidelines on GCP specific to ATMPs
3. GLPrequirements for ATMPs
 

对于GLP、GCP和GMP方面的法规,研发企业需要认识到研发的不同阶段适用的不同要求。
 
除以上外,欧盟也发布了大量的技术指南,分为基因治疗药物和细胞组织工程药物两大类,内容涵盖方方面面,由于篇幅有限,感兴趣的读者可登陆EMA网站查询。
 
Ø  上市
1. Dossierrequirements for centrally authorised products
2. 基于风险审评方面的指导原则
3. ATMPs类产品有关咨询程序方面的指导原则
 
Ø  上市后
Guideline onsafety and efficacy follow-up – risk management of ATMPs

从以上可以看出,EMA无论是从制度设计上,还是体系建立上都较好的支持企业研发ATMPs类产品,制度很连贯,体系较完备,希望这些可以为方兴未艾的中国监管给予启示。

参考资料
1. EMA官网

细胞、基因类产品的欧盟监管概况

嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会

基因君

生物谷举办的2018基因编辑与基因治疗研讨会将于2018-5-17到18日在上海召开。

本次会议将邀请上海交通大学系统生物医学研究院 蔡宇伽 PhD, 研究员,上海儿童免疫中心陈同辛 主任医师,中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所 丁秋蓉 研究员,四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室 邓洪新 研究员,温州医科大学附属眼视光医院 谷峰 研究员,中国科学院生物物理研究所 刘光慧 教授,武汉同济医院 李斌 教授/主任医师,中科院动物研究所 王皓毅 研究员,中国科学院动物研究所干细胞与生殖生物学国家重点实验室 王宇 研究员,清华大学 谢震 特别研究员,华东师范大学叶海峰 研究员,中国科学院上海生命科学研究院 杨辉教授,广州华津医药科技/广东工业大学 赵子建 董事长/教授针对基因编辑与基因治疗领域热门的议题进行讨论。
以下是演讲嘉宾的演讲摘要。
 嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会
刘光慧 教授

演讲题目:Using stem cell and gene editing techniques to study and treat aging-associated disorders

中国科学院生物物理研究所
Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) and Werner syndrome (WS) are two human premature aging disorders with features that closely recapitulate the characteristics of human aging. Mutations in LMNA and WRN genes lead to aberrant splicing product progerin and protein loss in HGPS and WS, respectively. Study on how genetic alteration leads to the cellular and organismal phenotypes of premature aging will provide clues to the molecular mechanisms underlying physiological aging and facilitate our understanding of the molecular pathways contributing to healthy aging. We have generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) from fibroblasts obtained from patients with HGPS, Parkinson’s disease (PD), Amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Fanconi Anemia (FA), and Xeroderma pigmentosum (XP). Further, using targeted gene correction technique, we successfully corrected the mutated LMNA in HGPS-iPSCs, mutated LRRK2 in PD-iPSCs, mutated FANCA in FA-iPSCs, and mutated SOD1 and FUS in ALS-ipsCs. Finally, by using targeted “knock-out” and “knock-in” techniques, we generated WS-, FA-, PD-, and Glioblastoma multiforme (GBM)-specific human stem cells with relevant pathogenic mutations. Upon differentiation of these disease-specific pluripotent stem cells to specific somatic cell types, the latter recapitulated aging/disease-associated and tissue-specific phenotypic defects. Altogether, these studies provide important platforms for studying aging/disease mechanisms and developing new therapies.
嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会
杨辉

演讲题目:基因编辑在疾病模型建立及疾病治疗中的应用

中国科学院上海生命科学研究院
基因修饰动物是研究在发育和疾病中基因功能的重要工具。CRISPR/Cas9系统有效的应用于构建基因敲除和敲入小鼠。然而,该方法获得的基因修饰动物存在严重的嵌合体现象,即动物个体的一部分细胞被基因编辑,而另一部分则没有。通过交配方法获得纯合的基因敲除小鼠需要很长的时间和花费,这在获得多基因敲除小鼠中尤为明显。而由于猴子的生殖周期长(4-5年性成熟,半年怀孕期),生殖能力低(单胎动物),通过交配方法来获得纯合突变的基因修饰猴则需要更长的时间和花费。为此,我们通过优化CRISPR/Cas9系统,成功的在第一代就获得了单基因或多基因功能完全敲除的小鼠及猴,可以直接用于表型分析,极大促进了非人灵长类动物模型的建立及其在脑科学及脑疾病中的研究。同时我们设计了一种同源介导末端接合(HMEJ)策略,可以在分裂和非分裂细胞中均实现精确且高效的基因整合。更重要的是,在小鼠和猴子胚胎或者体内的肝细胞和神经元中,该方法的效率均远高于以HR、NHEJ和MMEJ为基础的策略。因此,这种HMEJ策略可能具有多种运用性,譬如基因编辑来获得动物模型以及靶向基因治疗
通过上述几种方法,我们可以有效的在猴中获得各种基因修饰猴模型。近期,我们目标获得的疾病猴模型包括PD,AD,ALS,DMD,RP,AS等,工具猴模型包括光遗传猴,各种神经元特异的Cre猴等。这些猴模型的建立将极大促进我们对人类疾病的了解和治愈。
此外,我们也致力于各种CRISPR相关工具的开发及优化,包括CRISPR激活系统,CRISPR标记系统,CRISPR介导的成体治疗等等。
 嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会
丁秋蓉 教授

演讲题目:基因编辑大规模筛选在多能干细胞肝向分化和肝脏再生研究中的应用

中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所
基因组编辑技术的飞速发展,尤其是近年来CRISPR/Cas9基因组编辑体系的出现,使得研究人员能高效地在细胞株和动物模型中对基因组进行精确编辑,并进行大规模遗传筛选。利用CRISPR体系,同时结合报告基因系统,我们针对人多能干细胞肝向分化中的调控因子进行了大规模筛选,鉴定出若干基因在人多能干细胞体外定向分化为肝脏样细胞过程中起调节作用。并根据筛选出的调节基因及其相关功能提示,进一步进行了有针对性的化合物文库筛选,发现有效的小分子抑制剂能显著促进多能干细胞的肝向分化。同时,我们建立了CRISPR体内高效肝脏靶向体系,并进一步用于大规模筛选参与肝脏再生过程中的调节分子。我们的研究提示了基于CRISPR平台的大规模筛选系统在体内和体外生物过程研究中的应用价值。
嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会
蔡宇伽 PhD, 研究员

演讲题目:基因治疗的非病毒与病毒载体系统

上海交通大学系统生物医学研究院
经过几十年曲折发展的历程,基因治疗正逐渐进入世界中心舞台。基因治疗的实现有赖于可靠的载体技术。载体技术通常分为非病毒载体和病毒载体两套系统。非病毒载体以Sleeping Beauty(睡美人)和piggyBac转座子为代表。病毒载体以慢病毒载体和腺相关病毒载体(AAV)为代表。转座子是一种古老的可移动的DNA元件。它们存在于所有的生物的基因组,可以在基因组里‘跳跃’和扩增。由于突变的不断积累,大多数转座子在漫长的生物进化当中趋于沉默,不再活跃。比如,目前最常用的转座子系统之一Sleeping Beauty便是从三文鱼的基因组中重新构建而来的,因而称为‘睡美人’转座子。转座子系统包括两个元件,一个是转座子酶,一个是转座子。转座子在转座子酶的作用下,以剪切和粘贴的方式实现转座。 与病毒载体相比,转座子的优势体现在,(1)生产过程极其简单,成本低廉;(2)转座子能够携带比病毒载体大得多的基因,比如,Sleeping Beauty能够携带10 kb的基因,而piggyBac更是能达到100 kb;(3)Sleeping Beauty的插入位点随机分布,因而具有较低的插入突变和导致癌症的风险。作为基因治疗载体,转座子系统也有自身的缺点,主要体现在,(1)自身不具备穿透细胞膜屏障的能力;(2)用于在体基因治疗比较困难。相反,病毒在漫长的生物进化过程当中获得了极为高效的感染细胞的能力。根据病毒改造而来的基因治疗载体继承了病毒这种穿透细胞膜的能力。病毒载体用于基因治疗的担忧主要来自于安全性。报告人将介绍课题组在安全性上对慢病毒进行改造的最新进展。
嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会
李斌 教授,主任医师

演讲题目:基因治疗leber遗传性视神经病变

武汉同济医院
Leber氏遗传性视神经病变(LHON)是一种导致失明的线粒体遗传病 。在NADH脱氢酶亚基4(ND4)基因的11778碱基位点A线粒体DNA点突变是最常见的原因。本研究的目的是评估在携带G11778A突变LHON患者携带ND4(的rAAV2-ND4)的重组腺相关病毒2(AAV2)的疗效和安全性。通过玻璃体内注射到一只眼睛,有九个患者施用了rAAV2-ND4, 然后对他们进行9个月的跟踪。进行视力,视野,和光学相干断层成像的眼科检查。体检包括血常规,尿。经过9个月的随访发现,其中六名患者注射过的眼睛的视力有至少0.3 log MAR改善。在这六个患者中,视野被扩大,但视网膜神经纤维层保持相对稳定。其他的测量结果没有显著的变化。在9个月的随访期间,九个患者均无与向量相关的局部或全身不良事件。这些发现支持了LHON基因疗法的可行性。
 
嘉宾演讲摘要(上篇)-2018基因编辑与基因治疗研讨会 

Nat Commun:抑郁症或是遗传疾病?科学家发现了80个可能导致抑郁症的基因!

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2018年4月19日讯 /基因宝jiyinbao.com /——科学家们发现接近80个基因和抑郁症相关。这项发现可以帮助解释为什么一些人患抑郁症的风险极高。这项研究还将帮助研究人员开发出治疗这种精神疾病的新药。

Nat Commun:抑郁症或是遗传疾病?科学家发现了80个可能导致抑郁症的基因!图片来源:CC0 Public Domain

抑郁症影响了英国1/5的人群,是全世界残疾的最大诱因。像创伤和压力等生活问题会引起抑郁症,但是研究人员仍然不清楚为什么有些人患抑郁症的概率就是比别人高。

由爱丁堡大学的科学家领导的研究团队从英国生物银行中获取了相关数据并进行分析。他们筛查了300000个人的基因编码信息以找到可能和抑郁症有关的DNA区域。他们发现一些基因涉及突触的功能,而突触是允许脑细胞传递信息的链接结构。科学家们随后通过他们自己掌握的遗传学信息以及23andMe的数据确认了他们的发现。这项研究发表在《Nature Communications》上。

来自爱丁堡大学临床大脑科学爱丁堡研究中心的Andrew McIntosh教授领导了这项研究 ,他说道:“抑郁症是一种常见的严重疾病,影响着全世界数百万人。这项新发现将帮助我们更深入了解抑郁症的起因,同时也展现了英国生物银行研究和大数据研究如何帮助精神健康研究的推进。”

“我们希望英国健康数据的日益增加可以帮助我们在未来加速对抑郁症的了解。”

该研究作者、爱丁堡大学临床大脑科学爱丁堡研究中心研究员David Howard博士说道:“这项研究找到了可能增加我们患抑郁症风险的基因,进一步表明抑郁症可能在一定程度上是一种遗传疾病。这项发现也为找到抑郁症的起因提供了新线索,我们希望它可以缩小搜寻治疗这种疾病药物的范围。”(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Genome-wide association study of depression phenotype s in UK Biobank identifies variants in excitatory synaptic pathways, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-03819-3

JAMA Oncology:BRCA基因突变使男性乳腺癌风险上升100倍,但是很少有男性进行筛查!

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2018年4月29日讯 /基因宝jiyinbao.com /——一项最新研究表明很少有美国男性对可能增加他们乳腺癌和其他癌症风险的基因突变进行筛查。BRCA1/2基因突变会增加女性患乳腺癌和卵巢癌的风险,但是这些突变同样会增加男性患某些癌症的风险。

JAMA Oncology:BRCA基因突变使男性乳腺癌风险上升100倍,但是很少有男性进行筛查!

“如果男性携带BRCA突变,那么他们患乳腺癌的风险会增加100倍。”该研究资深作者Christopher Childers博士说道。他是加州大学洛杉矶医学院外科手术部的住院医师。“但是这不只限于乳腺癌,BRCA突变还会增加男性在年轻时候患恶性前列腺癌的风险。”Childers在该大学的一场新闻发布会上补充道。

“这些突变还被证明和其他癌症相关,如胰腺癌、黑素瘤等。”他补充道。“因此可能携带BRCA突变的男性进行基因测试很重要,这可以帮助他们在未来对癌症进行早期诊断并帮助医生进行治疗。”

在这项新研究中,Childers及其同事分析了2015年美国国家卫生调查问卷调查结果。研究人员发现约有250万人进行了癌症相关基因测试,其中女性比例为男性3倍左右:女性为73%,男性为27%。

进一步分析显示男性进行BRCA基因突变筛查的比例为女性的1/10。而其他癌症的筛查比例没有性别差异。这项研究于近日发表在《JAMA Oncology》上。

该研究领导作者Kimberly Childers博士表示,还需要进一步研究探索为什么如此少的男性进行BRCA测试以及如何提高这一比例。“过去的研究表明男性不必清楚乳腺癌/卵巢癌基因突变,因为这是女性癌症,但是这与事实相差甚远。”她说道。“我们希望这项研究可以促使更广泛的国家教育工作。”(生物谷Bioon.com)

参考资料:

Kimberly K. Childers et al.National Distribution of Cancer Genetic Testing in the United States: Evidence for a Gender Disparity in Hereditary Breast and Ovarian Cance.JAMA Oncol. 2018; doi: 10.1001/jamaoncol.2018.0340

基因泰克达成10亿美元合作 从土壤细菌发现新药

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基因泰克达成10亿美元合作 从土壤细菌发现新药

今日,致力于直接从土壤中微生物的DNA序列信息中鉴定和生产具有生物活性天然产品的医药开发公司Lodo Therapeutics宣布与罗氏集团成员基因泰克(Genentech)达成战略药物发现合作。

Lodo创立于2016年1月,专注于创造来自自然界的新型治疗药物,以惠及世界各地的患者。该公司直接从土壤中所含微生物的DNA序列信息中识别并生产具有生物活性的天然产物。细菌基因组中编码的信息,而不是实验中的意外发现,推动该公司发现新药。不受传统的天然产物药物发现方法的限制,Lodo已经发现了大量被忽视的化合物,这些化合物通过进化选择可用于生命的必需过程,且在治疗耐药微生物感染和癌症方面具有巨大潜力。

来自天然产物的化合物包含治疗癌症、感染和慢性病(如2型糖尿病)的大部分小分子药物。Lodo通过基因组的方法,而不是依靠培养已知细菌菌株,利用微生物进化的力量来鉴定新型、天然化合物,这些化合物在治疗癌症和耐药细菌感染方面具有治疗潜力。这种方法可以减少药物发现的时间和成本。

根据协议条款,基因泰克将利用Lodo专有的基因组挖掘和生物合成簇装配平台来识别具有治疗潜力的新型分子,能针对基因泰克感兴趣的多种疾病相关靶点。Lodo将获得一定数额的前期付款,并有资格根据某些预定里程碑的达成情况获得高达9.69亿美元的研发和推广里程碑付款。此外,Lodo还有资格获得由此次合作产生的某些产品销售额的特许权使用费。

“Lodo Therapeutics的专有药物发现平台是鉴定具有重要治疗潜力的新型化合物的强大引擎,”Lodo和Accelerator Life Science Partners的首席执行官Thong Q. Le先生说:“我们非常高兴能与基因泰克合作,我们期待着展示Lodo独特技术的强大功能和实用性,以造福全球人类健康。”

“仅仅在Lodo Therapeutics成立两年后,我们就能与开发创新药物的领导者之一进行战略合作,这反映出我们的专有平台有潜力为促进其药物发现计划提供宝贵资源。”Lodo联合创始人兼首席科学官David Pompliano博士说。

“我们很高兴与基因泰克合作,利用由Lodo开发的这一创新平台来发现来源于土壤微生物组的新型天然产品。”Lodo联合创始人、洛克菲勒大学(Rockefeller University)副教授Sean Brady博士说。

Genentech Partnering高级副总裁兼全球主管James Sabry博士评论说:“基因泰克致力于获取创新技术,我们很高兴能与Lodo Therapeutics合作,利用他们的宏基因组学(Metagenomics)技术平台发现比较困难的药物目标。”

我们期待这一合作能加速新药研发的进程,为全球患者带来福音。(生物谷Bioon.com)

研究揭示新的肺癌抑癌基因

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研究揭示新的肺癌抑癌基因

 

4月9日,国际学术期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)在线发表了中国科学院生物化学与细胞生物学研究所季红斌研究组与暨南大学生命与健康工程研究院陈良研究组合作的最新研究成果In vivo CRISPR screening unveils histone demethylase UTX as an important epigenetic regulator in lung tumorigenesis。该研究利用CRISPR/Cas9技术在体进行大规模筛选发现组蛋白去甲基化酶UTX为新的肺癌抑癌基因,深入揭示了UTX失活促进肺癌发生发展的分子机制并提供了潜在的治疗策略。

癌症的发生普遍被认为伴随着大量的DNA突变,近年来随着高通量测序技术的不断发展,癌症基因组图谱趋于完善,越来越多的遗传改变被研究人员所发现。在癌症的发生发展过程中,抑癌基因的失活在驱动肿瘤恶性进展中发挥了巨大的作用,而如何从大量的基因组突变中区分和鉴定抑癌基因已经成为了癌症研究中亟待解决的一个重要问题。传统的转基因小鼠模型是研究肿瘤发生发展的一个常用工具,费时耗力的缺点显然已经不能满足大规模筛选的需求。CRISPR/Cas9技术近年来在基因组编辑领域大放光彩,简单方便,让大规模系统性的在体筛选成为了可能。

在季红斌和陈良的指导下,博士研究生吴奇标等利用76例中国肺癌病人样本进行基因表达谱分析与染色体DNA拷贝数分析,结合PRECOG数据库中基因表达高低与临床预后相关性数据和COSMIC数据库中基因突变频率信息进行整合性生物基因组学分析,寻找一系列潜在抑癌基因。随后,利用CRISPR/Cas9技术在KrasLSL-G12D/+肺癌小鼠模型中进行大规模的筛选,发现敲除5个基因Utx,Ptip,Acp5,Acacb和Clu中任意一个都能够显着促进肺部肿瘤的发生发展。临床相关性分析证实,这5个基因在人肺癌临床样本中均呈现低表达并且与肺癌病人不良预后相关。进一步利用KrasLSL-G12D/+;Utxfl/fl转基因小鼠模型证实,敲除组蛋白去甲基化酶UTX确实能够显着促进肺部肿瘤的发生发展。机制研究发现,敲除UTX能够通过EZH2的上调促进H3K27的三甲基化,进而下调经典抑癌基因CDKN2A和CDKN2B。更为重要的是,临床前实验发现,EZH2的小分子抑制剂JQEZ5能够在KrasLSL-G12D/+;Utxfl/fl转基因小鼠模型中达到很好的治疗效果。该项研究阐明了利用CRISPR/Cas9技术进行在体大规模筛选的策略,揭示了组蛋白甲基化酶UTX促进肺癌发生发展的分子机理并提供了潜在的治疗方案。

吴奇标、田娅慧、张箭和童欣媛为论文的共同第一作者,得到了美国科赫癌症综合研究所教授Tyler Jacks、Wen Xue和Francisco J. Sanchez-Rivera,纽约大学朗格尼医学中心教授Kwok-Kin Wong和中科院生化细胞所研究员陈洛南实验室等的大力支持和帮助。该研究得到中科院战略性先导科技项目、国家自然科学基金委、上海市科学技术委员会、广州市科学技术委员会、中科院上海生命科学研究院、中国博士后面上项目与台湾青年访问学者计划的经费资助。(生物谷Bioon.com)

Axovant Sciences宣布获得帕金森病基因疗法独家授权

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Axovant Sciences宣布获得帕金森病基因疗法独家授权

今日,Axovant Sciences宣布已从Oxford BioMedica获得全球独家授权,开发并推广帕金森病基因疗法AXO-Lenti-PD(曾用名OXB-102)。Axovant预计将于今年底开始对晚期帕金森病患者进行AXO-Lenti-PD的1/2期剂量递增研究。

帕金森病是一种慢性进行性神经退行性疾病。它是仅次于阿兹海默病的第二大常见神经退行性疾病,影响了美国100多万人,全球400-600万人,它的发病率随着人口老龄化而增加。帕金森病患者会经历震颤、肢体僵硬、身体运动缓慢、步态和平衡问题等症状,给生活带来巨大的身体和精神负担。

AXO-Lenti-PD作为下一代基因疗法,为帕金森病的治疗带来新的可能。它可以提供三种基因,编码大脑中合成多巴胺所需的一组关键酶。该药物相比其前身产品ProSavin?,具有修饰的有效载荷配置,可进一步改善内源性多巴胺的产生。Oxford BioMedica已经成功完成ProSavin?的1/2期研究,并抵达主要终点。其结果表明,在6个月和12个月时,通过UPDRS第III部分评分测量,该药物证明了其安全性和耐受性,以及对运动功能的显着改善。虽然帕金森病会导致逐渐退化,但该药物给大多数患者带来的改善可持续达四年。

根据与Oxford BioMedica签订的许可协议条款,Axovant将首先支付3000万美元,以获得AXO-Lenti-PD及其前身产品ProSavin?的权利。如果该药物获得批准,Oxford BioMedica还有资格额外获得超过8.12亿美元的开发、监管和推广里程碑费用,以及AXO-Lenti-PD的净销售额特许权使用费。

Axovant首席执行官Pavan Cheruvu博士表示:“Axovant一直致力于为严重的神经退行性疾病如帕金森病开发创新疗法,我们很高兴能与公认的全球细胞和基因疗法领导者Oxford BioMedica合作。我们也很高兴地欢迎Fraser Wright博士加入我们的领导团队。他拥有超过二十年的基因疗法制造经验,并将致力于在Axovant建立世界级的基因治疗能力。我们将继续寻求基于变革科学的有前景的新治疗方法,并将通过像AXO-Lenti-PD一样的高质量产品进一步扩大我们的产品线。这是我们将Axovant打造成开发和推广神经疾病创新药物领导者的长期目标的一部分。”

“这是一个加入Axovant的激动人心的时刻,我期待有机会与Oxford BioMedica密切合作,并帮助Axovant建立基因治疗能力,”即将加入Axovant担任首席技术官的Fraser Wright博士(Spark Therapeutics联合创始人兼前首席技术官)说:“AXO-Lenti-PD是Axovant新产品线的坚实基础,我很高兴开始准备今年晚些时候会启动的在晚期帕金森病中进行1/2期临床研究。”

我们期待帕金森病患者能迎来更多创新疗法。(生物谷Bioon.com)

杨树关键基因或促生物燃料大发展

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杨树关键基因或促生物燃料大发展

 

几十年来,生物学家一直认为植物中一种关键酶有一个功能——产生对植物生存和人类饮食而言都必不可少的氨基酸。

但事实证明这种酶还有更大的作用。研究人员对杨树进行了一系列的实验,这些实验一致地揭示出这种维持生命的酶会发生此前不为人知的结构上的突变。相关研究成果发表在《植物细胞》上。

该发现可能会改变植物基因功能研究的进程,如果投入应用,可能会“挤压”出白杨树更多的潜力,使其成为生产生物燃料和生物制品的可再生资源。

“起初,我们认为这是一个错误,因为这种酶不需要结合DNA来发挥它已知的功能。”美国能源部橡树岭国家实验室生物学家Wellington Muchero说,他们不断重复进行试验并在数据中发现,参与制造氨基酸的基因同时调控参与制造木质素的基因的功能。

“这种调控发生在植物整体生物系统的更高层级。”他补充道。

他们发现,发生某些突变的杨树产生的木质素含量出乎意料的低,在不同的环境和树龄中均如此。

木质素填满植物细胞壁中的空间以提供坚固性。较少的木质素使植物更容易在变为生物燃料的工业过程中被分解。

作为橡树岭国家实验室生物能源创新中心(CBI)工作的一部分,Muchero和他的团队研究杨树基因,来开发培育木质素含量低的改良品种的方法。

基于其已知功能,利用这种制造氨基酸的酶来减少木质素产生的唯一策略是减缓其生物活性。“这种做法是有破坏性的。” Muchero说。

在继续研究的过程中,科学家们注意到,制造氨基酸的酶偏离了预期的路线——通过植物的细胞寻找叶绿体,叶绿体中的叶绿素从阳光中吸收能量,使植物呈现绿色,并通过光合作用获取二氧化碳。

相反,他们的研究揭示了一些意想不到的状况:这种酶的额外部分允许酶进入植物细胞的“大脑中心”——细胞核,成为结合DNA的基因表达调控因子。

发现这种直接的联系为调整杨树中木质素的生产方式提供了新的机会。

“这种酶的独特行为与植物界的传统看法形成了鲜明的对比。”Muchero说,“虽然我们不知道这种新功能是如何在杨树中产生的,但我们现在知道这种酶在其他植物物种中也表现出同样的行为。”

这些新发现将有助于支持橡树岭国家实验室的产业合作伙伴GreenWood Resources和FGI,两家企业已经获得批准单独应用杨树基因技术,但双方都有一个共同目标,那就是培育含有改良木质素的植物。

“这一发现使生物能源创新中心能够合理地设计出木质素增加或木质素减少的植物。”橡树岭国家实验室生物能源创新中心主任Jerry Tuskan说。

“改良植物木质素会限制木质素含量,并取代石油作为塑料的前体物质。”他说,“有一天,饮料瓶或塑料玩具可能来自杨树。”(生物谷Bioon.com)

硅谷银行发布2017投资年报,液体活检和基因检测发展迅猛

基因君

 

硅谷银行发布2017投资年报,液体活检和基因检测发展迅猛

2017年美国生物医药领域风险投资情况

美国健康领域风险投资的募资金额创新高,达到91亿美元,比2016年增长了26%。

生物制药、医疗器械诊断技术公司获得的投资创新高,达到155亿美元(其中生物制药105亿),比2016年增长了31%。

生物制药(Biopharma)

由于投资者在早期技术的赌注加大,生物制药领域的A轮融资创新高(27.8亿美元)。A轮融资的全年平均交易金额是900万美元,有趣的是第1 季度和第4季度获得A轮融资的公司数量和金额都是全年平均值的2倍。

公司机构投资者更偏向于早期阶段的公司。GSK SR one,辉瑞(Pfizer),新基(Celgene)和GV投出了最大的几笔A轮。Alexandria投资的数量最多(26次),但是平均每笔投资小于200万美元。

在细分领域方面,投资者偏向于肿瘤领域和平台型公司。癌症领域领跑所有适应症,在融资数量和金额上都是排名第二(平台型公司)的两倍以上。平台型公司因为具有解决跨适应症的潜力而获得青睐。接下来依次是孤儿药/罕见病、神经系统疾病、自身免疫性疾病和抗感染领域。

在地域方面,马萨诸塞州和北加利福尼亚地区的创新公司活力最强,表现为融资交易数量和金额排在前列。

医疗器械(Device)

融资活跃度与2016年持平,但是A轮融资增长了40%,达到3.4亿美元,其中无创监测、整形外科和神经学领域的医疗器械公司最为热门,占到总金额的68%。2017年,无创监测设备这一细分领域不再是心血管疾病一统天下,64%的融资来自于泌尿/妇科、神经学、呼吸系统、代谢、眼科等其他疾病领域。

公司机构者的投资增长了2/3,他们更偏向于晚期阶段的公司。Keiretsu Forum,强生,波士顿科学,GSK,LSP,KCK Group都投资了5家以上的医疗器械公司。

孵化器和专注特定领域的投资者更关注神经学领域;无创监测仍然受到关注,虽然融资金额不大,因为这些公司开发成本小同时监管要求相对较松;随着治疗转移到院外,给药系统领域将获得持续增长;血管介入领域出现萎缩趋势。

在地域方面,北加利福尼亚地区的创新公司活力最强。

诊断技术(Dx/Tools)

诊断技术领域没有并购事件,只有1家公司IPO。然而,有大量的私募资金推动该领域的发展。

A轮融资数量增多,总金额下降,表明投资者正在关注更小的标的。

技术型投资者,包括AME Cloud Ventures,Data Collective, Khosla venture以及中国的腾讯,增加了对诊断技术公司的投资。尽管如此,技术型投资者还是关注一些能跟自身技术匹配的小型标的。

按照细分领域来看,专注开发研发性工具(R&D Tools)的公司最容易获得A轮融资,原因可能是还没有遇到其他诊断技术领域都面临的法规监管以及医疗费用支付问题。A轮单笔大于1000万美元的融资集中在基于AI(Artificial Intelligence)的诊断检测和诊断分析,其次是传统研发工具(Traditional R&D Tools)、合成生物学(Synthetic Biology)和即时诊断检测(Point-of-Care DxTests)技术。

诊断检测(Dx Tests)领域获得的融资金额最大,2017年最大的两笔融资来自于液体活检公司GRAIL和Guardant Health,合计16亿美元。2017年高通量测序(NGS)的融资翻了3倍,其中上半年融资最活跃,后期阶段NGS公司的估值暴涨,平均估值已达到3.1亿美元。

诊断分析(Dx Analytics)领域中,产品已经得到临床验证的晚期阶段公司更容易获得融资。

在地域方面,北加利福尼亚地区的创新公司活力最强。

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2017年美国生物医药并购和IPO情况

生物制药领域IPO总数为31家,比2016年(26家)有所增加,并购交易(14起)比2016年(20起)减少。

生物制药领域的退出价值(exit value)降低,但是IPO交易前估值大幅增加,平均值达到本轮周期(2013-2017)的最高纪录。

生物制药领域的并购主要发生在早期阶段(pre-clinical和Phase I)的公司,平均退出时间3.5年(从A轮融资算起),为近5年最低。

生物制药领域的IPO以后期阶段(phase 2和Phase 3)的公司为主,其中63%是癌症和罕见病领域的公司。

医疗器械领域IPO总数为3家,并购交易14起,与2016年情况相当。

诊断技术领域仅有1家公司IPO,无并购交易。

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2018年美国生物医药投资趋势

由于多家大型企业在2017年关闭了新的基金,2018年健康领域风险资金将降至60-70美元。

根据现有的收购方现金和需要补充管道的情况估计,2018年生物制药领域可能会出现20多个并购交易。

由交叉投资者支持、并且有稳定研发管线的肿瘤公司带头,2018年的IPO数量可能在28-32家之间。

早期医疗器械被并购的趋势将继续。除了目前的心血管,神经学和药物输送领域的医疗器械也会加入竞争,带动一波新的早期阶段公司的并购潮。

随着AI人工智能技术的发展,诊断分析领域有望从技术型公司获得更多投资。

液体活检投资热度将会放缓,因为目前的公司需要验证他们的技术。(生物谷Bioon.com)

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