健康 February 25, 2023

GenScript 是什麼? 重組蛋白表達平台、體外 mRNA 合成,加速基因與細胞治療製造


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GenScript 重組蛋白表達平台、體外 mRNA 合成,加速基因與細胞治療製造

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近年來新興治療逐漸發展成熟,基因與細胞治療即為其中之一,儘管兩種治療有共同點,但其機轉卻不盡相同。基因治療利用該基因的健康拷貝來替換致病基因、滅活(inactivate)功能不正常的致病基因、或是將新的或修飾的基因引入體內以幫助治療疾。細胞治療則是引進新的細胞進入人體,在人體內藉由成長、取代或是修復受損的組織來治療疾病。目前已有多種細胞,如幹細胞、T-細胞、樹突狀細胞、胰島細胞以及胸腺組織等可用於細胞治療。

美國 FDA 至今已核准多種細胞與基因治療

隨著科技發達,細胞與基因治療如雨後春筍般冒出,根據一份 2023 年報導,美國 FDA 至今仍有 2500 細胞與基因治療藥品正在申請試驗中新藥 (investigational new drug, IND),其中1300 項為基因治療藥品,剩下 1200 項則為細胞治療藥品。

到目前為止,美國 FDA 已核准 27 款基因與細胞治療。除了兩款基因治療,Luxturna(治療罹患RPE65 基因突變的遺傳性眼科疾病)以及 Zolgensma ,透過 SMN1 基因,標靶治療脊髓性肌肉萎縮症 (spinal muscular astrophy, SMA) , 絕大多數的治療涉及將同種異體造血細胞(allogeneic hematopoietic cells)引入罹患造血系統相關疾病的病人體內,這些細胞源自臍帶血且能在骨髓中分化成專門的細胞。病人在接受移植後,可望挽救罹患淋巴癌、免疫疾病或其他相關遺傳疾病等病人的生命。

圖一、2012-2022 基因與細胞治療進展

GenScript 製造過程嚴格遵守「藥品優良製造規範」

GenScript 在合成專業領域以鑽研超過 18 年,具有專業認證、嚴格控管標準、以及引領業界的合成能力的優勢,提供 DNA 引子、RNA、高通量引物池合成服務,不但可幫助節省後續實驗成本與時間,還能廣泛應用於多種類型研究的開發。

為了滿足不斷擴大成長的細胞以及基因治療需求,GenScript 嚴格遵從全球現行藥品優良製造規範 (current Good Manufacturing Practice, 簡稱 cGMP) ,並新設立佔地 400,000 平方英尺的 cGMP 先進設施,為下一代 CRISPR sgRNA、 ssDNA 和 dsDNA 研發提供專業知識和製造平台,加速從早期到臨床試驗的過程、研究新藥申請( IND )等,節省過度開銷。

IVT mRNA 服務異軍突起,個人化醫療更多選項

近年來,因應新冠而產生的 mRNA 疫苗在疫情期間蓬勃發展,在解決未滿足的治療需求方面擁有無限的前景。而 mRNA 的發展除了在傳染性疫苗以及免疫疾病治療領域最為成熟外,在人體內外基因編輯、細胞治療、蛋白質替代治療以及再生醫療領域,作為平台技術也都取得不錯的進展。

GenScript 旗下 IVT mRNA 可應用於調節 ZFN、TALEN 和 Cas9 等基因編輯,mRNA 的瞬時表達能大幅度地減少脫靶效應。公司提供客製化服務,一步解決從基因合成(gene synthesis)、質體製備(plasmid preparation)、質體線性化 (Plasmid linearization) 到體外轉錄(IVT) mRNA 合成,透過專有的 mRNA 生產平台,最大限度地減少從多個供應商採購材料的需求,降低供應鏈的風險,確保達到最優的品質產出以及表達效率,亦為個人治療提供更多選擇,例如,針對癌症病人的特異性疫苗或罕見疾病的蛋白質替代治療。

重組蛋白表達提供研究人員多重選擇

蛋白質表達(protein expression)是利用人工合成的 DNA 或 RNA 從不同的宿主表達系統中取得目標蛋白質的生物技術,能廣泛應用於不同研究。 GenScript 可提供三種主要的蛋白質表達系統來源,細菌、桿狀病毒/昆蟲和哺乳動物細胞,為研究人員提供不同選擇為其特定應用找到最佳合適的系統。 這三款蛋白質表達系統皆應用 GenScript 自主研發的專利技術,除了節省大量時間,還能使蛋白質表達更加優化及純化。其中,值得關注的是哺乳動物細胞蛋白質表達系統:哺乳動物細胞蛋白質表達系統非常適合用於人類或其他哺乳動物評估蛋白質表達,復性以及轉譯修飾。 然其產量通常不高,需大量放大而增加時間和成本。GenScript 所研發的 TurboCHO™ 表達系統,借助 CHO 或 HEK293 細胞而表達的重組抗體和蛋白質,可滿足不同需求。此類高密度瞬時表達服務相較於常規瞬時表達服務,生產的功能蛋白質以及重組抗體產量明顯提高,且僅需 2 週時間即可交付,更具經濟效益。

GenScript 希望藉由自主研發的 GenSmart™ 密碼子優化和新推出的 TurboCHO™ 表達平台,確保以靈活、高效經濟的方式在最短的時間內交付高產量和高純度的產品,幫助每位科學家在其研究領域中取得不菲的成績。

重磅消息!GenScript 即將參加 2023 亞洲細胞與基因治療研發大會!

2023 年 3 月 7 日至 8 日即將在台北登場的第一屆亞洲細胞與基因治療研發大會(Cell & Gene Therapy Research and Developement Congress Asia)邀請各大生技行業佼佼者出席,GenScript 亦不會缺席這次盛大會議,擔任這次大會主講者之一,屆時歡迎各位先進一起共襄盛舉。

GenScript(股票代碼 HK01548)是全球卓越的生命科學研發與生產服務提供者。植根於堅實的基因合成技術,GenScript 現已建立四大平臺:生命科學服務及產品平臺、生物醫藥合同研發生產(CDMO)平臺、細胞治療平臺及工業合成生物產品平臺。

延伸閱讀:獲 2022 臺灣生物製藥卓越獎「最佳 CRO」殊榮!GenScript 持續優化一站式 CRO 服務

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AI人工智慧時代,未來人類的肉身幻想?北美館「未來身體:超自然雕塑」2023展覽必看亮點

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由德國圖賓根藝術館館長妮可.芙麗茲(Nicole Fritz)發想、德國圖賓根文化交流協會麥斯米蘭.雷澤(Maximilian Letze)作為共同策展人策畫之「未來身體:超自然雕塑」 ,透過超寫實雕塑的美學基調,宛如鏡像般地映射出人類自身的未來形貌。

策展人尤其著眼於人類世時代的科技發展下,如機械義體、擴增實境、人工智慧、基因改造等數位演進與遺傳學工程,將人的身體與科技技術相互結合的「後人類」現象。

不僅顯示一種介於人類與非人類之間的緊張感與不確定性,且所謂「自然」的身體在定義上也越趨流動及模糊,甚至長期以來僅存於藝術創作概念、想像中的樣貌型態,如今皆可在科學實驗中實現。

圖說:至聖,《體內(M1)》,2013,矽膠雕塑、塑膠玻璃、各種材質,197 × 76 × 47公分。圖像由臺北市立美術館提供。

新型基因編譯加速研發過程,開創藥物研發新紀元!

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國際遺傳疾病中心(International Center for Genetic Disease, iCGD)固定定期舉辦虛擬研討會、講座和全球知名科學家的演講,以分享最新發現並與支持者和當地社區互動。本次於 2 月 21 日邀請莫德納(Moderna)生技公司聯合創辦者以及 Flagship Pioneering 執行長 Dr. Noubar Afeyan 參與演講,主題為「基因編譯治療與平台(Programmable Genomic Medicines & Platforms)」。

基因編譯(gene programming)與莫德納的創立

在一開始, Dr. Noubar Afeyan 先介紹 Flagship Pioneering 公司,這是一家位於麻薩諸塞州劍橋市已存在 23 年的組織。 公司藉由 350 名核心成員所組成的團隊,組成將初創公司轉化成培育、發展並最終分拆成獨立公司的「平台」。

Dr. Noubar Afeyan 特別提到「平台(platform)」一詞,他解釋,在科技產業中,「平台」是可以產出不同產品的常見方式,亦可將它視為一種操作系統,如 apple 或 microsoft 操作系統,這些系統創造出不同的產品。而在生物領域,也可遵循類似模式而產出不同相對應的產品,將生物平台視為共同能力,利用其中新形式的醫學及新技術,而衍生出多元化產品。這裡,他特別指出一個關鍵亮點:藉由一個共同平台,產出許多不同的產品。以 Flagship Pioneering 公司為例,近十年來,從以核酸為治療的想法開始,到研發出新一代的 CAR-T 治療,確保能有效的傳送至任何想治療的區域,為生物領域創下新紀元。同時,公司也積極發展人工智能領域,推廣其應用於生命科學。

針對基因以及基因編譯治療藥品,眾所皆知,對於 DNA 編譯 RNA 的中心原則,編譯蛋白質的本質就是一種簡化。但是,科學家不禁反思,如果執行錯誤的代碼或錯誤執行正確的代碼或其中的機制會不會導致哪些疾病的發生? 因此,Dr. Noubar Afeyan 及夥伴才會成立莫德納公司,希望藉由生物平台暸解及解析問題,找出答案。

Dr. Noubar Afeyan 形容莫德納公司是一家具生命力的實體公司,致力於進行不同項目的編譯,除了大家熟悉的新冠疫苗,公司現有的研發項目,包括處於臨床前(preclinical)以及臨床(clinical)階段,共 48 款產品,其中大多數產品處於臨床階段,且跨越多種領域如癌症、自體免疫疾病等,囊括治療如疫苗、替代治療、免疫療法等。甚至可以利用 mRNA (messenger RNA) 平台參與細胞製成,創新產出不同的蛋白質、甚至粒線體等相關多重藥品。

莫德納(Moderna)生技公司聯合創辦者以及 Flagship Pioneering

執行長 Noubar Afeyan, PhD

新冠疫情加速疫苗製造

提到當初新冠疫苗製造過程時,Dr. Noubar Afeyan 解釋,從收到冠狀病毒 SARS-CoV2 的序列公開序列開始,到接下來幾天與 NIH 合作進入人體試驗的優化序列,44 天後進行大型第 3 期臨床試驗,還與多個臨床試驗站點合作,這是一項巨大的工作且需要強大的合作夥伴關係。Dr. Noubar Afeyan 認為,這事件發生有幾樣關鍵,第一,莫德納已從事多年的 mRNA 研發工作,早已建構成熟的製造平台,可以部署及執行任何緊急任務。此外,莫德納亦研究 MERS 多年,熟悉刺突蛋白,且同時擁有專門生產疫苗的設施,使其可以更快速轉化這項任務,而疫苗從無到有,這些皆在一個完全數位化平台上發生。

他也提到,過往對於疾病的治療研究可能花費數年才能完成,如肝炎(hepatitis)的研發歷經長達 16 年,或是愛滋,研發至今仍持續中。但這次,因應疫情快速蔓延而必須緊急找出應對措施,從病毒的鑑定至研發出疫苗皆在一年內完成。這迫使研發團隊必須思考,是否仍要退回過往漫長的研發過程,還是吸取這次經驗教訓,​​去蕪存菁,將這次經驗擴大應用於更廣泛的領域,甚至超越疾病或疫苗研發?因此,公司將著重於基因編譯,試圖跨越單純的 mRNA 藥物研發,將關注點集中至更加廣泛的領域,以下將重點介紹 4 家公司,專注於超越 DNA、RNA、蛋白質以及基因與細胞相關工程。

四家新創公司 打造新的基因編譯平台

Tessera Therapeutics:這家公司於過去 4 年內,公司大量搜索各種生命形式的已發表基因序列大約 11 萬億個 DNA 鹼基配對,以提取這些遺傳元素的特徵並將它們轉換為編寫平台。公司開創基因編寫技術(Gene Writing),將治療訊息寫入人類基因組,從源頭治癒疾病。Tessera 的 Gene Writing 平台可以糾正單個核苷酸,刪除或插入 DNA 短序列,並將整個基因寫入基因組,研發無限潛力且具廣泛應用的新型基因藥物。目前正進行研發10 款項目,其中包括罕見疾病、免疫干預、T 細胞或其他細胞工程等,將有助於未來發展各項治療。平台項目尚未進入臨床階段。 Omega Therapeutics:公司開創了第一個使用 mRNA 療法作為可編程表觀遺傳藥物的系統方法。公司平台透過在不改變核酸序列的情況下持久地轉錄且調整基因,將異常基因表達恢復到正常範圍。 Omega 正在推進一系列疾病領域的產品線,包括腫瘤學、再生醫學、免疫學在內的多基因疾病,以及包括脫髮在內的特定單基因疾病。目前最先行的是一項正處於第一期試驗階段,主要針對識別肝細胞癌的 MYC 致癌基因;還有針對肺癌的 MYC 致癌基因識別規劃。另外,還有一些識別其他基因,如 hnf4α (hepatocyte nuclear factor 4-alpha) 或其他基因變異在肝癌的規劃。公司也會嘗試加強或降低一些基因表,以尋求更多解決疾病治療新方案。 Laronde:在自然界中,在許多人類細胞存在相當持久且穩定但不參與翻譯的環狀 RNA,這些通常為非編碼 RNA。這家公司試圖將轉譯能力(translational capability) 與這種半衰期較長且較穩定的環狀 RNA 結合,創造出一種新型 RNA,所謂的「無盡 RNA(​​endless RNA)。這是一個能夠持續產生內源性蛋白質的平台,其獨特的工程 RNA 可以被編程以表達廣泛的蛋白質形態。 它具有持久性、非免疫原性,並允許通過多種配方和遞送進行重複給藥。目前正在擴大生產規模,且將其推廣至多項疾病領域的臨床前期項目。 Alltrna:這家公司想建置一個藉由改變 transfer RNA(tRNA)方式後產生完整的蛋白質,而非截短的蛋白質的平台。Alltrna 是世界上第一家將 tRNA 平台用於研發 tRNA 先驅治療的公司。這家公司已成功應用機器學習來揭示 tRNA 生物學的獨特語言並對 tRNA 藥物進行編程。 這為開發 tRNA 單一藥物提供前所未有的機會,每種藥物都可以治療數千種具有相同基因突變的疾病。

Dr. Noubar Afeyan 最後總結,雖然上述平台陸續在發展中,但前途不可限量,可望為更多疾病帶來更多的新創治療,未來造福更多的病人。

延伸閱讀:RSV 疫苗商機大!莫德納(Moderna) RSV 疫苗展現 83.7% 有效性

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陸科學家賀建奎獲香港「高才通」 曾涉「基因編輯嬰兒」案

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曾經因為「基因編輯嬰兒」引起不少爭議、甚至因為非法行醫罪在大陸獲刑入獄三年的大陸科學家賀建奎,近日已經獲得香港政府「高才通」計畫,可以進入香港發展。

據明報消息,賀建奎證實已獲批「高才通」(高端人才通行證計劃),赴港後會從事罕見遺傳病基因治療的科學研究。被問大陸服刑紀錄有否影響高才通申請、是否繼續研究改造基因嬰兒及會否長留香港,他則未正面回應,僅稱「香港是一個開放、包容的城市,我看好香港的前景」。

賀建奎也表示,目前沒有大學科研機構聘請他,他準備聯繫一些大學和科研機構,但沒回應經「高才通」哪類申請赴港。他透露目前在北京,待聯繫了工作單位才會前往香港。至於來港後有何計劃,他說計劃用人工智慧方法優化AAV載體(即腺相關病毒載體),提高基因治療效率,促進罕見病基因治療「平價化」。

公開資料顯示,2018年11月深圳南方科技大學副教授時的賀建奎,於香港宣布其團隊利用人類胚胎基因編輯技術,讓天生對愛滋病免疫的雙胞胎女嬰「露露」與「娜娜」在中國大陸誕生,成為世上基因編輯嬰兒首例,在學術界和社會引發醫學倫理爭議,當時有122位科學家發表聯合聲明抵制這樣的行為。

而賀建奎、張仁禮、覃金洲等3人,因為未取得醫師執業資格、逾越科研和醫學倫理道德底線、擾亂醫療管理秩序,2019年12月被深圳南山區人民法院裁定「非法行醫」等罪,判刑3年及罰款人民幣300萬元(約合台幣1,327萬元)。當時法院指出,賀建奎等人偽造倫理審查材料,招募男方為愛滋病病毒感染者的多對夫婦實施基因編輯及輔助生殖,以冒名頂替、隱瞞真相的方式,由不知情的醫生將基因編輯過的胚胎通過輔助生殖技術移植入人體內,致使2人懷孕,先後生下3名基因編輯嬰兒。

而廣東省衛健部門已將相關涉案人員列入人類生殖技術違法違規人員「黑名單」,終身禁止其從事人類輔助生殖技術服務工作。科技主管部門已對涉案人員作出終身禁止其申請大陸人類遺傳資源行政審批、終身禁止其申請財政資金支持的各級各類科研項目等行政處理。賀建奎2022年4月刑滿出獄,之後在北京成立賀建奎實驗室,從事罕見遺傳病研究。

肉身與科技結合的超現實幻境:北美館話題展覽「未來身體:超自然雕塑」

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台北市立美術館 2023 年首個國際合作展,在不久前剛剛登場,名為「未來身體:超自然雕塑」的全新展覽,將目光聚焦在人體的未來,當生物基因在科技的演進下飛速發展,或許我們會對大自然、動物、韌體進行存在性修正,那這樣的我們會是「什麼」?又將迎接什麼樣的生活,這總是令人困惑又好奇的疑問,在眾多藝術品中得到不同詮釋。

踏進「未來身體:超自然雕塑」自由穿梭的展間,可以看到藝術家們藉由超寫實的雕塑作品,形塑著後人類時代的肉身幻想,如混種人、機械義體、擴增實境、人工智慧、基因改造,將人的身體與科技技術相互結合,而逐一步入「混種人」、「後自然」、「藝術家 4.0」至「科技、人類、變體」四大主題中,更能窺見似乎將會成真的,那介於人類與非人類之間的緊張感與不確定性。

興起於 1970 年代的超寫實主義,透過繪畫與雕塑捕捉了貼近現實的擬像,肌理細節、氛圍營造,都讓觀看者產生極為真實的認知錯覺,更易於投射自我到作品場景之中,而在本次的展覽中,對於基因工程、數位演進對於人類和環境的影響,是如何模糊自然與文化彼此之間的界線,則展現在各種極具前瞻性的雕塑之中,打開了我們對於人工製品與生物超乎現實的幻想境界,也反思著若當今生態系統崩塌,尚有哪些生命形式得以生存?

本次展覽由德國圖賓根藝術館館長 Nicole Fritz 發想,並由圖賓根文化交流協會 Maximilian Letze 作為共同策展人,而這場「未來身體:超自然雕塑」展覽將持續在台北市立美術館展出至 2023 年 6 月 4 日,匯聚了 23 組國際藝術家的作品,探討後人類時代下的未來面貌,感興趣的讀者們不妨可以在期間內前往觀展。

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