2017年基因编辑市场专题调研分析报告
目录
第一节 基因编辑的应用分析 ............................................................................................................. 4
一、基因编辑应用与分类 ........................................................................................................... 4 二、基因编辑在动、植物育种方面应用实例 ........................................................................... 4 三、基因编辑在人类临床治疗方面的应用 ............................................................................... 7 第二节 第三代基因编辑（CRISPR）具体分析 ............................................................................... 14
一、CRISPR 效率量化 ............................................................................................................... 14 二、CRISPR 脱靶率（副作用）量化 ....................................................................................... 15 三、CRISPR 成本、简便性量化 ............................................................................................... 18 四、CRISPR 技术再思考 ........................................................................................................... 19 第三节 2016年基因编辑主题确定性催化 ...................................................................................... 25
一、商业化试验及临床应用 ..................................................................................................... 26 二、重大资本运作 ..................................................................................................................... 28 三、精准医疗全球政策再梳理 ................................................................................................. 32 第四节 基因编辑市场空间展望 ....................................................................................................... 33
一、CRISPR 助力孕育下一代 CAR-T 疗法 ............................................................................. 33 二、劲嘉股份与黄军就团队合作研究 ..................................................................................... 36
图表 1：基因编辑的应用分类：按编辑对象 ................................................................................... 4 图表 2：我国科学家高彩霞团队应用CRISPR 技术对水稻等植物进行了遗传学改造，右图展
示的就是基因被敲除之后的水稻， 某个基因被敲除之后，水稻变得矮小、苍白 ............. 5 图表 3：科学家已利用 CRISPR 技术成功地对线虫（左）、斑马鱼胚胎（中）和果蝇进行了遗
传学改造，获得了更粗短的线虫，腹部组织体积更大的斑马鱼胚胎，和眼睛颜色更深的果蝇 ................................................................................................................................................... 5 图表 4：赖良学团队“世界首例基因敲除狗”敲除肌肉生长抑制素基因后，狗的肌肉显著增强
....................................................................................................................................................... 6 图表 5：华大基因改造过的“长不大”的迷你长寿宠物猪，目前售价 1 万元/头 .................... 7 图表 6：基因编辑（破坏法）治疗艾滋病等病毒性疾病原理图示 ............................................... 8 图表 7：基因编辑（ 替换法）治疗基因片段缺失性遗传病（以杜氏肌营养不良症为例）原理
图示 ............................................................................................................................................... 9 图表 8：基因编辑（敲入法）治疗染色体多出性遗传病（以杜氏肌营养不良症为例）原理图示
....................................................................................................................................................... 9 图表 9：基因编辑技术在人类临床治疗方面应用整理（按照修改方式分类） ......................... 10 图表 10：我国应用第三代基因编辑 CRISPR 部分重大研究成果梳理...................................... 11 图表 11：高圣医药申友锋团队着力将基因编辑治愈乙肝商业化 ............................................... 13 图表 12：吉凯基因部分 CRISPR 产品及对应价格 ..................................................................... 13 图表 13：基于 RNA 第三代基因编辑技术更加高效 ................................................................... 14 图表 14：三代基因编辑技术效率的量化比较（基于hspc 细胞系） ......................................... 15 图表 15：张峰团队增强型 CAS9， 采用中性氨基酸代替正电荷氨基酸可降低脱靶率至接近 0
水平 ............................................................................................................................................. 16 图表 16：三代基因编辑技术脱靶率比较（基于 CCR5和 CCR2 位点） ................................ 17 图表 17：三代基因编辑技术成本量化比较 ................................................................................... 18 图表 18：三代基因编辑载体构建时间量化比较（基于吉凯基因基因鼠构建周期） ............... 18 图表 19：基于蛋白质识别的 TALEN 元件构建过程相对复杂 .................................................. 19 图表 20：CRISPR 元件构建过程相对简单、清晰 ....................................................................... 20 图表 21：2015 年第三代基因编辑 CRISPR 部分重大突破汇总 ............................................... 23 图表 22：经由 CRISPR 恢复肌纤维细胞表达 Dystrophin 蛋白的能力得以实现的：研究人员
利用红色荧光染料标记 Dystrophin。在正常小鼠（左）的心肌细胞中，这一蛋白大量表达，但在患病鼠（中列）中，该蛋白表达几乎消失。而在接受 CRISPR 基因治疗的小鼠（右列）中，随着治疗时间推移，肌细胞的表达正在逐渐恢复 ................................................. 26 图表 23：2016-2017 年将开展的部分基因编辑重大商业化临床试验汇总 ................................ 28 图表 24：Editas 重要在研基因编辑产品一览表 ........................................................................... 29 图表 25：华大基因过去 3 年业绩 ................................................................................................. 30 图表 26：华大基因业绩构成（2015） ........................................................................................... 30 图表 27：华大基因三大产品线产品及应用 ................................................................................... 31 图表 28：2016 年精准医疗将迎来全球政策推进的“大合唱” ................................................. 33 图表 29：CAR-T肿瘤治疗原理：一到四代CAR-T主要改进集中在CAR-T 元件.................. 34 图表 30：第三代基因编辑CRISPR用于T细胞有望颠覆目前CAR-T疗法瓶颈 ..................... 35 图表 31：国际制药巨头纷纷就CAR-T与第三代基因编辑CRISPR新兴公司合作 .................. 35 图表 32：全球及中国肿瘤市场规模及增速（2003-2014） .......................................................... 35 图表 33：CAR-T 疗法在血液瘤治疗领域市场空间测算 ............................................................. 36
第一节 基因编辑的应用分析
基因编辑为自由改写“DNA生命之书”的“剪刀”，在改写人类基因治疗肿瘤艾滋病等世界难题、重塑动物、工程植物方面具备“颠覆性变革”，是精准医疗工程的核心技术。
一、基因编辑应用与分类
基因编辑技术，是指对 DNA 核苷酸序列进行删除和插入等操作，换句话说，基因编辑技术使得人们可以依靠自己的意愿改写 DNA 这本由脱氧核苷酸写而成的生命之书，堪称“上帝之手”。 其可以被认为是， 所有涉及基因修改的技术或疗法的上游“母技术”，第三代基因编辑 CRISPR 的革命性突破，将打开整个基因工程及精准医疗的应用空间的重要原因。
图表 1：基因编辑的应用分类：按编辑对象
来源：北京欧立信咨询中心
二、基因编辑在动、植物育种方面应用实例
植物育种： 4000 亩“华大种子”已进入成熟期。在植物育种方面， 目前已有的研究成果包括：具有除草剂抵抗力的玉米、 耐白粉病小麦等， 国际方面，杜邦公司与孟山都已开始尝试使用第三代基因编辑 CRISPR 培育特定性状的植物。
国内方面，我国在应用基因编辑植物育种方面，无论是基础研究还是商业化领域都走在世界前列： 1）在基础研究领域，早在第三代基因编辑技术 CRISPR 诞生的 2013 年， 中国科学院北京遗传及发育生物学研究所高彩霞团队即使用 CRISPR 技术， 成功地让四种水稻基因失活了，这意味着CRISPR这种技术也可以用于对水稻这种至关重要的粮食作物进行遗传学改造的工作， 同时， 高彩霞团队还用 CRISPR 技术敲掉了一个小麦基因，结果得到了耐白粉病的小麦新品种；
2）在商业化领域， 华大基因与安阳农科院在谷子育种领域合作研发的“华大谷子”， 首批 4000 多亩谷子已经进入成熟期， 在没有灌溉设备的土壤贫瘠的河南长垣县， 其亩产量已达 400 公斤，远远超过普通品种的亩产 150 公斤，未来大规模推广后有望为我国粮食问题打开新的思路。
图表 2：我国科学家高彩霞团队应用CRISPR 技术对水稻等植物进行了遗传学改造，右图展示的就是基因被敲除之后的水稻， 某个基因被敲除之后，水稻变得矮小、苍白
来源： Nature Biotechnology, 北京欧立信咨询中心
动物育种方面： 华大迷你长寿宠物猪已进入商业化阶段。 一方面， 第三代基因编辑 CRISPR 已被成功应用于，包括：小鼠、大鼠、斑马鱼、果蝇、线虫等基因定向遗传改造操作，从各个方面证明了 CRISPR 技术的潜在应用价值，而 2015 年哈佛大学研究人员利用 CRISPR 技术一次性敲除猪细胞中 62 个逆转录病毒基因， 从而扫清猪器官用于人体移植的重大难关，为全世界需要器官移植的上百万病人带来希望。
图表 3：科学家已利用 CRISPR 技术成功地对线虫（左）、斑马鱼胚胎（中）和果蝇进行了遗传学改造，获得了更粗短的线虫，腹部组织体积更大的斑马鱼胚胎，和眼睛颜色更深的果蝇