CRISPR-Cas9: How the Patent Dispute has Transformed Science Innovation
標的型遺伝子編集特許の概要と論争の概要
標的型遺伝子編集技術の臨床試験への移行や、コア特許を巡る国際的な論争が続く中、標的型遺伝子編集は商業的・学術的分野で注目を集めています。ライセンスの複雑な状況は、標的型遺伝子編集技術の商用利用を目指す企業に大きな影響を及ぼします。学術研究者も、標的型遺伝子編集を用いた動物モデルの精度を検証するアッセイの必要性が高まっており、助成金審査においてもオフターゲット効果への懸念が示されています。本稿では、標的型遺伝子編集の特許状況と、技術の発展が学術界および産業界の研究開発に与えた影響について概説します。
2012年5月、カリフォルニア大学バークレー校（UCB）は、ジェニファー・ダウドナ氏とエマニュエル・シャルパンティエ氏による、細菌の標的型遺伝子編集システムがガイドRNAにより異なるDNA配列を標的とできることを発見した特許出願を行いました。同年12月、ブロード研究所（MITおよびハーバード大学との共同）は、張锋（チャン・フェン）氏らの研究に基づき、標的型遺伝子編集技術が真核細胞に応用可能であることを特許出願しました。ブロード研究所は米国特許商標庁（USPTO）での審査を迅速化する「早期審査」を申請。UCBより出願が遅れたにもかかず、2014年4月に米国特許（8,697,359）が付与され、現在に至る特許を巡る論争が開始されました。
2015年12月、UCBは特許干渉手続きの実施を求め、米国特許商標庁の特許試験・上訴委員会（PTAB）がこれを承認しました。2017年2月、PTABの3人の裁判官からなるパネルは、ブロード研究所の発明はUCBの特許出願と明確に異なるものであると判断。2018年9月には連邦巡回控訴裁判所がこの判断を支持し、ブロード研究所の特許請求は真核細胞に限定されると確定しました。興味深いことに2019年6月24日、PTABはUCBの真核細胞に関する特許請求の有効性を問う新たな干渉手続きを開始し、UCBを立証責任を負う「ジュニア・パーティー」としました。
標的型遺伝子編集の知的財産（IP）およびライセンス体制の概要
標的型遺伝子編集を用いた遺伝子改変の利用権は、おもに以下の3つの分野に分けられます：
- 非営利的研究
- キット、試薬、機器の開発
- 標的型遺伝子編集を用いた医薬品の開発、販売、および利用
標的型遺伝子編集の主要な特許保有者は、関連技術の開発に投資を行う民間スピンオフ企業に独占的権利を付与しています3。これにより、各社は応用に応じて第三者に個別にライセンスを供与できます。ブロード研究所、ハーバード大学、MITは、この「包括的革新」モデルの一環としてEditas Medicineに特許をライセンスしています。Editas Medicineは標的遺伝子に応じた標的型遺伝子編集技術の独占的利用権を持ちますが、Editasが対象としていない遺伝子を標的とする企業は、その知的財産（IP）の一部をライセンス申請できます。
2019年2月、ドイツのダルムシュタットにあるメルクKGaAライフサイエンス事業部（米国およびカナダではミリポアシグマとして事業展開）は、改良型標的型遺伝子編集ゲノム編集法について米国初の特許を取得しました。同社の標的型遺伝子編集特許ポートフォリオは、基盤的および代替的なゲノム編集法を網羅しており、オーストラリア、カナダ、欧州、シンガポール、中国、イスラエル、韓国で特許が取得されています5。2019年7月までに、メルク社とブロード研究所は、商業的研究および製品開発における標的型遺伝子編集IPの非独占ライセンス付与で合意を発表しました。このライセンス枠組みは、ブロード研究所の従来の慣行に準拠しており、「非営利の学術機関、非営利の企業、政府機関による内部研究については、ミリポアシグマの標的型遺伝子編集IPがロイヤリティフリーで利用可能となる」1としています。ライセンスは、ブロードおよびミリポアシグマの倫理的配慮に従い、特定の標的型遺伝子編集の応用を除外します。この制限を回避するため、各機関は本合意とは別に独自にライセンスを提供し続ける可能性があります。
商業的研究開発（R&D）における標的型遺伝子編集のリスク
2019年現在、世界的な特許庁がさまざまな特許請求に対して異なる判断を下す中、標的型遺伝子編集の特許状況はさらに複雑化し、技術の商業的応用に対する不確実性が高まっています。IPStudiesの標的型遺伝子編集特許分析データによれば、2019年2月時点で3800以上のパテントファミリーと110以上のライセンス契約が存在し、毎月約200のパテントファミリーが公開されています。標的型遺伝子編集技術のライセンス関連の動きも急速に進展しており、「2018年には40件以上の発表があり（過去3年間の合計比で50％以上増加）、欧州および米国での先駆的な特許の付与・統合に続いている」2とのことです。コア特許を巡る継続的な論争や、多数の特許出願が保留されている状況を踏まえると、標的型遺伝子編集技術を用いたイノベーションをグローバルに商用化する有効な権限を得ることは、企業にとって非常に困難です。
特定の応用分野にわたる代理ライセンスモデルおよび未解決のコアIPの請求権により、商業企業および学術機関の双方に大きなリスクが生じています。特許が付与されるにつれて、個々の請求権は狭くなり、世界的な標的型遺伝子編集IPの状況がますます複雑になるため、リスクはさらに高まる可能性があります。付与されたライセンスが与える保護の範囲は、現在進行中の法的論争の最中であるため不明です。ブロード研究所でさえ、「これは革新を脅かす複雑な特許およびライセンスの状況である」と宣言し、UCBに対し、調整されたライセンスアプローチについて話し合うよう呼びかけています6。このような状況下では、新規のゲノム編集法の探索、特に明確なIP状況を持つ方法は、新たなゲノム医薬品を開発しようとする者にとって極めて重要になります。
従来の遺伝子標的技術の改善による標的型遺伝子編集の限界への対応
創薬の分野では、標的型遺伝子編集はがんや神経変性疾患などの疾患研究を加速させるための動物モデル作成に頻繁に用いられますが、その限界に対処するためには他の遺伝子改変技術も利用可能です。動物モデル作成に用いられる遺伝子編集技術は、おもに「標的型遺伝子編集」と「ES細胞（ESC）を用いた標的化（従来の遺伝子標的化）」の2種類に分けられます。ES細胞を用いた遺伝子標的化は発行済み特許の対象となっていないため、商業的な改良が制限されず、革新的なTurboKnockout™遺伝子標的化システムが開発されました。
標的型遺伝子編集技術はin vitroおよびin vivoでの変異導入に迅速かつ柔軟ですが、複雑な遺伝子改変プロジェクトには不向きなオフターゲットリスクがあります。標的型遺伝子編集を用いたモデルは、正確な点突然変異の導入に課題を抱えており、ガイドRNAの配列が短いため、意図しない部位でDNA二本鎖切断が生じる可能性があります。このため、主要な学術誌への投稿前に全ゲノムシークエンス（WGS）を実施することが求められることが多く、助成金申請時にも同様の懸念が審査官から示されることがあります。WGSは高コストで外部委託が必要な場合が多く、標的型遺伝子編集の利点は、使用するすべてのモデルの正確性を検証するためのWGS需要の高まりによって相殺されてしまいます。さらに、米国国立衛生研究所（NIH）は2018年1月に、ゲノム編集ツールの潜在的な有害な生物学的効果を評価するアッセイを支援するSomatic Cell Genome Editing (SCGE) プログラムを発表しています。2018年8月にNature Medicineに掲載された editorial は、「標的型遺伝子編集によるin vivoでの意図しないDNA変化の監視」の必要性を強調しており、「新しい標的型遺伝子編集手法が、偶発的な効果のリスクを最も高める二本鎖切断を作らずにゲノムを編集する方法を提供する中でも、この監視が必要である」と述べています4。
従来の遺伝子標的化は正確でオフターゲット効果がなく、複雑な動物モデル作成に適しています。しかし、最大の欠点は10〜14ヶ月と長期のターンアラウンドタイムでした。ES細胞を用いた遺伝子標的化に関連する簡素化されたIP状況により、最近の革新により、ES細胞を用いた手法のすべての利点を維持しつつ、ターンアラウンドタイムを標的型遺伝子編集に近づけることが可能になりました。2015年、Cyagenは独自のES細胞を用いたTurboKnockout™サービスをリリースしました。このサービスは、100%ES細胞由来のファウンダーを生成する高能力ES細胞株と、Flpデリーターマウスへの交配を不要とする自己消去型選択カセットを採用しています。これにより2世代の交配が不要となり、業界標準と比較して4〜6ヶ月の短縮が図られます。以下に、動物モデル作成における標的型遺伝子編集、従来型、TurboKnockout™の遺伝子標的化手法を比較した表を示します：
動物モデル作成に用いられる遺伝子標的化技術の比較
| TurboKnockout™ | 標的型遺伝子編集遺伝子標的化 | 従来の遺伝子標的化 | |
| ターンアラウンドタイム | 6〜8ヶ月 | 5〜7ヶ月 | 10〜14ヶ月 |
| アプローチ | CyagenのTurboKnockout™技術によるES細胞での相同組換え | プロノヤクリアへの顕微注入による標的型遺伝子編集ヌクレアーゼを用いた遺伝子標的化 | 従来技術によるES細胞での相同組換え |
| 応用分野 | コンディショナルノックアウト 大規模断片ノックイン ヒト化 |
グローバルノックアウト 点突然変異 短断片ノックイン |
コンディショナルノックアウト 大規模断片ノックイン ヒト化 |
| オフターゲット効果の可能性 | なし | あり | なし |
| 自己消去型選択カセット | あり | なし | なし |
| スクリーニング手法 | PCR | PCR＋シークエンシング | PCR |
TurboKnockout™は、標的型遺伝子編集およびES細胞由来の手法の利点をすべて備え、欠点のない、コンディショナルノックアウトおよびノックインマウスモデル作成のゴールドスタンダードです。ヒト化マウスモデルの作成であれ、大規模なゲノム断片またはcDNAのノックインが必要であれ、効率性と特異性に課題が生じる可能性があります。標的型遺伝子編集はノックイン断片サイズに制限され、コンディショナルノックアウトにはloxPサイト間に最低距離が必要ですが、TurboKnockout™遺伝子標的化ではこうした制限がありません。CyagenのTurboKnockout™サービスは、オフターゲット効果のない大規模断片の標的遺座への導入を可能にし、確実な生殖細胞伝達を保証し、6〜8ヶ月でファウンダーを提供します。100%返金保証付きです。
世界的な標的型遺伝子編集特許状況が著しく拡大し、ますます不明確になる中、標的型遺伝子編集技術を用いたイノベーションの商業化や、標的型遺伝子編集動物モデルを用いた研究は、ますます不安定かつ高コストになっています。特許問題を気にする製薬企業にとっては、知的財産の紛争リスクを完全に回避するため、ES細胞を用いた標的化技術が最も安全な選択肢です。研究者も、学術界および連邦機関からの圧力を受け、標的型遺伝子編集ツールの有害な生物学的効果を評価するアッセイの実施が求められています。これにより、WGSなどの高コストなモデル検証手順が追加され、標的型遺伝子編集モデルの費用対効果が急速に低下します。標的型遺伝子編集の潜在的効果を評価し、技術の裏付けを得るためのアッセイが増加する中で、代替のモデル作成手法の利用可能性は、疾患研究を加速させる正確な細胞・動物モデルを求める研究者にとって貴重な資産であり続けます。
ワンストップ・マウスモデル検索プラットフォーム：MouseAtlas
MouseAtlas（マウスアトラス）は、KOマウスからヒト化マウスまで、遺伝子や製品モデル名で検索できるプラットフォームです。生体マウスか精子凍結状態か、リアルタイムの在庫状況、検証データ、詳細な説明を直感的に確認でき、直接注文も可能です。社内の製品管理システムと連携して常に最新情報が更新されており、現在39,000種類以上のモデルマウスを収録しています。研究者の皆様にとって非常に便利なワンストップソリューションです。
参考文献および参考書目
- 「Broad Institute, MilliporeSigma to Offer Non-Exclusive Licenses to 標的型遺伝子編集 IP.」 Genetic Engineering & Biotechnology News. Mary Ann Liebert, Inc. publishers, July 23, 2019. https://www.genengnews.com/news/broad-institute-milliporesigma-to-offer-non-exclusive-licenses-to-crispr-ip/.
- 「標的型遺伝子編集 Patent Analytics.」 IPStudies, n.d. https://www.ipstudies.ch/crispr-patent-analytics/.
- Cynober, Timothé. 「標的型遺伝子編集: One Patent to Rule Them All.」 Labiotech.eu. Labiotech.eu, March 6, 2019. https://labiotech.eu/features/crispr-patent-dispute-licensing/.
- 「Keep off-Target Effects in Focus.」 Nature Medicine 24, no. 8 (August 6, 2018): 1081–81. https://doi.org/10.1038/s41591-018-0150-3.
- 「Merck KGaA, Darmstadt, Germany Receives First U.S. Patent for Improved 標的型遺伝子編集 Genome-Editing Method.」 U.S. Patent 標的型遺伝子編集 - News - Merck KGaA, Darmstadt, Germany. Merck KGaA, Darmstadt, Germany, February 19, 2019. https://www.emdgroup.com/en/news/first-us-patent-crispr-19-02-2019.html.
- 「Statement and Background on 標的型遺伝子編集 Patent Process.」 Broad Institute. Broad Communications, July 31, 2019. https://www.broadinstitute.org/crispr/journalists-statement-and-background-crispr-patent-process.
サイヤジェン株式会社について
サイヤジェン株式会社は15年間の発展を経て、全世界の数万人の科学研究者にサービスを提供しており、製品と技術は直接にCNS (Cell、Nature、Science)の定期刊を含む5,200余りの学術論文に応用されています。弊社の「ノックアウトマウスライブラリ」は低価格だけでなく、遺伝子名称を入力すれば、ワンクリックで注文まで操作できます。 ノックアウトマウス、ノックインマウス、コンディショナルノックアウトマウス、トランスジェニックマウス、GFPマウス、免疫不全マウス、無菌マウスなどのカスタマイズサービスを提供する以外、専門的な手術疾患モデルチームがあり、多種の複雑な小動物手術疾患モデルも提供できます。
