【鑽石生技投資分析室】專家觀點／基因編輯 農業生技新幫手

經濟日報 鑽石生技投資 陳怡燕提供

近年，生命科學界屢有驚人突破，包括癌症免疫療法、腸道菌組研究、以及CRISPR基因編輯技術，可謂三足鼎立。其中，前兩者在生醫界的研究已歷經數十年歷史，直到最近才在應用領域開花結果，而CRISPR卻橫空出世，從2012年首度發表以來，幾年間CRISPR用於基因編輯已經進入我們的生活，在可預見的將來，人類的食衣住行都將跟CRISPR脫不了關係。

CRISPR全名是「規律叢集間隔短迴文重複序列」 (Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)，是一種自然界中細菌用來對抗病毒感染的免疫武器。

細菌利用CRISPR區域中的DNA序列來記憶外來病原體的DNA，當同樣序列的外來病毒DNA再次入侵時，細菌可以迅速辨識，並使用一個叫做Cas的蛋白質把辨識出來的DNA剪斷，以破壞病毒的基因表現。研究人員發現這個系統的作用方式之後，很快就認知到可以將之應用在高等生物的基因編輯。

要說基因編輯的歷史，也非全然無跡可尋。1970年代，科學界就已經可以應用限制酶作為原始的基因編輯技術，創造基因轉殖小鼠，到了1980年代，基因編輯技術首度被應用在菸草上，這也是基改作物的濫觴。隨著科學進展，基因編輯技術愈形多元，如鋅手指核酸內切酶(zinc finger nuclease, ZFN)以及類轉錄因子核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)等。

上述兩者都能夠編輯目標基因，但因為ZFN有毒性，而TALEN不容易導入細胞內部，以致基因編輯效率很低，科學家必須費盡心力才能成功編輯一個基因。過去礙於技術限制，即使基因編輯技術的潛在商業應用性極為高，實際上卻難以真正商化。不過，直到操作簡單、成本低、效率高的CRISPR/Cas技術帶來革命性的改變，商業價值也才真正顯現。

CRISPR/Cas技術可應用在生物科學領域，醫學方面，包括細胞療法、幹細胞療法治療遺傳疾病、感染性疾病及癌症；藥物開發；快速生成動物疾病模型；疾病檢測等，幾乎每一個月都有新的應用被發展出來。目前已處於發展階段的基因編輯應用實例包括：HIV/AIDS治療、急性淋巴性白血病治療、茲卡病毒檢測、癌症治療等。

2016年10月，中國四川大學的團隊更進行了全球首次的CRISPR人體臨床實驗。盧鈾教授的團隊利用CRISPR基因編輯技術，將晚期轉移性非小細胞肺癌患者的T細胞在體外進行編輯，剔除PD-1基因之後再輸回病人體內。這些剔除PD-1的T細胞，能夠繞過腫瘤細胞的免疫抑制機制，攻擊腫瘤細胞達成抗癌效果。

此外，CRISPR在農業的蓬勃進展一點都並不輸醫學領域，從農作物育種改良到畜產動物育種改良都如火如荼地進行中。

目前測試中的農產、畜水產不少，農產包括小麥、黃豆、水稻、花生、番茄、玉米等；畜水產包括豬、牛、羊、雞、魚等，測試領域從抗蟲害、抗旱、抗病、提高生長速度、到抗低溫都是進行中的研究。

由於CRISPR基因編輯有精準度及外源性低，不像基改作物具有高度爭議性，去年美國農業部更是對農業生技公司送上大禮，決定不將CRISPR育種的作物列入傳統基改作物監管之列，只需遵循一般農作物法規即可。CRISPR育種的農作物中，至少就有抗褐化蘑菇及抗除草劑油菜已經在美國上市。

據市場研究公司MarketsandMarkets預測，基因編輯技術市場在2021年將高達55億美元，許多公司都對CRISPR基因編輯技術表現出極大的興趣，擁有基因編輯技術的公司也獲得大量的投資。三位CRISPR發明人創立的三家公司，Editas Medicine、Intellia Therapeutics、CRISPR Therapeutics，在2016年皆順利在NASDAQ上市募資。包括拜耳、諾華、輝瑞、Regeneron、Biogen等製藥巨頭皆十分積極與這些CRISPR技術公司進行合作。農業生技巨頭孟山都(現已被拜耳收購)、杜邦先鋒、陶氏等更是期望能應用這個技術拉開與其他種子公司的距離。CRISPR的應用在國際市場上正火熱開展，而過去累積相當多農業技術能量的台灣業界可以在原有的基礎上，找出台灣農業生技的競爭優勢，以在這波發展中，提早布局、占得先機。

（作者是鑽石生技投資分析室陳怡燕博士）

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