李 晨

(國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局醫(yī)藥生物發(fā)明審查部 北京100088)

0 引 言

嵌合抗原受體(Chimeric Antigen Receptor，CAR)是一種由抗原識別域、鉸鏈區(qū)、跨膜區(qū)和胞內(nèi)信號域依次組成的模擬 TCR功能的人工受體，其中抗原識別域通常為特異性結(jié)合靶點(diǎn)的單鏈抗體。嵌合抗原受體T細(xì)胞(CAR-T細(xì)胞)是通過將外源性人工設(shè)計的 CAR 基因?qū)?T細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行基因修飾改造后得到的表達(dá)有CAR的T細(xì)胞。

CAR技術(shù)最早自 1989 年由 Gross等提出[1]，到目前為止，CAR技術(shù)已經(jīng)經(jīng)歷了四代發(fā)展。2014年7月，美國賓西法尼亞大學(xué)和瑞士諾華公司開發(fā)的個性化CAR-T療法CTL019獲得美國食品和藥物管理局(FDA)的突破性藥物認(rèn)證[2]，并于 2017年被 FDA批準(zhǔn)用于治療兒童和年輕成人急性淋巴細(xì)胞白血病。CAR-T 療法的上市，標(biāo)志著血液系統(tǒng)惡性腫瘤治療新時代的到來[3]。

本文擬從中國專利申請量、申請人分布、主要申請人專利布局等方面，分析 CAR技術(shù)發(fā)展趨勢，分析判斷該技術(shù)在國外的技術(shù)應(yīng)用階段以及前景，進(jìn)而研究提出該技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀和方向。

1 CAR-T相關(guān)專利分析

1.1 CAR-T專利技術(shù)分析范圍

使用 S系統(tǒng)的 CNABS數(shù)據(jù)庫，檢索日期為2019年 3月 1日。檢索時以關(guān)鍵詞“嵌合 2w受體”和 IPC分類號 C07K、C12N、A61K對這一領(lǐng)域的專利進(jìn)行全面檢索。獲得結(jié)果后，通過人工方式排除以下主題的申請：已公開專利申請的分案申請；僅針對 T細(xì)胞的改造；與 CAR-T 聯(lián)用的藥物組合物；用于檢測等的試劑盒、設(shè)備；T細(xì)胞培養(yǎng)保存方法。經(jīng)過篩選，得到 627 篇已公開的專利申請文獻(xiàn)，用于下一步分析。

1.2 專利申請量變化趨勢

專利申請量隨年份的變化如圖1所示。從圖中可以看出，雖然 1989年就提出了 CAR技術(shù)，然而2011年以前的申請量極少，這反映了CAR-T免疫療法從概念到可以具體操作的方案經(jīng)過了漫長時間。隨著 CAR-T的臨床實(shí)驗取得進(jìn)展[4]，2011年起申請量開始緩慢增長，2015年申請量開始爆發(fā)，這與CAR-T技術(shù)本身的發(fā)展歷程相符。由于專利申請公開的時間要晚于申請的時間，檢索中的 2015年之后申請量比實(shí)際申請量要少。

此外，從圖1可以看出，2014年以前，國外來華的申請量是國內(nèi)申請量的2倍以上，符合歐美等國家在 CAR-T領(lǐng)域研究的領(lǐng)先狀況。由于國內(nèi)申請部分請求提前公開，而通過 PCT途徑的國外來華申請可自申請日起 30個月才進(jìn)入國家階段，檢索中顯示的2015年后的國外來華申請與國內(nèi)申請的數(shù)量無法準(zhǔn)確反映真實(shí)的申請量對比。

圖1 專利申請量年度趨勢圖Fig.1 Annual tendency of patent application

1.3 知識產(chǎn)權(quán)來源地分析

對申請的來源國進(jìn)行統(tǒng)計，共分布于 14個國家：中國 387件、美國 160件、英國 23件、瑞士和法國各16件、德國9件、日本4件、加拿大3件、新加坡、韓國和澳大利亞各 2件，以色列、芬蘭和丹麥各1件。國外來華申請主要集中在美國和英國等發(fā)達(dá)國家，其中美國的申請量占國外來華總量的 67%。這也反映出各國在CAR-T領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)實(shí)力。

1.4 技術(shù)發(fā)展趨勢分析

對各申請主體的申請量進(jìn)行了統(tǒng)計，其中國內(nèi)申請量前 6的申請主體分別為上海恒潤達(dá)生生物科技有限公司(29件)、上海優(yōu)卡迪生物醫(yī)藥科技有限公司(22件)、山東興瑞生物科技有限公司(17件)、中國人民解放軍總醫(yī)院(16件)、武漢波睿達(dá)生物科技有限公司(9件)和科濟(jì)生物醫(yī)藥(上海)有限公司(8件)；國外來華申請量前6的申請主體分別為賓夕法尼亞大學(xué)董事會/托管會(30件)、UCL商務(wù)股份有限公司(16件)、諾華股份有限公司(14件)、塞勒克提斯公司(13件)、希望之城公司(12件)和紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心(11件)。前 6位國內(nèi)申請人中的5位是生物科技公司，國外來華申請量前6的申請人中4位是公司。這顯示CAR-T技術(shù)已經(jīng)從單純的科研發(fā)展到了應(yīng)用領(lǐng)域，與抗體、疫苗等領(lǐng)域企業(yè)作為研發(fā)主體的情形相似。

2 專利布局分析

從國外來華申請和國內(nèi)申請中專利申請量最大的2個申請主體分析CAR-T技術(shù)專利布局。

2.1 賓夕法尼亞大學(xué)專利申請情況

國外來華申請中，申請量最大的申請主體為賓夕法尼亞大學(xué)董事會/托管會。2012年諾華與賓夕法尼亞大學(xué)達(dá)成了一項全球合作協(xié)議，共同研發(fā) CAR免疫療法為主的癌癥治療方法。最早被美國 FDA批準(zhǔn)上市的 CTL019就是由其聯(lián)合研發(fā)的。因此，上述申請中部分是由賓夕法尼亞大學(xué)和諾華股份公司作為共同申請主體申請的。

CTL019是一種針對 CD19的二代 CAR-T細(xì)胞。圍繞著CD19作為靶點(diǎn)的CAR，賓夕法尼亞大學(xué)申報了一系列專利。2011年其申請的公開號為CN1031920406A的專利申請涉及 CD3信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域序列的改進(jìn)，改進(jìn)后的 CART19 細(xì)胞在血液中持續(xù)時間延長。2013年的申請 CN104136458A等涉及共刺激信號區(qū)的選擇，其中包含 CD2信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域的CAR可改變 CAR-T細(xì)胞存活和活化誘導(dǎo)細(xì)胞死亡的閾值，包含ICOS細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)域的CAR可增強(qiáng)基因改造的T細(xì)胞的持續(xù)性。2014年的申請CN105392888A將CAR中針對CD19的scFv進(jìn)行人源化改造以降低排斥反應(yīng)。

除了 CD19靶點(diǎn)外，還研發(fā)了針對其他靶點(diǎn)的CAR，涉及的疾病不局限于血液系統(tǒng)腫瘤，還包括實(shí)體腫瘤、免疫系統(tǒng)疾病等。2012年的申請CN103442786A 涉及治療卵巢癌的包括 α-葉酸受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域的CAR及CAR-T細(xì)胞。2014—2015年提交了靶向 EGFRvIII、間皮素、BCMA、CD33、CLL-1、CD123等不同位點(diǎn)的 CAR的專利申請，CN105358576A等。2016年又提出了靶向 CD4或HIV特異性scFv 的CAR治療HIV感染的專利申請(CN108779161A)。此外，賓夕法尼亞大學(xué)還提交了一些涉及改善 T細(xì)胞功能的申請，包括將細(xì)胞中陰性信號轉(zhuǎn)換為陽性信號的轉(zhuǎn)換受體(CN104114233A)，下調(diào) T細(xì)胞中內(nèi)源基因的表達(dá)(CN107206024A等)。

在研究后期，進(jìn)一步開始拓展 CAR-T與其他藥物的聯(lián)合治療，包括：將CART細(xì)胞與激酶抑制劑組合施用(CN107075482A)；將嵌合抗原受體和 B細(xì)胞抑制劑、雙特異性抗體或抗 PD-L1抗體聯(lián)用(CN108350058A等)；將結(jié)合B細(xì)胞抗原的嵌合抗原受體和結(jié)合腫瘤抗原的嵌合抗原受體聯(lián)用(CN109153714A)。

綜上可知，賓夕法尼亞大學(xué)在 CAR-T領(lǐng)域的申請涉及多個方面，包括 CAR序列的優(yōu)化、靶點(diǎn)的擴(kuò)展、T細(xì)胞的改進(jìn)、聯(lián)合治療等，體現(xiàn)了大學(xué)研究的延續(xù)性和全面性。

2.2 上海恒潤達(dá)生生物科技有限公司專利申請情況

國內(nèi)申請量最多的是上海恒潤達(dá)生生物科技有限公司。2016—2018年，該公司陸續(xù)申請了一系列專利，涉及的靶點(diǎn)包括 CD19、GPC3、間皮素、CD123、CD22、BCMA、NY-ESO-1、GD2、ROR1、CLL-1(CN107446051A 等)。上述申請中，除了構(gòu)建了單獨(dú)的CAR外，還設(shè)計了編碼共表達(dá)CAR和tEGFR的核酸，使其具有體內(nèi)示蹤和安全開關(guān)的作用。此外，還對CAR中使用的胞內(nèi)細(xì)胞共刺激因子進(jìn)行了對比研究(CN108070607A等)，同時還申請了混合施用不同CART細(xì)胞的申請(CN108239623A等)。

除了開發(fā)針對不同靶點(diǎn)的CAR-T技術(shù)，2017年，恒潤達(dá)生進(jìn)行了一系列共表達(dá)抗體片段或細(xì)胞因子的申請，包括共表達(dá) tEGFR和抗人 PD1的片段的CAR，使制備的 CAR-T細(xì)胞帶有分泌 PD1抗體功能，對免疫抑制微環(huán)境具有調(diào)節(jié)作用(CN108330133A等)；共表達(dá)細(xì)胞因子的第四代CAR(CN108624607A等)，可增強(qiáng)對特異性腫瘤細(xì)胞的殺傷能力。之后，其又開發(fā)了雙靶向的嵌合抗原受體(CN109423495A等)。

上海恒潤達(dá)生生物科技有限公司申請專利的時間較晚，研發(fā)重點(diǎn)集中在對 CAR組成結(jié)構(gòu)的改進(jìn)上，包括靶向不同位點(diǎn)的單鏈抗體選擇、CAR的開關(guān)、與抗體共表達(dá)、與細(xì)胞因子共表達(dá)等。相比賓夕法尼亞大學(xué)，雖然其進(jìn)入該領(lǐng)域的時間較晚，但其研發(fā)內(nèi)容比較集中，在 CAR結(jié)構(gòu)方面進(jìn)行了積極探索和布局。

3 結(jié) 語

目前，CAR-T技術(shù)在不斷的理論研究與臨床實(shí)踐中取得突破，因其巨大的市場前景，國內(nèi)外眾多研究團(tuán)隊和公司在 CAR-T領(lǐng)域的積極探索和布局，專利申請量呈爆發(fā)式增長。我國的生物技術(shù)企業(yè)和科研單位等亦投入了大量的人力物力對CAR-T領(lǐng)域進(jìn)行原創(chuàng)或改進(jìn)。通過對國內(nèi)外技術(shù)的綜合分析，建議我國除在 CAR結(jié)構(gòu)方面繼續(xù)開展深入研究外，可在CAR序列的優(yōu)化、靶點(diǎn)的擴(kuò)展、T細(xì)胞的改進(jìn)、聯(lián)合治療等領(lǐng)域研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的CAR-T相關(guān)技術(shù)，搶占該領(lǐng)域的新興市場。