作者:郑金武 来源:中国科学报 发布时间:2020/3/21 19:03:13
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单细胞基因测序技术专利布局中的“中国力量”

 

高通量单细胞基因测序技术是一项在单细胞水平对全基因组进行扩增与测序的新技术。有关研究显示,该技术对于筛选新冠病毒特异性中和抗体具有独特优势。中和抗体是指当病原微生物侵入机体时,由B淋巴细胞产生的某些抗体;该抗体能够阻止病原微生物侵入细胞。

3月20日,来自北京知识产权运营管理有限公司(以下简称“北京IP”)的一份专利大数据检索分析报告《科技“战疫”专利洞察》(以下简称“报告”)显示,中国和美国在单细胞基因测序技术方面专利申请量居前;北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)谢晓亮团队参与了该技术的多项专利申请,彰显了中国在此领域的创新力量。

专利申请中美比肩

新冠肺炎(COVID-19)亟需特效治疗药物。利用康复期病人血浆治疗虽初见成效,但大规模使用受限,而康复期病人血浆中实际起治疗作用的是病毒特异性中和抗体。

高通量单细胞基因测序技术是将分离的单个细胞的微量全基因组DNA进行扩增,获得高覆盖率的完整的基因组后进行高通量测序。较之于组织样本测序,单细胞基因测序能够获取更全、更准的异质性信息。

由于高覆盖率、高保真性与高速性,采用高通量单细胞基因测序技术仅需要两天就可以完成新冠病毒中和抗体的筛选工作,而采用常规B细胞单细胞克隆技术则耗时较长。

北京IP通过专利大数据检索分析发现,截至2020年2月29日,全球共有216件单细胞基因测序技术相关专利申请公开,其中38件获得授权。这些专利申请地域布局涉及11个国家或地区。

报告分析显示,中、美两国在单细胞基因测序技术领域专利申请量居前。中国专利申请量79件,美国43件,两国公开专利申请量之和占全球总量的74%,但在更多的国家或地区尚无相关专利申请。授权专利地域布局仅涉及7个国家或地区;美国授权专利数量15件,中国14件。结合最早专利申请日来看,美国单细胞基因测序技术发展略早于中国。

全球单细胞基因测序相关专利申请与授权专利地域分布.jpg

全球单细胞基因测序相关专利申请与授权专利地域分布

从专利申请量来看,美国的哈佛大学与细胞研究公司在单细胞基因测序技术相关专利申请规模全球领先,可见二者创新实力突出。其次是麻省理工大学、博德研究所、贝克顿·迪金森公司等。

值得一提的是,我国深圳华大基因科技有限公司、上海亿康医学检验所有限公司与美国富鲁达(Fluidigm)公司专利规模全球并列第六,北京大学位列第九。可见三者在国内单细胞基因测序领域具有相对竞争力。

全球单细胞基因测序相关专利申请人排名(TOP10).jpg

全球单细胞基因测序相关专利申请人排名(TOP10)

中国科学家团队创新优势明显

来自北京市科委的消息显示,今年2月在北京市科委协调支持下,谢晓亮团队联合北京佑安医院、北京义翘神州科技有限公司等单位,采用高通量单细胞基因测序技术,找到了新冠肺炎多种全人源抗体,有望制备特异性更强、安全性更高的高纯度中和抗体。

研究团队对康复患者血液中的B细胞进行全细胞基因测序,并通过患者自身B细胞序列对比和全部样本的B细胞序列对比,从中找到针对新冠病毒的特异性突变序列(即中和抗体序列),之后由义翘公司通过体外表达生产中和抗体。该中和抗体既可以用于新冠肺炎治疗,也可以用于短期预防。

据了解,获得高覆盖率、高保真性的全基因组扩增产物,是高通量单细胞基因测序结果全面与准确性的保障。相较于以往的非线性或指数型扩增方法,多次退火环状循环扩增技术 (MALBAC)在扩增覆盖度、均一性及灵敏度方面都有很大提高,是目前单细胞扩增领域的最先进技术。而这一技术正是由谢晓亮团队开创。

北京IP通过发明人分析发现,单细胞基因测序技术的领跑者哈佛大学的24件相关专利申请中,有13件由谢晓亮参与发明;专利申请量位列全球第九的北京大学的7件专利申请中,有4件由谢晓亮参与发明。

而从全球排名来看,谢晓亮仅次于细胞研究公司与贝克顿·迪金森公司的发明人团队。谢晓亮作为发明人的单细胞基因测序技术相关专利申请共17件,可见谢晓亮团队在单细胞基因测序技术方面实力强劲。

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全球单细胞基因测序相关专利发明人排名(TOP10)

除哈佛大学和北京大学外,谢晓亮教授参与合作的机构还有北京大学第三医院以及上海序康医疗科技有限公司。

需加强海外专利布局

3月份以来,我国疫情明显好转,但海外疫情大范围爆发。世界卫生组织3月20日公布的最新数据显示,中国以外新冠肺炎确诊病例升至152773例、死亡病例达到6587例。已报告病例的国家和地区已近170个。

全球迫切需要有效的新冠肺炎诊断与治疗技术。在此情形下,单细胞基因测序技术对于全球新冠病毒疫情的防控具有重要意义。

北京IP专利大数据分析结果显示,谢晓亮团队作为发明人的单细胞基因测序技术相关专利申请主要布局在中国境内(5件),境外布局涉及美国、澳大利亚、加拿大、欧洲专利局(EPO)、印度以及中国台湾等6个国家和地区,而所述的欧洲专利已失效。

谢晓亮作为发明人的单细胞基因测序相关专利申请地域分布.jpg

谢晓亮作为发明人的单细胞基因测序相关专利申请地域分布

报告指出,在当今知识经济时代,知识产权越来越受到重视,并逐渐成为企业与国家竞争力的核心要素,成为国际经济新秩序的重要组成部分;倘若没有相应的知识产权,科技经济活动则会受限。

因此,想要全球新冠肺炎疫情中安全有效地发挥单细胞基因测序技术的“硬核力量”,谢晓亮团队海外专利布局有待提高,尤其是在疫情非常严峻的欧洲、韩国、美国等国家或地区,要加强专利布局。

加强专利技术产业化应用

目前,中国以外国家新冠病毒疫情形势严峻,确定新冠病毒特异性抗体序列并规模化生产相应抗体药物,潜在需求巨大。然而,这不仅需要单细胞基因测序技术,还需要强有力的产业化实施能力,以便促进专利技术真正运用到疫情防控中。

在我国,除进入全球TOP10排名的深圳华大基因、上海亿康外,上海序康(上海亿康的母公司)与北京安诺优达等也具有相对专利优势。

我国单细胞基因组测序技术相关企业专利申请人(TOP10).jpg

我国单细胞基因组测序技术相关企业专利申请人(TOP10)

例如安诺优达公司专注于新一代基因组学技术在人类医学健康和生命科学研究两大领域的产业化应用,并已在单细胞基因测序、基因表达分析、Hi-C测序技术等国际热点研究领域形成特色优势。

报告建议,谢晓亮团队应扩大产业化合作范围,将深圳华大基因、上海序康及其子公司上海亿康、安诺优达等其他优势企业纳入进来,寻求更多的合作企业以保障产业化实施能力并扩大化生产,以加速并扩大单细胞基因测序技术在新冠病毒肺炎防控治疗中的转化应用,为全球疫情防控做出贡献。

 
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