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基于核酸物质的基因精准调控与医药技术

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提高CRISPR/Cas9基因编辑技术的效率、降低脱靶效率,以及实现安全高效的体内应用;如何利用mRNA来实现核酸疫苗与药物的开发,解决mRNA核酸技术中的关键科学问题(稳定性、规模化制备、高效表达、安全输运等),是该领域的关键科学问题。

问题背景:

回顾人类的制药历程,从最经典小分子药物,到抗体药物,中国从基础研究到临床药物开发,均落后西方几十年、上百年。近二十年研究开始、并兴起的核酸技术,包括RNA干扰技术、CRISPR/Cas9基因编辑技术,以及基于mRNA的核酸技术,代表了未来生物医药技术的发展潮流与方向。其中RNA干扰的发现已于2006年获得了诺贝尔生理医学奖,从其1998年发现到获奖仅经历了短短的8年时间;而CRISPR/Cas9基因编辑技术亦被认为是将获得诺贝尔奖的重要发现。在这些新兴技术领域,在这继小分子与抗体之后的新一代生物医药技术上,中国必须、也完全有此能力及潜力与西方发达国家齐头并进;在今后的30年中,在部分领域必须实现超越与领跑。但实现上一目标的前提是在此领域进行高屋建瓴的顶层设计与规划,并强有力的执行与实施。


最新进展:

基于RNA干扰的小干扰RNA药物开发技术已走向成熟,第一个小核酸药物即将于2018年第一个季度实现上市。限制其更深更广药物开发的关键技术难题是如何解决其安全高效的体内输运,以及如何实现长效稳定。目前基本已解决的递送组织为肝脏,在其它组织与器官上,目前尚无能真正支持药物开发的递送技术。

在基于CRISPR的基因编辑技术上,目前在如何提高编辑效率、降低或避免脱靶,以及发展其衍生的基因编辑或沉默技术上,正不断的取得新的进展,全球科学家在此领域正投入极大的精力与资源,研究与开发最终能走向工业界的成熟技术。

在基于mRNA的核酸技术上,因其可实现对任意感兴趣基因的表达,且避免了传统基因治疗中使用病毒载体所带来的潜在基因整合风险,目前国外正如火如荼的进行相对仍属早期的技术研发,基于mRNA进行创新疫苗制备、或新型药物蛋白表达,可实现疾病的有效防控。

整体上,以上技术均可在核酸水平实现对基因表达的精准调控,代表了生物医药技术领域最前沿的革新技术、以及未来的发展方向,目前全球正不断的取得新的进展,中国需要在此领域实现追赶、超越、与领跑,亟待更深层次的、高水平的研究。

重要意义:

通过对以上核酸技术进行深入、前瞻性的研究,可助力中国在未来30年,在下一代生物医药技术领域,实现以往在小分子化合物、单克隆抗体领域未曾实现的技术并跑、及领跑;从基因水平实现对影响人类健康的重大疾病的精准防控。

该领域对标“健康中国2030”、“军民融合”等国家战略,相应的规划、设计与研究对中国社会发展、民族复兴拥有着极其重要的意义。


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作者介绍

黄渊余
单位:北京理工大学副研究员 职称: