1963年,美国生物分子学家、诺贝尔医学奖获得者Joshua Lederberg提出“基因优化”和“基因交换”概念,自此以后,以基因为基础预防和治疗疾病成为医疗界一大研究热点。
70年代,Theodore Friedmann在《Science》上发布了一篇对基因治疗用于人类疫病的设问。90年代,FDA批准首例人类基因疗法的临床实验。2003年十月,中国批准了基因治疗药物“今又生(Gendicine)”上市,成为世界上第一个被国家批准的基因治疗药物。经过数十年的探索,基因治疗在“科学”性、安全性上不断改进,推动其从实验室走向临床应用,涌现许多以基因写入、基因编辑等技术为代表的生物技术公司。
Replay是一家2021年创办于美国加利福利亚州的下一代基因组医学技术研究商,目前致力于解决限制临床进展的关键挑战,包括需要增加有效载荷能力和现成的细胞疗法,以大幅降低商品成本,提高生产速度、体积和一致性,并扩大基因组工程的潜力。
2022年7月25日,Replay宣布完成5500万美元种子轮融资,本轮融资由KKR & Co. Inc.和OMX Ventures领投,ARTIS Ventures、Lansdowne Partners、SALT和Axial参与。Replay表示本轮资金计划用于构建其平台技术工具包,以编写和交付针对复杂疾病(包括实体瘤和多基因疾病)的“大DNA”。
Replay有什么竞争力?我们来了解一下。
“基因组学在未来可能将
彻底颠覆目前的临床治疗方式”
Replay是由Adrian Woolfson、Lachlan Mackinnon、David Knipe、Ron Weiss四人联合创办的。
Adrian Woolfson任总裁兼执行主席。他在英国国王学院完成本科学习,在位于英国牛津的约翰拉德克利夫医院完成临床医学培训,随后在剑桥的阿登布鲁克医院完成研究生医学培训,后由诺贝尔奖获得者César Milstein教授指导完成博士论文和分子免疫学博士后工作,后出版140多篇书籍或论文。目前,他还是英国剑桥达尔文学院的研究员、Welcome Trust 临床研究员以及剑桥 MRC 分子生物学实验室的国家癌症基金会研究员。
Adrian Woolfson华丽的不只是他的求学经历,他的工作经历也十分丰富。在创办Replay之前,Adrian担任Sangamo Therapeutics的执行副总裁和研发主管,这是一家专注于基因治疗的生物技术公司,在此他领导多项基因编辑、基因治疗的研发项目。在位于瑞士巴塞尔和意大利罗马的5AM、LSP、Abingworth 和Versant支持的癌症新抗原疫苗公司Nouscom担任首席医疗官,领导了黑色素瘤抗原疫苗产品从研发到提交IND申请。
同时,Adrian还担任过纽约辉瑞公司早期和晚期免疫肿瘤学、血液学的全球临床负责人,建立了辉瑞I-O血液恶性肿瘤产品组合。此外,他还在百时美施贵宝公司任职并领导团队开发出治疗白血病的药物Bcr-Abl抑制剂Sprycel。
Adrian Woolfson的创业想法产生于在Sangamo Therapeutics担任研发主管的时候,想要解决此时研发过程中遇到的基因组学的各种难题。后来,他在伦敦遇到生物技术投资者Lachlan Mackinnon。
Lachlan Mackinnon在Replay担任首席执行官,硕士毕业于牛津大学化学专业。之前是Oxford Science Enterprises(前身为OSI)的创始负责人,在那里他对技术和生物学交叉领域的公司进行种子投资,包括投资 ONI、OMass Therapeutics、Nucleome Therapeutics、Spybiotech 和 Base Genomics 的第一笔资金。Base Genomics在1100万美元的种子融资后四个月以4.1亿美元的价格被收购,创造了生命科学交易中有史以来最大的内部收益率。
联合创始人兼首席执行官Lachlan Mackinnon(左)联合创始人、总裁兼执行主席Adrian Woolfson(右)
Adrian Woolfson与Lachlan Mackinnon一个深耕基因治疗领域多年,一个在生物科学领域具有丰富的创业投资经验,他们还联合了其他两位生物技术领域的资深专家David Knipe教授和Ron Weiss教授。
David Knipe教授博士毕业于麻省理工学院,现为哈佛医学院微生物与分子遗传学、微生物学、免疫生物学教授,他是研究疱疹病毒,特别是单纯疱疹病毒(HSV)的领先专家。David教授曾联合主编病毒学参考书《Fields Virology》,自1986年以来,就一直担任冰毒感染机制培训项目的项目主任。
Ron Weiss教授是合成生物学的先驱之一,自从在麻省理工学院(MIT)攻读研究生时,便开始从事合成生物学研究。2001年获得MIT博士学位后,直到2009年间在普林斯顿大学任教,后回到MIT担任生物工程系和电气工程与计算机科学系的终身教授,也是MIT合成生物学中心的主任。该中心2021年发布论文介绍了一种无需基因元件,完全由蛋白质元件组成的生物学合成线路。
“基因组学在未来可能将彻底颠覆目前的临床治疗方式。基于我在临床医学、学术界和生物制药行业30余年的工作经验,我认为我们需要一些更强大、更全面的分子遗传平台技术工具,来解决当今医学领域难题并造福患者。而在 Replay,我们有幸将世界级的企业家、基因组学家和合成生物学家聚集到一起,让我们能够应对当前临床医学界的最大挑战。”Replay 联合创始人、执行主席兼总裁 Adrian Woolfson 说道。
基因写入平台、载体平台、
细胞平台与算法平台
目前,基因疗法的技术突破主要是AAV载体递送技术、CRISPR基因编辑技术、单/双碱基编辑技术以及溶瘤病毒基因改造技术。其中,CRISPR基因编辑技术已经成为生物医学领域最为热门的技术。
CRISPR基因编辑技术主要依靠宿主细胞的DNA损伤修复途径来对基因组进行修改,而问题在于,这些DNA损伤途径的进化会限制基因组的改变,导致其在对基因组做出改变时效率降低,同时在进行基因编辑时有可能造成DNA双链断链,因此CRISPR在改变少量碱基或者切断DNA双链上表现强大,但在把外源基因插入基因组的任务重却不是理想工具。
与CRISPR不同,基因写入技术能够将大片段的DNA序列准确插入基因组中,而不是剪切DNA双链或编辑DNA的单个碱基,完成更为广泛的基因编辑任务。
围绕基因写入、基因编辑和大片段基因递送,Replay目前已经构建四个平台:基因写入平台(DropSynth™)、载体平台(SynHSV™)、细胞平台(uCell™)、算法平台(LASR™)。
■ 基因写入平台(DropSynth™)
这是一个能够高效快速、低成本合成大片段DNA的基因写入平台,能够以比定向进化更有效、更具成本效益和更全面的方式探索蛋白质序列空间。
基因写入平台 来源:Replay官网
书写大DNA 来源:Replay官网
■ 载体平台(synHSV™)
通常而言,AAV载体的容量为4.7kb,SynHSV™能够提供高达30倍的AAV有效载荷,最高可达150kb,这能够有效解决大片段基因、多基因和多种转录激活因子和抑制因子的递送难题,可以实现体内和立体两种方式的基因编写和交付,扩大基因组学的适用范围和多基因医学的前景。
当然,Adrian Woolfson也承认,尽管进化出的HSV能够很好地规避免疫系统,但与AAV类似,人体也有针对HSV的中和抗体,因此对于基于HSV载体的基因治疗与基于AAV载体的基因治疗谁更具安全性,目前仍然难以下定论。
AAV与HSV容量对比 来源:Replay官网
■ 细胞平台(uCell™)
uCell™是一种免疫沉默技术,使iPSC能够用作细胞疗法的可再生资源,能够降低与患者或汇集的供体来源细胞相关的商品成本,提高了产品的一致性和体积,实现广泛的基因组工程。
■ 算法平台(LASR™)
LASR™是一个用于重写蛋白质以优化功能的进化推理机器学习算法,能够将发育树空间转换为DNA序列空间,以此识别进化景观中的适应度峰值。Replay称,将此技术与DropSynth™相结合,可以为蛋白质序列空间的有效导航提供差异化的方法。
序列转化 来源:Replay官网
创新“中心辐射型”商业模式,
已拆分五家产品公司
创办于加利福利亚的Replay拥有两个行政总部。目前,圣地亚哥是行政、研发和其他职能部门的所在地,总裁兼执行主席Adrian Woolfson与大多数员工都在圣地亚哥工作。另一个总部位于伦敦,首席执行官Lachlan Mackinnon在此继续借助英国的生物技术人才库以开展业务。
一般来说,一家公司会确定某个确切的主营业务方向,或是某种药物、某种疾病或是某类技术平台。与传统公司不同,Replay采取一种“中心辐射型”(Hub-And-Spoke)的商业模式。
在其商业模式下,Replay将其平台技术与特定的产品开发工作分开,由母公司负责研发平台技术,将针对特定疾病的产品开发工作分发到产品公司,每家产品公司都由企业家和该疾病领域技术专家共同领导。
到目前为止,Replay已经成立了五家产品公司,其中四家针对单基因疾病的基因治疗公司,涉及领域包括眼部、大脑、皮肤、肌肉等基因组治疗。眼部治疗专注于色素性视网膜炎、斯塔加特病、Usher综合征1B型,大脑治疗包括帕金森症和弗里德赖希共济失调,皮肤治疗主要是营养不良性大疱性表皮松解症,肌肉方面基因治疗则主要是杜氏肌营养不良。
另外设一家专注于“酶写入”的产品公司,利用Replay开发的基因写入平台(DropSynth™)和算法平台(LASR™)设计合成蛋白,利用TET、Anhydrase、Catalase三种方式来进一步优化酶的功能。
Replay公司技术及架构 来源:动脉网
“技术和产品开发有着不同的人才需求、时间进度和成本控制,”Lachlan Mackinno在一份声明中指出,“我们在公司架构方面进行了创新,采用了一个新的模式来适应差异化要求,把‘技术开发’和‘产品开发’区分开来。我们拥有强大的团队、合适的公司结构、技术平台组合和资金支持,相信在未来可以建立一家塑造行业未来且经久不衰的生物技术公司。”
KKR董事总经理兼Replay董事会成员Kugan Sathiyanandarajah表示,“Replay的使命是创建一家世界领先的公司,通过编写和交付‘大DNA’来开发和拥有重新编程生物学的工具;我们相信这些能力将开启医学领域最大的未开发机会。Replay在公司内部拥有丰富的创业经验,并拥有一支经验丰富的行业参与者团队,指导平台技术和产品公司的发展,为患者带来新的治疗方法。”
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