基因治疗三大难题:递送、递送,还是递送——4D Molecular Therapeutics 的解题思路
基因治疗正从罕见病走向更广阔市场,但递送效率始终是核心瓶颈。4D Molecular Therapeutics 采用定向进化技术优化腺相关病毒载体,并携手 Arbor Biotechnologies、引入 UCSF 教授 Noriyuki Kasahara,试图将递送能力提升至新高度。CEO David Kirn 详解技术路径与行业前景。

欢迎阅读今日 Biotech Spotlight 系列,该系列聚焦正在创造突破性技术与产品的公司。本期关注 4D Molecular Therapeutics(4DMT),一家利用前沿进化方法推动基因治疗进入新阶段的生物技术企业。
就在几年前,基因治疗仍是生物制药行业中一个新兴领域。如今,其发展轨迹几乎看不到上限,像 4D Molecular Therapeutics 这样的公司正致力于开发可能改变我们对遗传医学认知的治疗方案。
随着加州大学旧金山分校(UCSF)教授 Noriyuki Kasahara 博士的加盟,以及与同为基因治疗先驱的 Arbor Biotechnologies 建立合作伙伴关系,4DMT 正通过基于病毒载体的新型递送方法,在基因治疗的“悬崖峭壁”上开辟新的立足点。
4DMT 的先进计算发现系统能够从基因组中精准识别导致糖尿病、心脏病等疾病的细微变异。为了触及这些复杂疾病的根源,该公司采用了名为“定向进化”(directed evolution)的方法——在“干草堆”中寻找“针”,并引导基因治疗对其进行修正。
4DMT 首席执行官 David Kirn 博士表示,基因治疗的关键在于递送,而 4DMT 的技术正是为了让递送方法跟上行业需求而设计。以下是我们与 Kirn 就基因治疗的未来以及为何改进递送如此重要的对话。
本次访谈因篇幅和风格需要进行了编辑。
PHARMAVOICE:为什么行业需要找到利用基因治疗的新途径?
David Kirn 博士: 简单来说,人们通常将基因治疗理解为治疗某种基因缺失的疾病,例如肌营养不良或囊性纤维化——这些疾病由单个基因突变引起,治疗思路是将正常基因拷贝装入载体,递送至需要修复的组织和细胞。这样描述听起来非常简单——这个概念的美妙之处也正在于其简洁性,但它的应用远不止于替换单基因隐性遗传病中的突变基因。我们相信,通过灵活的方法,它还可以服务于罕见遗传病之外的更广阔市场。
当我进入这个领域时,我曾问一位同事基因治疗面临的最大问题是什么。他回答说只有三个:递送、递送,还是递送。概念本身很简单,难的是如何实现递送。这个领域起步时有些天真,人们以为可以把这些(基因)直接扔进细胞里,但那样效率极低。因此,瓶颈始终在于递送,而我们的平台正是为克服这些瓶颈而设计的。
你们的平台是如何针对这些问题发展起来的?
我们使用的是所谓的“定向进化”。这是一种用于创造或发明具有所需特征的定制生物制剂的技术,该技术曾于 2018 年授予加州理工学院的 Frances Arnold 诺贝尔化学奖,她当时将其应用于酶的研究。她的思路是:如果我生成大量不同版本的酶,然后筛选并选出符合我所需表型的那一个,那么我就能为任何想要优化的条件发明一种新的优化因子。随后,Greg Winters 和 George Smith 等人将其应用于单克隆抗体和噬菌体。这开启了一个理念:我们可以超越自然界中存在的生物制剂,发明具有我们所需特征的全新制剂。我们是首个将这一理念应用于[腺相关病毒]载体的团队。
您如何看待基因治疗的未来?
关键在于利用定向进化这类技术不断优化和改进方法,使其能够超越少数罕见病,开始影响无数患者。起点是那些对递送要求不高、仍能获得产品批准的极小众领域,而我们试图做的是将其提升到一个全新水平,使其成为医疗保健的核心支柱之一。基因治疗的未来,是从数十亿种可能性中筛选出那个对目标载体而言最优的“干草堆里的针”。
在准备与 FDA 的沟通时,您的工作日常是怎样的?
这是一个极其激动人心的时刻——一个拐点。在 10 年内,我们已将 5 款产品推进至临床阶段,并为数百种不同的优化载体申请了专利。现在我们已经证明,这些载体的表现符合我们的预期,关键在于创造一种能够解决旧载体局限性的更优载体。