技术 · 合成生物学与使能技术 / 基因组工程
碱基编辑
碱基编辑器(CBE/ABE)在不产生双链断裂的情况下进行 C·G→T·A 和 A·T→G·C 单核苷酸替换——治疗单基因病(镰刀状细胞贫血、β-地中海贫血),效率高达 90% 且无插入缺失。
1 · 带来什么
碱基编辑在不产生双链断裂(DSB)且无插入缺失风险的情况下进行单核苷酸替换:嵌合蛋白将催化惰性的 Cas9(dCas9)或切口酶 nCas9 与 DNA 脱氨酶融合。胞嘧啶编辑器(CBE)将 C· G to T· A 转换; 腺嘌呤编辑器(ABE)将 A· T to G· C 转换。无 DSB 避免了经典 Cas9 的大规模染色体重排和 核型混乱。首批 ABE 临床试验显示高达 90% 的纠正率,脱靶极低——用于镰刀状细胞贫血、β-地中海贫血、 早老症。
碱基编辑的关键平台:
- 胞嘧啶编辑器 (CBE): C· G to T· A(APOBEC/AID 脱氨酶)。
- 腺嘌呤编辑器 (ABE): A· T to G· C(TadA*8e,k_cat > 10 s⁻¹)。
- 切口酶 nCas9 (D10A): 在未编辑链产生单链切口以驱动修复。
- RNP/LNP 递送: 预组装核糖核蛋白或脂质纳米颗粒中的 mRNA。
产业价值链#
[gRNA 设计+脱氨酶选择] ──> [CBE/ABE 表达+纯化] ──> [mRNA/RNP + LNP 制剂]
│
(细胞递送)
│
▼
[QC: 准确性+脱靶] <─── [深度测序] <─── [靶向脱氨]
价值链层级#
| 层级 | 描述 | 关键输入/输出 |
|---|---|---|
| Editor Design | gRNA 选择、脱氨酶、窄窗口(1–2 nt) | 入: 靶点。出: 编辑器设计。 |
| Protein Expression | nCas9-脱氨酶(如 TadA*8e)的 E. coli 生产 | 入: 构件、培养基。出: 裂解物。 |
| Purification | Ni-NTA + 离子交换层析至 >98% | 入: 裂解物。出: 纯 CBE/ABE。 |
| sgRNA + RNP Assembly | sgRNA 合成(OligoPilot),RNP 组装 1{:}1.2 | 入: 蛋白、sgRNA。出: RNP 复合物。 |
| Delivery (ex vivo / in vivo) | MaxCyte 电穿孔入 CD34^+ 或 LNP | 入: RNP、细胞。出: 编辑后细胞。 |
| Genome QC | Amplicon-seq——靶点改变、无插入缺失/脱靶 | 入: 细胞 DNA。出: 编辑报告。 |
行业的横切技术:
- 窄窗口 (narrow-window): 活性限于 1–2 nt 的突变脱氨酶——无旁观者编辑。
- RNP 递送: 预组装 RNP,活性短暂,脱靶最小。
- CBE+ABE 串联: 双编辑器同时进行多个碱基改变。
2 · 替代什么 0 · 按行业匹配
暂无关联的已评级替代方案。
3 · 如何实施 6 步
- 1蛋白表达E. coli 生产菌在发酵罐中过表达嵌合蛋白(如 ABE 的 nCas9-TadA*8e)。
- 2蛋白纯化纯化与下游裂解、Ni-NTA 金属亲和 + 离子交换层析至纯度 >98%。谁能完成这一步 自动匹配✓ ISO 9001 500 m3“Development of robust, scalable fermentation and downstream processing (production and recovery/yield optimization).”Alfa Laval 瑞典✓ ISO 9001“Here we compare the three most common options: centrifugation, filtration and coalescence.”工业规模“testing, including mass spectrometry and analytical high performance liquid chromatography”工业规模“With fungal and bacterial secretion systems, we custom produce the evolved enzyme products in large-scale fermentation and downstream processes.”
- 3sgRNA 合成合成与转化在 OligoPilot 上化学合成带修饰的向导 RNA。谁能完成这一步 自动匹配Biomason 美国工业规模“Enzymatic processes from microorganisms replace the need for high energy, eliminating direct emissions.”163,050 tonnes“Uniquely equipped with the credentials for the R&D, design, and production of both high-efficiency dust filtration materials and SCR denitration catalysts, as well as for the …”“2026-06-28 [BIOCATALYST LEADERSHIP: How Enzymes are Propelling India's Pharma Bio Spectrum - business - Read this story on Magzter.com — A brief mention of Aum Enzymes or Infinita …”
- 4RNP 组装ABE/CBE 蛋白与 sgRNA 以 1{:}1.2 室温混合自组装。
- 5体外电穿孔在 MaxCyte GTx 上将 RNP 电穿孔入自体 CD34^+ 干细胞。
- 6基因组 QC检测与分析Amplicon-seq 验证靶点改变并确认移植前无插入缺失/脱靶。谁能完成这一步 自动匹配工业规模“ProBio: A global CRDMO (contract research, development, and manufacturing organization) providing end-to-end solutions for biologics and cell and gene therapy (CGT).”
4 · 谁来交付
匹配的供应商 (自动匹配)
| Integriculture | 日本 | 设备 | 运营中 |
| Origin Agritech (NASDAQ: SEED) | 中国 | 研究机构 | 运营中 |
| ImpacFat | 新加坡 | 生产商 | 运营中 |
| Acceligen | 美国 | 未分类 | 运营中 |
服务与供货目录 1 · 付费服务
领先企业与机构(摘自简报)
| 公司 / 机构 | 国家 | 关键产品 / 平台 | 技术特点 | 2026 年状态 |
|---|---|---|---|---|
| Beam Therapeutics | 🇺🇸 美国 | BEAM-101(ABE/CBE) | 关键 ABE/CBE 专利、临床 | 放大中 |
| Prime Medicine | 🇺🇸 美国 | Prime+Base 混合 | 精确神经退行编辑 | 放大中 |
| EdiGene | 🇨🇳 中国 | 国产 BE 编辑器 | 血液病临床试验 | 放大中 |
| Wenzhou Medical University | 🇨🇳 中国 | 遗传性失明 BE | 产前编辑 | 研究 |
| Max Planck Institute | 🇩🇪 德国 | nCas9-脱氨酶结构生物学 | 耐热脱氨酶 | 研究 |
| Broad Institute | 🇺🇸 美国 | 碱基编辑发源地(D. Liu 实验室) | 超精确脱氨酶 | 研究 |
5 · 法规与市场准入
美国
美国掌握关键专利(David Liu 实验室,Harvard/Broad)并在临床领先。
Beam Therapeutics, Prime Medicine, FDA deep-sequencing oversight#
- Beam Therapeutics: 关键 ABE/CBE 专利,BEAM-101(镰刀状细胞贫血)。
- Prime Medicine: Prime+Base 混合平台,用于神经退行性疾病。
- FDA: 治疗后靶点深度测序;递送生物安全监管。
欧盟
欧盟在脱氨酶-nCas9 结构生物学和体外无病毒递送方面领先。
Max Planck, DKFZ/DE-DK-FR, EMA long-term safety#
- Max Planck Institute: nCas9-脱氨酶晶体学,耐热脱氨酶。
- 德国/丹麦/法国实验室: 向造血干细胞体外无病毒递送编辑器。
- EMA: 移植前对编辑细胞进行长期培养。
中国
中国是碱基编辑临床试验数量最多的国家之一。
EdiGene, Wenzhou Medical University, NMPA orphan-disease fast-track#
- EdiGene(博雅辑因): 国产编辑器,血液病临床试验。
- Wenzhou Medical University: 用于遗传性失明的高精度 BE;产前编辑。
- NMPA: 对孤儿病的补贴和简化 I 期方案。
6 · 资金:招标与资助
| 招标 | 希腊——生化分析仪——超限额电子公开招标:两年期生化检测试剂采购,免费提供配套设备,CPV 38434500-1,预算297,905.98欧元(含6%增值税),按价格最优标准授标(招标公告第77号,ESIDIS 第 … ΓΕΝΙΚΟ ΑΝΤΙΚΑΡΚΙΝΙΚΟ ΟΓΚΟΛΟΓΙΚΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ ΑΘΗΝΩΝ "Ο ΑΓΙΟΣ ΣΑΒΒΑΣ" · 希腊 | 2026年12月11日 56 天 |
| 招标 | 荷兰——血液检测试剂——多实验室质谱法足跟血代谢病筛查的验证整体方案 Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) · 荷兰 | 2026年11月10日 25 天 |
7 · 技术栈与创新
该技术栈以进化脱氨酶、nCas9 切口酶和分析为基础。
- TadA*8e(ABE 脱氨酶):
- 在单链 DNA 上超快进化的 tRNA 脱氨酶,k_cat > 10 s⁻¹。
- 切口酶 nCas9 (D10A):
- 在未编辑链产生单链切口,驱动以编辑链为模板的修复。
- 分析:
- Illumina MiSeq + Oxford Nanopore GridION(长缺失检测);Benchling 用于 sgRNA 设计。