在生物醫(yī)學(xué)高度發(fā)達(dá)的當(dāng)下，分子克隆、基因合成、基因編輯已經(jīng)成為人們耳熟能詳?shù)拿~。這些工藝要想實(shí)現(xiàn)，必須找到一套超小型的基因“分子剪刀”。這套“分子剪刀”就是——限制性內(nèi)切酶（簡(jiǎn)稱“限制酶”）。

       “本周一剛上班，我們就接到了某基因合成龍頭企業(yè)加購(gòu)限制酶的訂單。因?yàn)槲覀兊拇嬖?，?guó)內(nèi)基因合成行業(yè)面對(duì)美國(guó)強(qiáng)加的關(guān)稅并不太‘緊張’。”走進(jìn)港城生物技術(shù)企業(yè)愚公生物，愚公生物首席科學(xué)家盧辰博士告訴筆者，他們限制性內(nèi)切酶的品種將在本月突破100種，能夠覆蓋90%以上的應(yīng)用場(chǎng)景。作為國(guó)內(nèi)最大的限制酶供應(yīng)商，愚公生物國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已經(jīng)達(dá)到了第三位，并進(jìn)入40多家基因合成公司的供應(yīng)鏈。

       限制性內(nèi)切酶到底是啥？這就要提起一個(gè)熟悉的名詞——基因組DNA?？茖W(xué)家在研究生命演化奧秘時(shí)發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌在和病毒的斗爭(zhēng)中演化出了一些超小型的“分子剪刀”，能夠把入侵到自身細(xì)胞內(nèi)的病毒基因切碎，阻止病毒基因在細(xì)胞內(nèi)的復(fù)制和表達(dá)，從而保護(hù)自身。這些超小型的“剪刀”就是限制性內(nèi)切酶。

       在過(guò)去40余年里，全球生物公司合成了近400種限制酶產(chǎn)品，但大多數(shù)高端產(chǎn)品是由國(guó)外企業(yè)壟斷。每年我國(guó)高校院所和生物醫(yī)藥企業(yè)需要花費(fèi)數(shù)億元進(jìn)口限制酶。開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良國(guó)產(chǎn)替代產(chǎn)品迫在眉睫。

       2015年，愚公生物創(chuàng)始人許恒皓和盧辰帶領(lǐng)一群年輕人啟動(dòng)了“王屋計(jì)劃”，決定從限制性內(nèi)切酶入手，為中國(guó)生物產(chǎn)業(yè)做好這套“剪刀”，這支年輕的創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)也被命名“愚公”。“當(dāng)時(shí)我們想法很簡(jiǎn)單，”許恒皓說(shuō)，“一定要搬掉限制酶這座橫亙?cè)谥袊?guó)生物技術(shù)發(fā)展之路上的‘大山’。”

       作為由國(guó)內(nèi)高校博士領(lǐng)軍的團(tuán)隊(duì)，2016年，愚公團(tuán)隊(duì)就成功研發(fā)出了首批限制酶產(chǎn)品。然而，在實(shí)驗(yàn)室做出的限制酶，卻在生產(chǎn)中出現(xiàn)品質(zhì)不穩(wěn)定的問(wèn)題。市場(chǎng)訂單少，一些合作伙伴信心下降也選擇退出。2020年上半年，愚公團(tuán)隊(duì)原有的30多人僅剩下7人，賬面只剩5萬(wàn)元現(xiàn)金。

       “科學(xué)家適合做從‘0’到‘1’，把不可能變成可能。但從‘1’到‘100’需要企業(yè)家的思維，也就是把可能變成可靠。”回顧那段最艱難的歷程，許恒皓說(shuō)，“我們當(dāng)時(shí)的問(wèn)題，就是還在用做科研的思路做產(chǎn)品，那是行不通的。”

       為了解決“剪刀”質(zhì)量不穩(wěn)定問(wèn)題，愚公團(tuán)隊(duì)依托港城新醫(yī)藥優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，引進(jìn)了多名具有十余年上市藥企研發(fā)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的管理人才。他們參照藥品研發(fā)“質(zhì)量源于設(shè)計(jì)”的理念，從源頭出發(fā)重新開(kāi)發(fā)工藝，對(duì)每一個(gè)步驟、每一種原料都制定了清晰嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。

       走進(jìn)愚公生物的實(shí)驗(yàn)室，質(zhì)檢人員正在查看限制酶切開(kāi)的DNA片段大小是不是和預(yù)想一致。盧辰介紹：“我們要求生產(chǎn)的限制酶切割效率達(dá)到99%以上，準(zhǔn)確率也要達(dá)到95%以上。”也就是說(shuō)，幾乎所有的DNA底物都必須在指定的位置被成功“剪”開(kāi)，絕對(duì)不能亂“剪”。

       在另一間實(shí)驗(yàn)室，質(zhì)檢人員正在檢查限制酶的純度。因?yàn)樵诜肿涌寺』蚧蚝铣芍校枰拗泼傅拿盖斜仨毎袲NA底物打掃得干干凈凈，不能殘留沒(méi)被切開(kāi)的DNA，還要保證絕大部分被酶切的DNA片段能夠與其他DNA片段成功連接到位，形成人們所需的新片段。這就要求限制酶里不能有其他核酸酶的污染和干擾，純度也要達(dá)到95%以上。

       “這些都是國(guó)外品牌的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，我們現(xiàn)在也能做到和他們一樣。”盧辰在新建的GMP級(jí)別生產(chǎn)車間里告訴筆者，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)境與外界物理隔離。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，所有原料和產(chǎn)物全部通過(guò)密閉管道進(jìn)行輸送，杜絕交叉污染。數(shù)字化的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)控著每個(gè)環(huán)節(jié)的工藝參數(shù)。

       走出低谷的愚公生物，得到資本市場(chǎng)和地方政府的大力支持。江蘇高投毅達(dá)資本、連云港工投集團(tuán)、深圳達(dá)科為紛紛向愚公生物拋來(lái)橄欖枝，數(shù)千萬(wàn)元資金的注入為企業(yè)GMP廠區(qū)建設(shè)和人才引進(jìn)提供了充足的支持。2024年，愚公生物獲江蘇省發(fā)改委舉辦的首屆江蘇未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽三等獎(jiǎng)。

?       “從最初立項(xiàng)開(kāi)始，我們花了6年才做到國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率1%，又花了2年沖到10%。”許恒皓充滿信心地說(shuō)，“新形勢(shì)下，我們有信心在一兩年內(nèi)完成50%的國(guó)產(chǎn)替代。”

       一把鋒利“剪刀”卻可以保證國(guó)內(nèi)生物合成產(chǎn)業(yè)有“料”可用。許恒皓介紹，未來(lái)，愚公生物將堅(jiān)持國(guó)內(nèi)獨(dú)有DNA、RNA工具酶的開(kāi)發(fā)，積極開(kāi)拓生物制造領(lǐng)域，讓中國(guó)合成生物產(chǎn)業(yè)的這把“剪刀”更亮更快。

       原文鏈接：愚公生物破解限制性內(nèi)切酶生產(chǎn)卡脖子難題——用99%精度“剪開(kāi)”40年技術(shù)壟斷