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合成生物学文化鸿沟上的拉锯战

更新:2014年05月15日 阅读次数: 【字体:

合成生物学文化鸿沟上的拉锯战
合成生物学正在逐步从专注于手工制作的生物学转向大规模集体创建标准化部件,从而产生了专利存在形式之争。图片来源:Thomas Porostocky

加拿大一位未来主义者Andrew Hessel有一个关于如何治疗乳腺癌的非正统想法。他问道:如果志愿研究人员都共同合作研究,是否可以与拥资数十亿美元的制药公司相匹敌呢?

他的Pink Army合作社正试图通过引入来自合成生物学的开源工具做到这一点。合成生物学是一个新兴领域,使用工程原理和模块方法设计生物制品。自从2009年该合作社成立,近600人已经进行了投资。加入的成本是多少呢?仅20美元。

Hessel的计划依赖于那些可以结合到癌症治疗创新方式中的免费软件和生物部分,不需要大量的前期投资或者专利权保护。他戏称自己为“合成生物学开源的催化剂”。

这种开放性是合成生物学的未来愿景之一。另一种可能性则是大型制药公司,例如辉瑞、默克和罗氏等公司,其高效药物研究的收入会投入到封闭的大规模研究项目中。这样的企业对新药物和其他医学进步的追求在很大程度上依赖于保护专利和限制性的许可协议。

在该行业占主导地位的美国华盛顿生物技术工业组织(BIO)表示,知识产权的严格限制对于鼓励有前途的医学发展是必要的。

合成生物学家如何解决开放资源和专利保护之间的矛盾将决定该领域能否实现其雄心勃勃的目标,即通过精密工程来转化医药、农业、能源、环境修复和其他产业。“这不仅仅是投资回报的问题。”美国马萨诸塞州非营利组织生物砖基金会法律项目主管Linda Kahl表示。生物砖基金会倡导可实现公共利益的生物工程。“它不仅仅是商业应用,它也在为世界做好事。”

两种文化

2003年,爱思唯尔的斯高帕斯数据库中仅有3篇经过同行评议的文章使用了“合成生物学”这个术语;到2013年,相关论文则有800篇。去年,该领域实现了一项重要进展。利用加利福尼亚大学伯克利分校生物化学工程师Jay Keasling的一项发现,总部位于法国巴黎的制药公司赛诺菲开始大规模生产抗疟药物青蒿素的部分合成形式。另外,更多的进步正在酝酿中,例如,太平洋西北国家实验室的研究人员正在制造合成真菌酶,可将损伤植物中的糖转化成燃料和其他在工业中有用的化学物质。

从一开始,该领域就是多种知识产权的混合体。一方面,软件工程师带来了开放性的工作方式,他们拥有公共注册中心或者仅有轻微限制的许可协议。而另一方面,分子生物学和生物技术则带来了基因、分子与技术过程专利的做法。例如,1997年到1999年期间发表于《自然—生物技术》上的一半论文都与专利相连。“他们有着不同的观点、目标,在某些情况下还有着不同的预期。”堪萨斯大学法学教授Andrew Torrance关注着合成生物学领域。

哪种知识产权文化将主导合成生物学尚不明确。去年6月,在分子病理学会与Myriad Genetics公司的对峙案件中,美国最高法院裁决,基因和基因标记等“自然产物”没有资格获得专利。Torrance称,从本质上看,合成生物学产生了无法自然产生的DNA,因此法院的裁决明显允许人造DNA获得专利。

因此,至少在美国,合成生物学测序和技术可以申请专利。但是研究人员、企业、律师和伦理学家正在积极讨论着该行为的道德与伦理问题。

专利支持者称,保护知识产权对刺激创新是必要的。加州合成基因组公司创始人和首席执行官Craig Venter称赞法院对自然产生和人造DNA片段进行了区分。“这些人造基因结构已经被用于制作新疫苗、生物燃料和营养产品。”他说,“保护知识产权的能力是健康的科学和生物技术产业的必要组成部分。”

但开源倡导者认为,专利会压制创新。该观点普遍存在与创业公司、非营利组织、研究生项目和广受欢迎的年度基因工程机械(iGEM)竞赛中。这些研究人员称,如果企业和大学为关键的合成生物学工具及构建模块申请专利,它们会对其他人的使用收取高额费用,基于这些发现的新产品创造的成本就会十分高昂,尤其对于那些拥有很少资源的初创企业和组织来说更是如此。

多元生态

全民免费的合成生物学运动正在通过组建类似于开源软件注册的公共注册中心推进其目标。该领域最古老、规模最大的标准生物学组件iGEM注册机构就拥有由进入iGEM竞赛的团队所提交的样本。Torrance表示,通过在用于公共获取的存储库中建立一个关键组件,共享倡导者所建立的资源可以使未来的创新者依靠它开发合成生物学的构建块(被称为“生物砖”)。

生物砖基金会已经开发了一种法律工具,被称为生物砖公共协议:基于开放资源获取标准化生物部分的合同。贡献者同意不维护任何现有的或未来的知识产权,从而获得用户的承诺,用户会给予开发人员适当的信用分数,并遵守安全规定。

支持者称,iGEM注册机构在近些年已经取得了很大改善,并开始向强调质量控制的新集合发展。

两方的合成生物学家称,该领域很少有人对专利问题持有极端看法。很多人反而支持“多元生态”的观点,既包括保护知识产权,又包括公众共享协议。如此一来,问题的复杂性就出现了:如果将合成生物学的构建块比作乐高积木,在这种情况下,乐高积木是免费的,而由数以百计的乐高积木拼成的复杂火箭飞船则可以申请专利。

为了阐述一个健康友好的开源结构对合成生物学家意味着什么,Hessel指出了Linux计算机操作系统——该开源平台十分受欢迎,现在广泛应用于计算机行业。尽管其基本操作系统是免费的,开发人员还是基于它建立了私有企业,就像生物技术公司可以将免费的合成生物学构建模块纳入更为复杂的专利系统中。

尽管生物砖和其他开源系统已经显示出了其在研究项目中的潜力,支持者表示,现在预测它们多大程度上会被纳入商业研究与发展还为时过早。银杏生物工作室联合创始人Tom Knight是麻省理工学院的电脑工程师,他被称为“合成生物学之父”。他表示,该领域正在逐步从专注于手工制作的生物学转向大规模集体创建标准化部件。如果这种转变得以持续,那么企业将会希望在没有复杂专利协议的情况下实现小部件互换。Knight称,专利将不会完全消失,但是在工业背景下其作用有限。

今年3月,Hessel在2014年制药企业伦敦峰会上与制药企业高管和顾问讲述了Pink Army合作社的癌症治疗工作。6月,BIO邀请他参与BIO国际大会中关于新型生物技术趋势的讨论会。尽管两个阵营之间的文化差异仍然很大,但有迹象表明,其间的桥梁已经开始搭建。(张冬冬)

《中国科学报》 (2014-05-14 第3版 国际)

关键词:合成 生物
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