DNA 专利是否注定消亡?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


DNA 很特别。与其他身体部位不同,它保存着信息。即使丢弃血迹或唾液样本,也未必能阻止 DNA 序列在数据库中继续存在。

我们保护 DNA 数据的方式与对待其他检测结果(例如胆固醇水平)不同。“基因是独特‘属于我们的’。它们在某种根本层面上说明了我们的一些情况,比乳房 X 光检查、巴氏涂片检查或 X 光检查更能说明问题,”北卡罗来纳大学教堂山分校的遗传学教授 James Evans 医学博士在 2011 年 10 月在蒙特利尔举行的国际人类遗传学大会上关于 DNA 专利的研讨会上说。

我们对基因组的情感依恋可能部分解释了为什么乳腺癌和卵巢癌易感基因 BRCA1 和 BRCA2 的可专利性多年来一直在法院之间反复争论。最新进展:3 月 26 日,美国最高法院要求联邦巡回上诉法院重新考虑,该法院此前维持了Myriad Genetics和犹他大学关于这两个基因的专利。


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许多人认为,此举源于 3 月 20 日,Prometheus Laboratories 关于测量代谢物水平以评估 6-巯基嘌呤治疗炎症性肠病剂量是否过低而不起作用或是否过高而引起不良反应的专利失效,法院认为这些程序“除了众所周知的、常规的、传统的活动之外,没有为自然规律增加任何具体内容”。对于可用于诊断的癌症基因的专利似乎与测量代谢物以调整剂量无关,但是,冒着使用双重否定的风险,它们都缺乏“非显而易见性”,这是可专利发明的关键要求之一。

宫颈和脾脏开了先河

最著名的两个利用身体部位牟利的案例——海瑞塔·拉克斯的野生癌细胞和约翰·摩尔著名的脾脏——都无法与人类基因组中 30 亿比特标识符的力量相提并论。

HeLa 细胞起源于一位贫穷、未受教育的非裔美国妇女的宫颈。1951 年,在海瑞塔·拉克斯不知情或未获她家人知情的情况下,她异常高产的细胞被取样、培养并发送到世界各地的实验室。

约翰·摩尔在 1976 年捐出了他肿大的脾脏以治疗白血病,却不知道他的医生、医院和一家生物技术公司会对这些细胞申请专利并出售它们产生的异常蛋白质。摩尔起诉了他们,但加利福尼亚州最高法院驳回了他的诉讼,认为移除的细胞既不是人的等价物,也不是人的产物。

DNA 专利简史

美国专利法于 1790 年通过,将可专利的发明定义为新颖的、有用的且对于该领域的专家来说非显而易见的。很容易理解专利如何适用于自动冲水马桶或电子设备,但在 DNA 问题上情况变得模糊不清。

人们不能为想法、自然规律或自然产物申请专利。但是,自 1911 年 Parke-Davis 声称拥有肾上腺素以来,从自然界中分离出化学物质一直是可以接受的,因为它被认为在体外有所不同。

美国专利法在 1980 年涉足生物学领域,当时通用电气公司的“食油”细菌将来自四种微生物的 DNA 环组合在一起。大自然没有发明那个。然后在 1990 年,专利局添加了声明 DNA 序列的规则。一年之内,安进公司为第一个基因,红细胞生成素 (EPO) 申请了专利,该基因用于治疗贫血。欧洲联盟在 1998 年宣布基因可获得专利。

分离基因据说是可以申请专利的,因为它不再是“自然产物”,与染色体分开,其非必需部分被移除。剩余的 DNA 成为一种新的“物质组成”。

两个有争议的案例

早期基因专利争论涉及卡纳万病,该病会剥夺婴儿期开始的脑细胞的绝缘髓鞘,通常在儿童时期是致命的。专利持有人——四名研究人员和迈阿密大学——开发了一种使用该基因的诊断测试。然后,那些曾将其孩子的大脑捐献给基因研究人员的家庭发现,他们不得不付费测试他们的其他孩子。尽管当原告耗尽资金时该案件得到解决,测试费用降低并且该基因可供研究人员使用,但它为当前的 BRCA 争议树立了一个非正式的先例。

在卡纳万基因专利颁发三年后,2000 年,Myriad Genetics 的第一个 BRCA 专利颁发。自那以后,它们引发了愤怒。

美国公民自由联盟和代表 150,000 名遗传学家、癌症幸存者、病理学家和其他人士的分子病理学协会在 2009 年 5 月起诉了美国专利商标局 (USPTO)、Myriad 和犹他大学。2010 年 3 月 29 日,纽约南区联邦地方法院资深法官 Robert W. Sweet 裁定这些专利无效。他在国际人类遗传学大会上说,“人类基因不是一项发明。DNA 以分离形式存在既没有改变 DNA 在体内存在的根本性质,也没有改变它所包含的信息。”2011 年 8 月,美国联邦巡回上诉法院推翻了 Sweet 法官的裁决,而现在,2012 年 3 月 26 日最高法院搁置该裁决以作进一步讨论,这使得专利问题仍然存在。无论最终结果如何,它对许多人来说都很重要,因为大约 20,325 个人类基因中有五分之一已获得专利。

秘密已经泄露

至少本周看来,随着共识逐渐形成,即自然产物毕竟不是一项发明,DNA 专利将成为过去。但我认为,此类专利走向灭绝的另一个原因是,DNA 检测已经超越了 20 世纪 90 年代达到高潮的格雷戈尔·孟德尔的单一基因遗产,让位于基因组学时代。基因不再被视为孤岛。即使是备受争议的 BRCA 基因中最常见的三个突变也只能赋予易感性,而不是确定性,实际风险反映了其他基因和环境的影响。

以下是普通人接触基因的四种方式,没有考虑谁或哪个实体“拥有”它们。

三岁的加文·史蒂文斯,天生失明,在父母特洛伊和詹妮弗与俄勒冈州波特兰的凯西眼科研究所分子诊断实验室主任约翰·蒋博士会面时,接受了十几个已知会导致莱伯先天性黑蒙的基因检测,蒋博士将这家人 DNA 样本送到北京基因组研究所进行外显子组测序。在这个基因组的蛋白质编码部分中,答案出现了:加文的突变基因——开发基因疗法的第一步。

直接面向消费者的基因检测公司的客户正在提供数据,以加速发现导致常见疾病的许多基因。由于 3,426 名患有该疾病的客户和近 30,000 名对照组的 DNA,23andMe 已经发现了两个新的帕金森病易感基因。

法医 DNA 数据库跟踪基因组中大约二十几个短重复序列位点,这些序列位点集体变化的程度比地球上的人数还要多。DNA 分析已导致数百起无罪释放和定罪。最近,几个州扩大了他们的法医 DNA 数据库。

每隔几周,Family Tree DNA 都会提醒我,在众多发送 DNA 样本的消费者中,可能存在失散已久的堂兄弟姐妹。追踪人类家族树更深层次分支、推断我们的一些祖先何时、从何地以及多少次离开非洲并在全球传播的力量,取决于从尽可能多的人群中收集 DNA 信息。

如果基因专利持有人对将他们的发现包装成测试面板和试剂盒的公司收取过高的许可费,那么这些潜在的改变生命的 DNA 测序应用是否会发生?我们的法院是否会允许专利基因阻碍基因组层面的进步,就像私人拥有的狭小沙滩中断了广阔的公共海滩一样?由于我们基因组中信息的许多应用显然已经存在,我认为拥有基因的想法已经过时,法院需要跟上科学的发展步伐。

詹姆斯·埃文斯总结说,“人类基因组是共同的遗产。” 我完全同意。

Ricki Lewis received her PhD in genetics from Indiana University. Her ninth book, The Forever Fix: Gene Therapy and the Boy Who Saved It, narrative nonfiction, was just published by St. Martin's Press. Most of her other books are college life science textbooks, including "Human Genetics: Concepts and Applications," (10th edition, 2012) from McGraw-Hill Higher Education. Routledge Press published "Human Genetics: The Basics" in 2010. Ricki has published thousands of magazine articles, from Discover to Playgirl, but mostly in The Scientist. She is a genetic counselor at CareNet Medical Group in Schenectady, NY and teaches "Genethics" online for the Alden March Bioethics Institute of Albany Medical College. Ricki is a hospice volunteer and a frequent public speaker (Macmillan Speaker's Bureau). Ricki's blog Genetic Linkage is at www.rickilewis.com and she tweets at @rickilewis.

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