前記事ではゲノム編集技術について触れました。
前記事：【特許銘柄／遺伝子技術１】ゲノム編集技術の特許出願動向から選定した主要企業１０選
このゲノム編集技術の中でもより新しく普及しているCRISPR（クリスパー）技術に絞って見ていきます。
CRISPR技術が本格的に実用化された場合に有望な企業はどこなのか？
特許出願件数から探ってみました。
結論（簡易版）は以下の通りです。
＜特許銘柄TOP10＞（2000年-2022年）（非上場を含む）
| 1 | リジェネロン 【REGN】 |
| 2 | カリフォルニア大学 |
| 3 | ハーバード大学 |
| 4 | ギリアード サイエンシーズ 【GILD】 |
| 5 | ペンシルバニア大学 |
| 6 | サンガモ セラピューティクス 【SGMO】 |
| 7 | ザ・ブロード・インスティテュート |
| 8 | スタンフォード大学 |
| 9 | テキサス大学 |
| 10 | セレクティス 【CLLS】 |
ただし、上記結論は特許検索条件などによって変わってくるものです。詳細については下記をご確認ください。
１．本評価の概要
本評価は特許情報に基づき、対象技術の開発に関わる銘柄（本サイトでは「特許銘柄」と呼びます。）を客観的に導き出そうとするものです。
本評価については以下の記事で紹介しています。
【開発力評価メソッド】特許出願に関する情報から技術開発に関わる銘柄を評価
簡単に説明すると、以下の考え方に基づいています。
① 開発開始時期：最初の出願が古い→早くから開発に着手（古いほど評価高い）
② 開発継続性：出願が継続→技術開発が続いている（継続するほど評価高い）
③ 開発成果：出願件数が多い→開発成果が出ている（成果が多いほど評価高い）
すなわち、どこよりも早くから出願され（①）、毎年出願されていて（②）、その件数が多い（③）ほど、評価される銘柄だと考えます。
これらは、技術開発によって技術課題を解決する道筋が見えると、その成果が特許出願されるという前提に立っています。
本サイトでは個々の特許は評価対象にしていません。
本サイトは特許出願件数を指標にして技術を生み出し続ける力（開発力）を評価するものです。
＜注意点＞
特許出願件数に基づく企業の開発力の評価には以下の問題点がありますので十分にご注意ください。
・単に出願件数が多いだけの企業を過大評価することがあります。
・個々の特許を評価対象としていないので、価値の高い技術や特許を保有する企業を過小評価することがあります。
・現実には開発成果が特許出願されない場合があります。
・対象技術が特許出願された場合であっても、特許検索において情報漏れが生じることがあります。
・特許検索において対象技術との関連性の低いノイズ情報を拾ってしまうことがあります。
・対象技術の市場性や対象企業における影響は別個判断が必要です
（まとめると、ざっくりとした評価であり、間違いもあります、ということです。）
２．特許銘柄の評価方法
２.１ 評価対象
CRISPRに関連する技術が対象です。
２.２ 特許検索ツール
特許情報プラットフォーム（J-PlatPat）
２.３ 検索条件
文献種別：国内文献
検索キーワード：
検索項目（ⅰ） FI「A61K A61P C12N C12Q」
検索項目（ⅱ） 全文「ゲノム編集 遺伝子編集 ZFN ジンクフィンガーヌクレアーゼ TALEN 転写活性化因子様ヌクレアーゼ」
検索項目（ⅲ） 全文「CRISPR Cas9 Cas12 Cas13」
検索条件：検索条件（ⅰ） AND 検索条件（ⅱ） AND 検索条件（ⅲ）
日付指定：出願日 20000101～20221231
３．特許銘柄の評価結果
３.１ 期間別の出願件数の推移
2000年～2007年、2008年～2015年、2016年～2022年の３つの区間に分けました。
各期間における総出願人数と総出願件数は以下の通りです（出願人数は筆頭出願人のみカウント）。
出願人の数、総出願件数ともに2016年～2022年の期間に急増しています。
各期間の出願件数上位企業は以下の通りです。
（１）2000年～2007年
出願人は確認されませんでした。
＜表１＞
| － | 0 件/年 |
| － | 0 件/年 |
| － | 0 件/年 |
| － | 0 件/年 |
| － | 0 件/年 |
（２）2008年～2015年
出願人数187 のうちの上位5社の推移です。
上図の出願件数を企業ごとに平均化したのが下の表２です。
＜表２＞
| セレクティス | 4.2 件/年 |
| サンガモ バイオサイエンシーズ | 3.8 件/年 |
| ダウ アグロサイエンシィズ | 2.8 件/年 |
| バーバード大学 | 2.7 件/年 |
| ペンシルバニア大学 | 2.5 件/年 |
2013年頃から出願件数の増加が確認されます。
（３）2016年～2022年
出願人数1931のうちの上位5社の推移です。
上図の出願件数を企業ごとに平均化したのが下の表３です。
＜表３＞
| リジェネロン | 17 件/年 |
| カリフォルニア大学 | 16 件/年 |
| ギリアード サイエンシーズ | 13 件/年 |
| サンガモ セラピューティクス | 12 件/年 |
| ハーバード大学 | 12 件/年 |
上記②の期間と比べ、平均出願件数が一桁増えています。
（４）出願上位企業の推移
下の表４は表１～表３をまとめたものです。
＜表４＞
| 2000年～2007年 | 2008年～2015年 | 2016年～2022年 | |
| 1 | N/A | セレクティス （4.2 件/年） |
リジェネロン （17 件/年） |
| 2 | N/A | サンガモ バイオサイエンシーズ （3.8 件/年） |
カリフォルニア大学 （16 件/年） |
| 3 | N/A | ダウ アグロサイエンシィズ （2.8 件/年） |
ギリアード サイエンシーズ （13 件/年） |
| 4 | N/A | バーバード大学 （2.7 件/年） |
サンガモ セラピューティクス （12 件/年） |
| 5 | N/A | ペンシルバニア大学 （2.5 件/年） |
ハーバード大学 （12 件/年） |
出願件数が多くない中で、出願件数上位に大学が複数確認されます。
当該技術が基礎研究段階の萌芽的技術であることが推測されます。
３.２ 全対象期間での出願件数
下図は全対象期間における出願件数上位10社です。
各期間における出願件数の平均値を結んだ線であらわしています。
2008年-2015年と2016年-2022年の2期間で右肩上がりの傾向が確認されます。
各期間の平均出願件数を下の表5にまとめました。
全期間におけるトータル出願件数が多い順に上から表示しています。
括弧内のパーセントは他社を含めた総出願件数に対する割合です。
＜表５＞
| 平均出願件数 | ||||
| 2000年-2007年 | 2008年-2015年 | 2016年-2022年 | ||
| 1 | リジェネロン | 0.0 件/年 (0.0%) |
1.8 件/年 (2.8%) |
17 件/年 (1.9%) |
| 2 | カリフォルニア大学 | 0.0 件/年 (0.0%) |
0.8 件/年 (1.3%) |
16 件/年 (1.8%) |
| 3 | ハーバード大学 | 0.0 件/年 (0.0%) |
2.7 件/年 (4.0%) |
12 件/年 (1.3%) |
| 4 | ギリアード サイエンシーズ | 0.0 件/年 (0.0%) |
0.2 件/年 (0.3%) |
13 件/年 (1.4%) |
| 5 | ペンシルバニア大学 | 0.0 件/年 (0.0%) |
2.5 件/年 (3.8%) |
10 件/年 (1.1%) |
| 6 | サンガモ セラピューティクス | 0.0 件/年 (0.0%) |
0.2 件/年 (0.3%) |
12 件/年 (1.4%) |
| 7 | ザ・ブロード・インスティテュート | 0.0 件/年 (0.0%) |
1.8 件/年 (2.8%) |
10 件/年 (1.1%) |
| 8 | スタンフォード大学 | 0.0 件/年 (0.0%) |
0.7 件/年 (1.0%) |
9 件/年 (1.0%) |
| 9 | テキサス大学 | 0.0 件/年 (0.0%) |
0.0 件/年 (0.0%) |
9 件/年 (1.0%) |
| 10 | セレクティス | 0.0 件/年 (0.0%) |
4.2 件/年 (6.3%) |
4 件/年 (0.5%) |
次に、上表に示されるデータを上記１の考え方に照らしてみます。
今回は海外企業が多いですが、日本の出願データのみで評価します。
①開発開始時期
2000年-2007年には出願は確認されませんでした。
2008年-2015年に出願したのは、リジェネロン、カリフォルニア大学、ハーバード大学、ギリアード サイエンシーズ、ペンシルベニア大学、サンガモセラピューティクス、ザ・ブロード・インスティテュート、スタンフォード大学、セレクティスです。
②開発の継続性
2008年-2015年の期間、2016年-2022年の期間の両期間で出願しているのは、ジェネロン、カリフォルニア大学、ハーバード大学、ギリアード サイエンシーズ、ペンシルベニア大学、サンガモセラピューティクス、ザ・ブロード・インスティテュート、スタンフォード大学、セレクティスです。
すなわち、2000年-2007年に出願が確認された出願人の開発はいずれも継続されています。
③開発成果
トータル出願件数ではリジェネロンが最も多いです。
上位10社の大半が出願件数を大きく伸ばしています。
トータル出願件数は以下のとおりです。
＜表６＞
| リジェネロン | 132 件 |
| カリフォルニア大学 | 120 件 |
| ハーバード大学 | 97 件 |
| ギリアード サイエンシーズ | 91 件 |
| ペンシルバニア大学 | 88 件 |
| サンガモセラピューティクス | 88 件 |
上位6社において、1位と5位で出願件数は1.5倍程度であり、大きな差ではないです。
４ まとめ：特許銘柄TOP10
表5に基づく評価は以下の通りです。
①開発の開始時期・・・9社（リジェネロン、カリフォルニア大学、ハーバード大学、ギリアード サイエンシーズ、ペンシルベニア大学、サンガモセラピューティクス、ザ・ブロード・インスティテュート、スタンフォード大学、セレクティス）に大差なし
②開発の継続性・・・上記①と同様に大差なし
③開発成果・・・出願総数ではリジェネロンが多いが、上位に大きな差はなし
出願人上位に大学がきていることからも、本技術はまだ基礎研究段階の可能性があり、出願順位はこの先大きく変わってくることも考えられます。
これらをまとめると以下のとおりです。
＜表7＞
| 出願情報 | ||||
| ①開始時期 | ②継続性 | ③成果 | ||
| 1 | リジェネロン 【REGN】 | 〇 | 〇 | 132 件 (1.9%) |
| 2 | カリフォルニア大学 | 〇 | 〇 | 120 件 (1.8%) |
| 3 | ハーバード大学 | 〇 | 〇 | 97 件 (1.4%) |
| 4 | ギリアード サイエンシーズ 【GILD】 | 〇 | 〇 | 91 件 (1.3%) |
| 5 | ペンシルバニア大学 | 〇 | 〇 | 88 件 (1.3%) |
| 6 | サンガモ セラピューティクス 【SGMO】 | 〇 | 〇 | 88 件 (1.3%) |
| 7 | ザ・ブロード・インスティテュート | 〇 | 〇 | 79 件 (1.2%) |
| 8 | スタンフォード大学 | 〇 | 〇 | 65 件 (1.0%) |
| 9 | テキサス大学 | 62 件 (0.9%) |
||
| 10 | セレクティス 【CLLS】 | 〇 | 〇 | 54 件 (0.8%) |
上記①の〇は2000年～2007年に出願が確認されたもの
上記②の〇は最初の出願から各期間における出願の継続が確認されたもの
上記③成果の割合は総出願数に対するもの
５．ご参考
以下、個々の特許出願明細書中の記載などを参考に技術情報を整理しました。
５.１ CRISPRとは
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) はもともと細菌や古細菌が持つ獲得免疫機構の一部として発見されました。
これらの微生物は過去に感染したウイルスのDNA断片をゲノム中にCRISPR領域として記憶しており、再び同じウイルスが侵入してきた際にそのDNAを認識して破壊するシステムを持っています。
日本語だと「クラスター化され、規則的に間隔が空いた、短いパリンドローム反復配列」と訳せます。
それぞれの言葉は以下の通りです。
・Clustered （クラスター化された）
特定の場所に集まって存在していることを意味します。
ゲノム上でこれらの短い反復配列がまとまって存在している様子をあらわします。
・Regularly Interspaced （規則的に間隔が空いた）
DNAの反復配列の間に一定の長さの異なる配列（スペーサー配列）が挟まっていることを意味します。
このスペーサー配列が過去に感染したウイルスのDNA断片などの外来遺伝子に由来する配列であり、免疫記憶の役割を果たします。
・Short Palindromic Repeats（短いパリンドローム反復配列）
DNAまたはRNAの配列において、短い（数十塩基程度）塩基配列が繰り返して現れる部分を指します。
「パリンドローム」とは前から読んでも後ろから読んでも同じになる文字列（例：「しんぶんし」）のことですが、遺伝子配列の場合は、DNAの二本鎖において一方の鎖のある方向から読んだ配列がもう一方の鎖の逆方向から読んだ配列と同じになる構造を指します。
CRISPR領域の反復配列はこのようなパリンドローム構造を持つことが多いです。
５.２ CRISPR技術とは
上記直訳からCRISPR技術を説明するとしたら、
「クラスター化された規則的に間隔を空けた短いパリンドローム反復配列を利用したゲノム編集技術」
という感じでしょうか。
CRISPR技術は精密なハサミとナビゲーションシステムを使う技術だと例えられます。
以下のような操作がおこなわれます。
（１）目標地点の設定
まず、私たちの体の設計図であるDNAの中でどの遺伝子のどの部分を編集したいのかを決めます。これがハサミで切るべき「目標地点」です。
次に、その目標地点の目印となる短いRNAと言われる鎖を人工的に作ります。これが「ガイドRNA」です。ガイドRNAは、目標とするDNAの配列とぴったり合うように設計されています。例えるなら、カーナビに入力する住所のようなものです。
（２）ハサミの準備
CRISPR技術では、「Cas（キャス）」と呼ばれるタンパク質が、実際にDNAを切断するハサミの役割を果たします。Casにはいくつかの種類がありますが、最もよく使われるのは「Cas9（キャスナイン）」というタンパク質です。
このCas9タンパク質がガイドRNAと結合して複合体を作ります。これが、目標地点に向かうナビゲーションシステム付きのハサミとなります。
（３）目標地点への誘導と切断
このガイドRNAとCas9の複合体が細胞の中に入ると、ガイドRNAがDNAの中を動き回り、自分の設計図と一致する配列（目標地点）を探し当てます。
目標地点が見つかるとガイドRNAがそのDNA配列に結合し、Cas9タンパク質がそのDNAの2本の鎖を正確に切断します。これが、ハサミで目標の場所を切る操作です。
（４）細胞による修復と編集
DNAが切断されると、細胞はそれを修復しようとする自然な仕組みを持っています。
この修復の際に、CRISPR技術を利用して遺伝子を編集します。
修復方法は大きく分けて2つあります。
・非相同末端結合（NHEJ）
細胞が切れたDNAの端同士を相同な配列を必要とせずに繋ぎ合わせる方法です。
この修復の過程で、DNAの末端が処理される際に、小さな挿入（塩基が余分に入る）や欠失（塩基が抜け落ちる）といった遺伝子の配列が変化するエラーが比較的高い頻度で起こります。
NHEJはこの特性を意図的に利用し、特定の遺伝子の配列を変化させ、その結果としてタンパク質の合成を阻害したり、機能不全なタンパク質を作らせたりすることで病気の原因となる遺伝子などの特定の遺伝子の機能を停止させることを目指すものです。
・相同組換え修復（HDR）
細胞がお手本となるDNAの断片（研究者が別途用意）を使って、切れた部分を正確に修復する方法です。
この時、お手本となるDNAの配列の組み込みによって遺伝子の配列を書き換えることができます。
目的の遺伝子やDNA断片をゲノムの特定の場所に挿入できることがHDRならではの大きな利点です（NHEJでは不可能）。
欠損している遺伝子を正常な遺伝子で置き換える遺伝子治療や、遺伝子に蛍光タンパク質などの目印となる配列を組み込んで蛍光タンパク質が結合したタンパク質の動きを観察するといったことが期待されます。
以下、NHEJとHDRの比較です。
＜表8＞
| NHEJ | HDR | |
| 原理 | 切断されたDNA末端を直接繋ぎ合わせる（相同な配列を必要としない） | 相同なDNA配列（ドナーDNA）を鋳型として、切断部位を正確に修復する |
| 主な結果 | 挿入や欠失が起こりやすい | 狙った配列の正確な挿入、正確な配列置換（編集） |
| メリット | ・比較的効率が高い | ・非常に精密なゲノム編集が可能 |
| ・特別なドナーDNAを必要としない場合がある | ・狙った配列を正確に挿入できる | |
| ・遺伝子の機能を破壊するのに適している | ・狙った変異を正確に導入・修復できる（遺伝子編集） | |
| ・簡便である | ・オフターゲット効果が比較的少ない可能性 | |
| デメリット | ・修復エラーが起こりやすく予測不可能性が高い | ・NHEJに比べて効率が低い場合がある |
| ・狙った配列の正確な挿入や置換はできない | ・ドナーDNAの設計と導入が必要 | |
| ・オフターゲット効果の可能性 | ・細胞の種類や状態によって効率が大きく変動する | |
| 応用 | ・遺伝子機能の破壊研究 | ・遺伝子治療（遺伝子導入、疾患原因遺伝子の修復） |
| ・変異体の作成と解析 | ・基礎研究（遺伝子機能解析、細胞メカニズムの解明） | |
| ・育種 | ・バイオテクノロジー（細胞株の精密な改変） |
このように、CRISPR技術は、狙った場所を正確に切断するハサミ（Casタンパク質）と、そのハサミを目標地点まで導くナビゲーションシステム（ガイドRNA）を利用して、細胞が持つDNA修復の仕組みを応用することで、ゲノムの特定の遺伝子を編集する技術だと理解することができます。
５.３ CRISPR技術のゲノム編集技術における位置づけ
CRISPR技術は遺伝子編集技術の中で第3世代に位置づけらるものです。
・第1世代：ジンクフィンガーヌクレアーゼ (ZFNs)
・第2世代：TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nucleases)
・第3世代：CRISPR-Casシステム
CRISPR技術は、第1世代や第2世代の技術と比較してより簡便で、効率が高く、標的配列の設計自由度が高いという点で画期的だと言われています。
特許出願件数からはCRISPR技術が現在の主流であることがうかがえます。
ただし、遺伝子編集技術は日進月歩で進化しており、
・塩基編集
・プライム編集
・RNA編集
と言われる技術など、今後の動向が注目されます。
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＜出典、参考＞
・特許情報プラットフォーム（https://www.j-platpat.inpit.go.jp/）にて公開されている情報
＜留意事項＞
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