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生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN 2012年第9期
收稿日期 : 2012-02-12
作者简介 : 侯士芳 , 女 , 硕士 , 研究方向 : 干细胞工程 ; E-mail: hou_sf@sina.com
通讯作者 : 黄家学 , 男 , 博士 , 教授 , 研究方向 : 生物技术 ; E-mail: jiaxue@gmail.com
1 已授权 iPS细胞专利格局
2008 年 9 月，日本专利局通过快速审批程序授
权了首个 iPS 细胞技术专利，并将 iPS 细胞专利技
术实例列入日本专利局（JPO）《审查基准》，以确保
日本在本领域的领先地位。此后，美欧等多国专利
局相继授权多项 iPS 细胞专利（表 1）。
由表 1 可见，美、日、欧已批准 iPS 细胞技术
专利 10 项，其中有 7 项为日本京都大学山中伸弥教
授所拥有，包括日本 3 项、欧洲专利 1 项、美国专
利 3 项。有效地域保护范围包括日本、欧洲 17 国
（履行进入各国关于专利的国内手续后）、美国。
而于 2010 年 1 月 12 日英国政府所授予的专
利（GB0810897.9）是由拜耳（大阪）制药公司的
Kazuhiro Sakurada 申请的。Kazuhiro Sakurada 小组是
在 2008 年 6 月 13 号提交的申请文件，优先权日期
是 2007 年 6 月 15 日（JP2007159382）。Sakurada［1］
的专利是在人体组织细胞中表达 Oct3/4、Sox2 和
Klf4 等因子、不需要 c-Myc 因子、在 FGF-2 因子存
在的条件下使其重编程为 iPS 细胞。按照 Sakurada
等的方法获得的这些 iPS 细胞能够自我增殖，也能
分化成外胚层来源细胞（ectoderm）、中胚层来源
细胞（mesoderm）和内胚层来源细胞（endoderm）。
Sakurada 去掉了潜在致癌因子 c-Myc，对于 ips 细胞
技术的发展是一项重大的技术进步。
尽管这一专利对 Yamanaka 的专利技术进入英
国造成了一定的技术壁垒，但 Yamanaka 和 Sakurada
已签署了交换专利权（cross-licensed）协议，禁止他
人未经授权就使用他们两种方法中的任何一种。
至此，京都大学的诱导多能干细胞（iPS）制备
技术已经获得美、日、欧、新加坡、新西兰及独联
体 9 国等共 31 国专利授权，形成了 iPS 细胞制备技
术领域事实上的专利垄断地位［2］。
另外两项专利分别为 Rudolf Jaenisch（Whitehe-
ad Institute for Biomedical Research）和 Irion（iPierian，
诱导多能干细胞技术的专利保护及价值分析
侯士芳 黄家学
（协和干细胞基因工程有限公司，天津 300384）
序号 专利申请号 发明人 授权日 优先权及优先权日期
1 JP2008-131577 Yamanaka（Kyoto University） 2008.9.12 JP2005-3595372005.12.13
2 JP2009-056750 Yamanaka（Kyoto University） 2009.10.3 JP2005-3595372005.12.13
3 JP2009-056747 Yamanaka（Kyoto University） 2009.11.20 JP2005-3595372005.12.13
4 GB0810897.9 Sakurada（BAYER SCHERING PHARMA AG ） 2010.2.10 JP20071593822007.6.15
5 US10/997，146（us7681828） Rudolf Jaenisch（Whitehead Institute for Biomedical Research） 2010.3.23 US60/525，6122003.11.26
6 06834636.0（EP1970446） Yamanaka（Kyoto University） 2011.8.3 2005-3595372005.12.13
7 12/778，938（us8048675） Irion ；Stefan （ipierian，Inc.，） 2011.11.1 未发现优先权文件
8 12/086，479（us8048999） Yamanaka（Kyoto University） 2011.11.1 2005-3595372005.12.13
9 12/457，356（us8，058，065） Yamanaka（Kyoto University） 2011.11.15 2005-3595372005.12.13
10 12/656，907（us8129187） Yamanaka（Kyoto University） 2012.3.6 2005-3595372005.12.13
表 1 日本、美国以及欧专局所授权专利情况
2012年第9期 209胡汉卿等 ：紫杉醇对人肝癌 SMMC7721 细胞 NDRG1 表达及增值的影响
Inc.）所获得的两件美国专利［3，4］，专利号分别为
US7681828和US8048675。专利有效地域范围为美国。
2 诱导多能干细胞专利价值分析
2.1 专利涉及保护内容
通过对上述授权专利技术方案的分析，根据所
保护基因、所涉及细胞、使用载体或技术途径等内
容进行筛选，对表 2 保护范围较宽泛的 4 项专利［3-6］
的发明内容予以列表比较。
2.2 主要专利价值分析
2.2.1 最早申请的细胞重编程技术专利 这里首先
要提到的是由 Rudolf Jaenisch 在 2004 年 11 月 24 日
提交的申请［3］，于 2010 年 3 月 23 日获得授权，优
先权日期可以追溯到 2003 年 11 月 26 日。这项专利
涵盖的范围较广，独立权利要求 1 要求保护一种含
有多向分化潜能基因的体细胞系，包括哺乳动物细
胞。第一次明确提到该细胞系含有内源性多向分化
潜能基因 Oct4 或 Nanog，并说明该基因具有重编程
体细胞的潜力。该权项还提到在该细胞系中引入表
达 Oct4、Nanog 或 Sox2 的外源基因也能起到重编程
的作用。
表 2 保护范围
序号 专利号 保护的内容
1 US10/997，146（US7681828） 一个体细胞系，其基因组内含有多向分化基因 Oct4 或 Nanog，该细胞系还引入编码 Oct4、Nanog 或 Sox2的外源基因，这些多功能基因可以起到重编程的作用。依靠可选择的载体介导的基因或核酸传递系统。
2 06834636.0（EP1970446）
（1）Oct ，Klf ，and Myc 基因群
（2）未限定载体
（3）人组织细胞
3 12/778，938（US8048675）
（1）使用质粒转染人血液有核细胞
（2）Oct4，Sox2，Klf4，and c-Myc
（3）Oct4，Sox2，and Klf4
（4）Oct4，Sox2，Klf4，c-Myc，and Nanog
（5）Oct 4，Sox2，Lin-28，and Nanog
4 12/086，479（US8048999）
（1）Oct ，Klf ，and Myc 基因群
（2）Oct，Klf 基因群和细胞活素 cytokine
（3）未限定载体
进一步，该专利指明这种内源性基因是在多能
胚胎干细胞（pluripotent ES cell）里表达的一种基因，
它对于胚胎干细胞的多向分化能力至关重要。随着
胚胎干细胞的分化程度逐渐升高，这种基因的表达
水平会逐渐降低。相应的该体细胞中引入的外源基
因所编码的多向分化蛋白（pluripotency protein）也
是一种在多向分化潜能胚胎干细胞里表达的一种蛋
白质，随着胚胎干细胞的分化程度逐渐升高，这种
蛋白质的表达水平会逐渐降低。
Jaenisch［7，8］随后又提出了两项后续申请，并
且要求这些后续申请的优先权日期同样是2003年 11
月。Jaenisch 在他的专利以及其后续申请中都提到了
各种重编程因子，包括染色质重构因子（chromatin
remodeling agent）；Nanog、Oct4 以及 Stella 等基因编
码的多向分化潜能蛋白（pluripotency proteins）；以
及对维持细胞多向分化能力至关重要的基因。例如，
Sox2、 FoxD3、 LIF、 Stat3、 BMP 和 PD098059 等基因。
虽然这些后续申请当中提及的重编程技术或因子目
前还没有得到广泛的应用，但是 Jaenisch 可能会要
求对这些重编程因子及技术授予专利权。
2.2.2 保 护 范 围 宽 泛 的“Yamanaka” 的 美 国 专
利 这里要讨论的第二项专利是日本京都大学的山
中伸弥（Yamanaka）教授所获得的美国授权专利［6］，
该专利是将 3 种基因导入皮肤细胞制备 iPS 细胞的
基本方法和将两种基因及促进细胞分化的蛋白质导
入一般细胞制备 iPS 细胞的基本技术。该专利包含
两个独立权利要求项，涉及 2 种基本的基因群组合，
其中一组为Oct 家族、 Klf 家族和Myc家族基因组合；
另一组为 Oct 家族，Klf 家族和细胞素的组合。在此
基础上，该专利给出多种组合方式涉及数 10 种因子。
由表 3 可以看出，该专利不仅扩大了基因保护
范围，同时给出了去掉潜在致癌因子 c-Myc 的重编
程因子组合。另一方面使用多个从属权利要求对可
能存在的因子组合及替代因子做了全面保护，除非
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2012年第9期210
有全新的功能基因出现，否则很难超越该专利的保
护范围。
该专利的另一特点就是未限定用于运输基因进
入的载体。该专利保护内容宽泛，克服了其在日本、
欧洲专利中存在的主要技术缺陷，极大限度的降低
了 iPS 细胞技术发展更新所带来的冲击，显现出较
大的保护价值。
3 结论
综上所述，Yamanaka 如果要在美国开展其专利
技术，可能会遭到 Jaenisch 那份涉及面最为广泛的
独立请求书的挑战。法院可能会认为一个具有普通
分子生物学知识的人也会用到这些基因，而且可以
从少数几种被选方案中准确挑出这些会取得成功的
方案［9］。但无论如何，IPS 细胞制备技术经历了从
新的研究课题到授权专利、从专利授权前景的争议
到世界范围专利格局的形成，该领域正以惊人的速
度飞快发展着。正如山中伸弥所说 ：获得 iPS 细胞
制作技术专利是重要的战略。专利的授权将对今后
生物技术的发展和利用产生巨大影响也对一个国家
或地区在干细胞领域的发展和利用方面能否保持领
先地位至关重要。
基础组合 可以增加的因子 备注
独立
权利
要求
项 I
Oct 基因家族、
Klf 基因家族、
Myc 基因家族
Oct3/4，Klf4，
and c-Myc
Sox 基因家族 ：Sox2
（1）其中 c-Myc
可以被 L-Myc 或
N-Myc 替代
（2）Klf2 可以被
Klf4 替代
（3）Sox2 可以被
Sox1，Sox3，Sox15
或 Sox17 替代
细胞活素 Cytokine ：bFGF 和 / 或 SCF
TERT
SV40 Large T antigen，HPV16 E6，HPV16 E7，Bmi1 其中的一种或多种
Fbx15，Nanog，ERas，ECAT15-2，Tcl，和 beta.-catenin 其中的一种或多种
ECAT1，Esg1，Dnmt3L，ECAT8，Gdf3，Sox15，ECAT15-1，Fthll7，Sall4，
Rex1，UTF1，Stella，Stat3，和 Grb2 其中的一种或多种
独立
权利
要求
项 II
Oct 基因家
族、Klf 基因家
族、细胞活素
cytokine
Oct 3/4 、Klf4、
bFGF 和 / 或
SCF
Sox 基因家族 ：Sox2
表 3 专利的多种组合方式
参 考 文 献
［1］ Kazuhiro Sakurada. Human Pluripotent Stem Cells And Their
Medical Use: 英国 , GB2450603［P］. 2010-2-10.
［2］ http://www.most.gov.cn/gnwkjdt/201109/t20110905_89460.htm.
［3］ Rudolf Jaenisch. Konrad Hochedlinger, Methods For Reprogramming
Somatic Cells: 美国，US7682828［P］. 2011-3-23.
［4］ Irion, Stefan. Integration-free Human Induced Pluripotent Stem Cell
Form Blood ：美国，US8048675［P］. 2011-11-1.
［5］ Yamanaka. Nuclear Reprogramming Factor：欧洲，EP1970446［P］.
2008-09-17
［6］ Yamanaka. Nuclear Reprogramming Factor: 美国，US8048999［P］.
2011-1-11.
［7］ Rudolf Jaenisch, Konrad Hochedlinger. Method For Reprogramming
Somatic Cells ：美国，US2010/0221872［P］. 2010-2-9.
［8］ Rudolf Jaenisch，Konrad Hochedlinger. Method For Reprogramming
Somatic Cells ： 美国，US2010/0144031［P］. 2010-9-6.
［9］ Simon BM, Murdoch CE, Scott CT. Pluripotent patents make prime
time: an analysis ofthe emerging landscape. Nature Biotechnology,
2010, 28（6）: 557-559.
（责任编辑 狄艳红）