CAR-T药物的成功上市,让细胞治疗成为生物医药研发的热点,也引发了全球范围的专利布局热潮。面对不断涌现的新技术,药企想在专利布局上找到自己的位置,首先需要厘清一个问题:哪些技术方向值得布局?本文系统梳理了细胞治疗领域可申请的技术方向,并在此基础上给出布局策略建议。
一、细胞治疗领域背景
2026年4月,浙江省发布全国首个生物药专利申请与保护指引,梳理出技术平台、生产工艺、表达载体、宿主细胞株、关键位点突变、制备方法、适应症用途七大方向作为生物药核心专利保护主题。这套分类为企业提供了可直接参照的专利挖掘框架——每个方向均对应独立的专利布局空间,使细胞治疗领域的专利挖掘有了清晰的路径指引。与此同时, 根据欧洲专利局的数据,自2019年以来,全球每年有超过700个CAR-T相关专利被提交,中国和美国是CAR-T领域最主要的专利申请来源地。在政策框架日益明晰、申请数量持续攀升的双重背景下,细胞治疗领域的专利布局已不再是“是否申请”的问题,而是“何时申请、在哪申请、以何种组合申请”的策略问题。
二、细胞治疗与CAR-T概述
细胞治疗(cell-therapy)是指利用患者自体或异体的成体细胞(或干细胞)作为药物,对组织、器官进行修复的治疗方法。
细胞治疗主要包括干细胞治疗和免疫细胞治疗两大类:
干细胞治疗主要包括全能干细胞、多能干细胞、专能干细胞;
免疫细胞治疗则主要包括主动免疫、过继性免疫等。
目前,常用的免疫细胞疗法包括非特异性免疫疗法(LAK、CIK以及NK等)以及特异性免疫疗法(TIL、CAR-T以及TCR-T等)。
其中,CAR-T是当前研发和专利布局最为活跃的方向。
CAR-T全称是“嵌合抗原受体-T细胞”,核心原理是利用基因工程技术改造T细胞,给T细胞安装上一个CAR分子(嵌合抗原受体),使其能够重新识别并攻击患者体内的癌细胞。CAR分子主要由三部分组成:
胞外结构域——含抗原识别结构域scFv和铰链区,负责识别抗原
跨膜结构域——将CAR分子锚定在细胞膜上,对CAR表达的稳定性具有重要作用
胞内结构域——包括共刺激结构域和信号转导结构域,二者合力负责T细胞的完全活化
正是基于这三模块结构框架,构成了当前CAR-T领域专利布局的密集区域和竞争焦点。
三、细胞治疗领域伦理禁区
在讨论具体布局方向之前,首先需要明确细胞治疗领域专利审查中的伦理红线。
《专利法》第五条规定,对违反法律、社会公德或者妨害公共利益的发明创造,不授予专利权。细胞治疗领域专利审查中涉及的主要伦理禁区集中在以下几个方面。
(一)人类胚胎干细胞的获取与使用
凡技术方案的实施以直接破坏人类胚胎为代价的,或涉及将人类胚胎用于工业或商业目的的,均因违反社会公序良俗,在我国专利审查中不予授权。
在审查实践中,“人类胚胎”采用广义界定,涵盖从受精卵开始至新生儿出生前的所有阶段;“来源”亦作广义解释,包括体外受精剩余的囊胚、体细胞核移植获得的囊胚,以及自然或自愿流产的胎儿组织。无论专利申请涉及的是人类胚胎本身,还是从胚胎中分离获取干细胞的方法,抑或是对胚胎的工业或商业应用,均属于不授予专利权的范畴。
需注意的是,该禁区并非全无例外。2019年《专利审查指南》修订后规定,若利用的是未经过体内发育的受精14天以内的人类胚胎分离或获取干细胞的,则不能再以“违反社会公德”为由拒绝授予专利权。
(二)生殖系基因编辑
改变人类生殖细胞(精子、卵子、受精卵)基因的技术,会导致遗传信息可遗传改变,对后代健康和人类基因库造成潜在风险,属于绝对禁止范畴。即使出于治疗疾病目的,此类技术也无法获得专利授权。
(三)克隆人或改变人类生殖系遗传同一性的方法
克隆人技术违背人类繁衍自然规律,可能引发身份认同混乱、家庭关系破裂等问题;改变人类生殖系遗传同一性的方法同样被严格禁止,相关发明创造无法获得专利。
(四)涉及非法获取人体组织或细胞的发明
若专利申请中涉及的人体组织、细胞来源不合法(如未经知情同意采集、非法交易等),或无法证明其获取和使用符合伦理规范,将因伦理问题被驳回。
值得注意的是,伦理禁区也有合规出路。诱导性多能干细胞(iPSC) 的出现,为干细胞研究提供了一条不依赖胚胎的替代路径。诱导性多能干细胞(iPSC) 技术从源头上完全规避了伦理争议。该技术通过导入特定转录因子将体细胞重编程为多能性干细胞,无需使用胚胎细胞或卵细胞,因此在专利审查中不存在伦理障碍。近年来,iPSC来源的CAR-NK、CAR-T等免疫细胞疗法亦成为专利布局的热点方向。
四、细胞治疗领域可专利布局点
在细胞治疗领域,靶点的选择、CAR的设计、细胞的制备、递送技术的优化、临床应用方案的完善等环节,均可作为专利申请的主题。
(一)靶点发现与验证
靶点是细胞治疗药物研发的起点。目前全球已获批的9款CAR-T产品中,靶点高度集中于CD19和BCMA,同质化竞争激烈。因此,通过新靶点的发现或已知靶点新机制的揭示来实现差异化突围,已成为国内企业专利布局的核心策略。
在专利层面,靶点相关发明通常具有较宽的保护范围,是细胞治疗领域最具战略价值的专利资产类型。具体而言:
对于新发现的靶点,可围绕靶点本身及其在药物开发中的应用提交专利申请;
对于已知靶点的新作用机制,可转化为新的用途申请或治疗方法申请。
但此类专利的获得门槛较高。审查实践中,仅靠生物信息学预测而缺乏实验验证的靶点申请,往往因“公开不充分”被驳回。获得授权关键在于提供充分的实验数据,包括靶点在目标适应症中的表达验证以及功能相关性数据。
(二)CAR分子结构
这是CAR-T疗法的关键环节,也是专利申请最密集的方向。CAR分子结构的每个模块都独立并协同地影响CAR-T细胞的功能,任何一个模块的差异化设计均可构成独立的专利布局点。
当前新型CAR结构的研发热点包括:
多特异性CAR和逻辑门控CAR:通过设计可识别多种抗原的CAR分子,或采用synNotch受体、抑制性CAR等逻辑门控策略,要求同时识别两种抗原才激活(AND逻辑门)或识别正常组织抗原即抑制(NOT逻辑门),提高肿瘤靶向特异性、降低脱靶毒性。
装甲CAR(Armored CAR):通过共表达细胞因子(如IL-7、IL-12、IL-15)、显性负性TGFβ受体等装甲分子,抵抗肿瘤微环境的免疫抑制,可针对CAR结构本身、装甲分子序列、共表达构建体等分别申请专利。
新型KIR-CAR:采用多链式结构设计,将肿瘤识别与T细胞活化功能分离,形成类似“开关”的调控机制,避免T细胞长时间处于活化状态导致的耗竭。
从审查角度看,CAR结构专利的核心竞争力在于序列限定与数据支撑。仅仅将已知的结构域机械组合,若未产生预料不到的技术效果,在审查中可能因“显而易见的组合”而被认定缺乏创造性。充分的实验对比数据是克服审查意见的关键。
(三)CAR细胞制备工艺
CAR-T细胞的制备涉及分化、分离、激活、基因改造、体外扩增等多个步骤,但凡有别于现有技术手段的工艺优化,均可成为可专利的发明点。
其中,通过工艺优化富集T记忆干细胞(T_scm) 是目前制备工艺中最受关注的布局方向。T记忆干细胞具有自我更新能力和持久存活特性,其比例高低直接影响CAR-T产品的体内持续时间和疗效。具体可专利方向包括:
培养条件优化:低糖或低谷氨酰胺代谢预调理方案;
细胞分选策略:CD4/CD8比例富集、CD45RO去除以保留初始样表型;
扩增方案优化:特定细胞因子组合(如IL-7/IL-15联合使用)及激活磁珠配比。
此外,产品层面的安全性、纯度、效力和均一性指标,只要任一维度具有突出的效果优势,亦可形成独立专利资产。在审查实务中,制备方法专利的创造性需要通过与现有方法的对比数据来证明——若新方法能够显著提高转染效率、扩增倍数(如总细胞数增加5倍以上)或体内持久性(如荷瘤模型中肿瘤复发生存期延长),则更容易获得审查员认可。
(四)干细胞工程化修饰
为了使iPSC分化获得的细胞适应临床实际应用需求,通常需要对iPSC或其分化细胞进行工程化修饰,主要指向改变其靶向性、稳定性、免疫原性及体内持久性。
该领域存在两条并行的技术路径,分别对应不同的专利布局策略:
路径一:直接对T细胞/NK细胞进行修饰。该路径更接近临床应用终端,专利可布局于特定的修饰分子(如嵌合受体)、修饰方法(如电转或病毒转导条件)及修饰后细胞的功能验证数据。
路径二:先对iPSC进行遗传修饰,再分化为T细胞/NK细胞。通过制备稳定性、免疫原性、持久性等改善的“通用型”iPSC细胞系,再将其定向分化为不同靶向的免疫细胞。该路径的优势在于可实现规模化生产与成本控制,专利可布局于iPSC的基因编辑策略(如敲除HLA以降低免疫原性)、编辑位点组合、分化诱导方案的优化等。
两条路径并非互斥,实践中可围绕同一技术目标形成“iPSC修饰→分化→终末细胞产品”的完整专利链。
(五)递送技术
递送技术是近年来细胞治疗领域最具创新活力的方向,尤其是体内CAR递送(In Vivo CAR-T) ——直接在患者体内完成T细胞的改造和CAR表达,有望大幅简化治疗路径、降低成本。目前主流的递送体系分为两大类:
以脂质纳米颗粒(LNP)为代表的非病毒递送体系,在in vivo CAR-T场景中面临的核心问题在于其天然的肝脏富集倾向,需要调整为向免疫相关组织富集。专利布局可切入的方向包括:新型阳离子脂质结构的高通量筛选与设计、脂质体系的组分比例调整与五组分系统开发、靶向T细胞的配体/抗体偶联技术(如抗CD3、抗CD5抗体修饰),以及体内编辑效率与安全性优化策略。
以慢病毒为代表的病毒递送体系同样需要围绕工程化改造方案建立专利壁垒,包括靶向特异性(病毒表面糖蛋白工程化改造)、免疫原性控制、T细胞活化调控以及安全性设计等维度。
(六)临床应用
细胞治疗产品的临床应用同样具有丰富的专利布局空间。虽然“治疗方法”作为保护主题受到较大限制,但并非无专利可布局。应重点关注以下可专利方向:
给药方案优化:给药剂量(如每千克体重输注的CAR-T细胞数)、给药途径(静脉输注vs局部注射)、给药时机的选择(如与预处理方案的时间间隔)、桥接治疗的给药顺序等;
不良反应管理方案:CAR-T治疗特有的细胞因子释放综合征(CRS)、免疫效应细胞相关神经毒性综合征(ICANS)等风险的预防、监测和干预方案,包括托珠单抗的给药时机与剂量、糖皮质激素的使用策略等;
预处理方案优化:清淋化疗(如氟达拉滨+环磷酰胺)的剂量调整与方案改良,以提高CAR-T细胞植入效率同时降低毒副作用。
(七)下一代技术方向
在做好上述六个方向布局的同时,企业还需关注尚处于早期但一旦突破可能重构行业格局的技术方向。以下两个方向尤其值得关注:
T细胞耗竭是限制CAR-T持久性和实体瘤疗效的核心瓶颈。围绕该问题的专利布局方向包括:敲除PD-1、TIGIT、LAG-3等抑制性受体,过表达TCF1、ID3等促进干细胞记忆表型的转录因子,以及二者的组合编辑方案。
通用型CAR-T。通过基因编辑技术敲除健康供者T细胞的TCR和HLA基因,实现“即取即用”的现货供应。可专利方向涵盖基因编辑策略、编辑位点选择与验证、避免脱靶效应的优化方案等。
需要指出的是,无论选择哪个方向布局,实验数据支撑的效果对比都是审查员判断创造性的主要依据。专利挖掘中应重点围绕改善靶向特异性、提高安全性、增强疗效、降低制备成本等维度积累对比数据——技术效果的显著性,往往是决定专利能否授权的最后一道关口。
五、细胞治疗专利布局策略
明确了可专利的技术方向之后,接下来需要考虑的是如何把这些技术优势转化为有效的专利保护。以下从专利组合、地域布局、申请时机选择和FTO风险排查四个维度展开。
(一)专利组合
细胞治疗领域涉及靶点、CAR结构、制备工艺、质量控制、适应症等多个维度,单件专利难以形成有效保护,需要构建“基础专利+外围专利”的组合防御体系。
基础专利保护核心技术创新,如原创的CAR结构、新靶点或关键制备方法,保护范围宽、商业价值高。
外围专利则覆盖具体实施方式,包括CAR结构的代次升级、特定培养条件、适应症拓展、联合疗法方案、质量控制方法等,保护范围窄但权利稳定性更高。
当基础专利被挑战时,外围专利仍可通过覆盖产品的具体实施方式维持市场独占。
(二)地域布局
境外专利申请主要有两条途径:一是《巴黎公约》途径,要求自首次申请日起12个月内直接进入目标国家,适用于目标市场明确、研发进度清晰、进入国家数量较少的情形;二是PCT(《专利合作条约》)途径,通过PCT途径,申请人可自优先权日起最长30个月再进入国家阶段,在进入具体国家前利用国际检索报告初步评估可专利性,并争取更充分的决策时间。
(三)申请时机
申请时机的选择直接影响专利的实际保护期限。
在技术成熟、竞争激烈的领域,提前申请可抢占优先权,防止竞争对手布局相同技术;
对于尚在临床验证阶段、需要更多数据支撑权利要求的技术方案,延迟申请可争取更长的实际保护期,并在申请文件中纳入更具说服力的实验数据。
此外,利用专利优先审查或地方知识产权保护中心的快速审查通道,可使专利授权时间与产品获批上市时间同步,避免出现产品上市后专利保护尚未到位的空窗期。
(四)FTO分析
在产品上市前,须完成自由实施(Freedom to Operate,FTO)分析,排查核心产品是否落入第三方专利权的保护范围。FTO分析的最佳启动节点是靶点发现与立项阶段。此时技术路线尚未最终定型,若早期识别到高风险专利,企业尚有充分的空间进行绕开设计、寻求交叉许可或启动专利无效宣告程序。
六、结语
细胞治疗专利布局不是单一技术点的申请,而是贯穿研发、工艺、临床到商业化的系统工程。企业需要在伦理合规和专利审查规则下,围绕核心技术搭建专利保护体系,同时结合自身的商业规划和出海策略,有针对性地布局全球专利,并持续跟踪FTO风险。最终目标就一个:让技术真正转化成有商业价值的知识产权资产。
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