Người dịch: Tạ Hương Thảo
Nguồn: Olivier Leclerc, Michelle Suhendra, and Lydia The, McKinsey (2022)
Từ năm 2019 đến năm 2021, các quỹ đầu tư mạo hiểm (VC) đổ 35 tỷ đô-la vào các công ty công nghệ sinh học sử dụng các công nghệ nền tảng tiên tiến có thể thay đổi lĩnh vực này.
Ba năm qua chúng ta chứng kiến sự bùng nổ trong khoản đầu tư mạo hiểm cho ngành công nghệ sinh học. Theo nghiên cứu của McKinsey các quỹ VC đã đầu tư vào 2.200 startup công nghệ sinh học trên toàn thế giới vào năm 2017, đến năm 2021 con số này đã tăng lên 3.100 công ty. Cũng theo McKinsey, các công ty công nghệ sinh học đã kêu gọi vốn được hơn 34 tỷ đô-la toàn cầu trong năm 2021, gấp đôi lượng vốn kêu gọi được năm 2020 là 16 tỷ đô-la.
Trong lĩnh vực công nghệ sinh học, đầu tư từ quỹ VC đạt đỉnh vào quý I năm 2021 và giảm nhẹ sau đó (Biểu đồ 1). Mặc dù định giá của các công ty công chúng mới lao dốc và đầu tư mạo hiểm giảm nhẹ trong suốt bốn quý vừa qua, các quỹ VC vẫn tiếp tục đổ tiền vào lĩnh vực này. Sự hào hứng của những nhà đầu tư dày dặn kinh nghiệm ở giai đoạn đầu này báo hiệu họ thấy tiềm năng tạo ra những đột phá quan trọng trong cách phát hiện, nhắm mục tiêu và tải thuốc. Đối tượng hưởng lợi chính cho xu hướng này chính là các startup có công nghệ nền tảng mang tính tiên tiến mà góp phần tạo bước đệm hoặc cơ sở hạ tầng cho các liệu pháp điều trị khác.
McKinsey cũng phân tích đầu tư từ quỹ VC và PE vòng hạt giống đến vòng C vào các công ty công nghệ sinh học tư nhân với quy mô vốn lớn hơn 10 triệu đô từ năm 2019 đến năm 2021. Về bối cảnh lịch sử, McKinsey cũng phân tích các thương vụ đầu tư vòng hạt giống và vòng A năm 2017 và 2018. Sau đó họ phân loại các công ty dựa trên các công nghệ nền tảng khác nhau. Với các công ty công nghệ sinh học hoạt động trong nhiều nhánh liệu pháp trị liệu trên các nền tảng khác nhau, họ phân loại theo nền tảng trước sau đó mới đến các phương pháp trị liệu. Phân tích của McKinsey không bao gồm các sản phẩm y tế, các công cụ nghiên cứu, hợp đồng nghiên cứu và các công ty dịch vụ y tế.
Đầu tư vào các nền tảng công nghệ sinh học thế hệ mới
Từ năm 2019 đến 2021, các quỹ VC đã đầu tư hơn 52 tỷ đô vào các công ty công nghệ sinh học dựa trên liệu pháp trị liệu trên toàn thế giới. Hai phần ba trong số đó là các công ty có công nghệ nền tảng.
Các nhà đầu tư mạo hiểm có vẻ tập trung vào các công nghệ mới nổi có thể tùy chỉnh phương pháp điều trị cho từng cá nhân bệnh nhân và đạt được mục tiêu điều trị với sự chính xác cao. Sáu nền tảng đang gây chú ý lớn cho các nhà đầu tư đó là:
- Liệu pháp tế bào (cell therapy) 2.0 có thể xử lý các mô hoặc tế bảo bị bệnh chính xác hơn hoặc xử lý nhiều loại bệnh hơn (chẳng hạn như khối u rắn)
- Các liệu pháp gen thế hệ mới có thể sửa và điều chỉnh ADN và ARN và có khả năng chữa các bệnh di truyền.
- Y học chính xác (precision medicine) có thể chẩn đoán các tình trạng bệnh sớm hơn các phương pháp chẩn đoán khác và điều chỉnh các liệu pháp phù hợp với hồ sơ di truyền cụ thể của bệnh nhân.
- Tìm kiếm hoạt chất tiềm năng (drug discovery) sử dụng học máy có thể loại bỏ một lượng lớn dữ liệu nhằm tăng tốc quá trình tìm kiếm và phát triển các loại thuốc mới.
- Các chiến lược giải quyết các mục tiêu “không thể đánh bại” như protein khó-tiếp-cận và các bệnh khó-điều-trị.
- Các phương pháp phân phối thuốc (drug delivery) mới có thể đưa các liệu pháp mới đến toàn bộ mô bị ảnh hưởng một cách chính xác và an toàn.
Sáu công nghệ nền tảng trong công nghệ sinh học có tiềm năng đột phá lĩnh vực này
Trong mỗi nền tảng công nghệ sinh học vừa nhận quan tâm đầu tư, các công cụ mới nổi có khả năng giải quyết các thách thức và đẩy các giới hạn công nghệ gần đây đi xa hơn.
Liệu pháp tế bào thế hệ 2.0
Năm 2021, các liệu pháp tế bào được phê duyệt đã tạo ra doanh thu hơn 2 tỷ đô, và thị trường này dự kiến đạt 20 tỷ đô đến năm 2026. Kể từ khi liệu pháp tế bào lympho T chứa thụ thể kháng nguyên dạng khảm (CAR-T) đầu tiên được phê duyệt vào năm 2017, liệu pháp này đã cách mạng hóa việc điều trị các khối u huyết học ác tính và đạt được hiệu quả chưa từng có. Các công nghệ và kỹ thuật trị liệu tế bào mới mang lại cơ hội điều trị các bệnh chưa có phương pháp điều trị triệt để như khối u rắn tìm thấy ở 90% bệnh ung thư ở người trưởng thành và các bệnh khó điều trị không phải ung thư khác.
Tuy nhiên, có một vài thách thức lớn (bao gồm độ an toàn) khiến cho liệu pháp tế bào thế hệ 2.0 chưa được áp dụng rộng rãi. Ví dụ, hội chứng giải phóng cytokine gây viêm đôi khi liên quan đến các tế bào CAR-T có thể gây ra các tác dụng phụ từ các triệu chứng giống như cúm đến suy nội tạng và tử vong. Các liệu pháp tế bào tự thân (autologous cell) hiện tại (nghĩa là các liệu pháp sử dụng các tế bào lấy từ bệnh nhân) đòi hỏi phải điều trị lâu dài có thể khiến tăng thời gian tiến triển bệnh. Các nhà khoa học đang nghiên cứu những cách mới để khai thác và sửa đổi tế bào của người bệnh, và từ năm 2019 đến 2021, các quỹ VC đã tăng cường tài trợ cho những nỗ lực phát triển liệu pháp tế báo thế hệ thứ hai này.
Ba cách tiếp cận mới nổi bật trong các công nghệ nền tảng trị liệu tế bào:
Tế bào miễn dịch bẩm sinh. Trong khi các liệu pháp tế bào CAR-T đã cho thấy thành công ban đầu trong điều trị ung thư, một số công ty khởi nghiệp đang chuyển trọng tâm từ tế bào T sang các tế bào miễn dịch bẩm sinh (chẳng hạn như tế bào tiêu diệt tự nhiên (hay còn được biết đến là tế bào NK) và đại thực bào) vì chúng có thể xâm nhập vào các khối u rắn tốt hơn. Công nghệ này ngày càng nhận nhiều sự quan tâm khi từ năm 2017 đến 2018 chúng ta thấy các khoản đầu tư trong lĩnh vực này gia tăng và mở rộng ra các công nghệ tế bào khác (như tế bào T gamma delta và đại thực bào) sau khi các nhà nghiên cứu nghiên cứu lâm sàng thành công tế bào NK.
Kiểm soát độ chính xác của liệu pháp tế bào. Các nhà đầu tư mạo hiểm đang đặt cược vào các công ty đang khai thác sinh học tổng hợp và mạch logic sinh học phức tạp để kiểm soát các liệu pháp tế bào một cách chính xác rằng sẽ giúp họ gia tăng độ an toàn cho công nghệ mới này. Ví dụ, tế bào CAR-T có thể tiêu diệt các tế bào mà chúng tiếp xúc, kể cả những tế bào không gây ung thư. Các mạng lưới biến đổi gen, hay còn gọi là “mạch gen tổng hợp” có thể ức chế việc tiêu diệt các tế bào khỏe mạnh, tăng độ an toàn cho liệu pháp điều trị. Từ năm 2017 đến năm 2018, chúng ta chứng kiến khoản đầu tư vòng hạt giống và series A cho năm công ty công nghệ sinh học trong mảng này. Tất cả trong số đó sau đó đều gọi vốn thành công vòng B và vòng C trong giai đoạn 2019 - 2021.
Liệu pháp tế bào in vivo (thử nghiệm trên cơ thể sống). Lĩnh vực liệu pháp tế bào in vivo hầu như không có hoạt động đầu tư nào từ năm 2017 đến năm 2018. Nhưng đến năm 2021, một số công ty công nghệ sinh học đang nghiên cứu cách để bệnh nhân sản xuất tế bào CAR-T trong cơ thể họ thay vì dựa vào thao tác ex vivo đối với các tế bào được chiết xuất trong môi trường nuôi cấy từ xa. Cung cấp vật liệu di truyền và hướng dẫn trực tiếp đến tế bào T của bệnh nhân có thể làm giảm sự phức tạp trong khâu hậu cần và sản xuất vốn đã hạn chế việc tiến hành các phương pháp điều trị bằng tế bào CAR-T.
Các liệu pháp gen thế hệ mới
Các liệu pháp gen đã thay đổi hoàn toàn cách điều trị cho bệnh nhân, trong một số trường hợp mang lại kết quả tuyệt vời cho điều trị các rối loạn di truyền. Theo phân tích của McKinsey về dữ liệu ngành dược phẩm từ Evaluate, khoảng 400 liệu pháp gen hiện đang được phát triển; đến năm 2025, chúng có thể chiếm khoảng 20% sản phẩm mới ra mắt. Lĩnh vực này tiếp tục phát triển, với việc chỉnh sửa gen cho phép xóa gen vĩnh viễn và chính xác cũng như các liệu pháp biến đổi gen ex vivo.
Tuy nhiên liệu pháp gen vần còn nhiều hạn chế. Ví dụ, liệu pháp chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 chỉ có thể thực hiện một lượng chỉnh sửa nhất định trên một nhóm các mục tiêu gen giới hạn do tính đặc hiệu, hoạt động và khả năng cung cấp hạn chế của nó. Ngoài ra, người ta cũng lo ngại về độ an toàn đối với khả năng gây tổn thương ADN vĩnh viễn, tác động gây đột biến hoặc tiêu diệt tế bào.
Các công ty công nghệ sinh học ngày càng tập trung vào các chiến lược mới, bao gồm các chiến lược sau, để giải quyết các thách thức mà liệu pháp gen đang gặp phải:
Các phương thức và chỉnh sửa dựa trên ARN. Một số công ty khởi nghiệp đang phát triển các công cụ chỉnh sửa ARN mới (chẳng hạn như adenosine deaminase hoạt động trên ARN [ADAR] và CRISPR-Cas13) để thực hiện các chỉnh sửa tạm thời và tránh đứt gãy chuỗi xoắn kép (double-stranded breaks) ADN có hại. Một cách tiếp cận khác là điều chỉnh biểu hiện protein (protein expression) với các lớp ARN mới (chẳng hạn như ARN chuyển giao và kích hoạt nhỏ). Hầu hết các khoản đầu tư vào ARN mới bắt đầu vào năm 2019, nhưng sự thành công của vắc xin COVID-19 dựa trên mARN đã thúc đẩy toàn bộ lĩnh vực này.
Các enzyme nuclease mới. Sử dụng AI và công nghệ phát hiện enzyme, một số công ty khởi nghiệp công nghệ sinh học đang khám phá các nuclease hoặc enzyme Cas mới (chẳng hạn như Cas12 và CasX), hứa hẹn cải thiện hiệu quả và nhắm mục tiêu cụ thể trong chỉnh sửa gen CRISPR. Sự phấn khích của nhà đầu tư đã tăng theo cấp số nhân khi nguồn đầu tư mạo hiểm trung bình cho các công ty nền tảng enzyme nuclease đã tăng gấp năm lần, từ mức trung bình 10 triệu đô la lên 50 triệu đô la theo dữ liệu 2017 - 18 đến 2019-21.
Chỉnh sửa và điều biến phi nuclease. Phạm vi chỉnh sửa của kỹ thuật chỉnh sửa gen CRISPR-Cas9 thông thường bị hạn chế. Tuy nhiên, các công nghệ chỉnh sửa mới (chẳng hạn như công nghệ “base editor” và “prime editor”, chuyển vị (từ gốc tiếng Anh: transposase) và bộ điều biến biểu sinh (từ gốc tiếng Anh: epigenetic modulators)) có khả năng giải quyết hạn chế này bằng cách điều chế biểu sinh chính xác hoặc loại bỏ hiệu quả hơn và chèn từ một đến hơn một nghìn trình tự cặp cơ sở. Trong khi các thương vụ đầu tư từ năm 2017 đến 2018 chủ yếu tập trung vào chỉnh sửa cơ sở và biểu sinh, làn sóng khởi nghiệp nhận đầu tư từ năm 2019 đến 2021 tập trung vào chỉnh sửa tìm kiếm và thay thế và chuyển vị sử dụng một loại enzyme để xúc tác cho việc di chuyển một số loại gen nhất định.
Y học chính xác
Y học chính xác - một cách tiếp cận để tối đa hóa hiệu quả của phương pháp trị liệu sử dụng chẩn đoán và phân tích để xem xét sự khác biệt về gen, môi trường và lối sống của từng cá nhân - gần đây đã tạo ra những bước đột phá, bao gồm các phương pháp điều trị dành riêng cho một số đột biến gen (gene mutation) nhất định. Lĩnh vực này càng bùng nổ nhờ vào những tiến bộ trong khả năng xử lý lượng dữ liệu khổng lồ kết hợp với AI.
Tuy nhiên, việc sử dụng rộng rãi y học chính xác để chẩn đoán và điều trị cho bệnh nhân còn gặp không ít hạn chế. Chẩn đoán chính xác thế hệ đầu tiên chỉ có thể phát hiện các dấu ấn sinh học (biomarker) và đột biến đã biết. Mặc dù y học chính xác giai đoạn đầu đã tác động đến các mục tiêu điều trị bệnh đã được xác nhận rõ ràng, nhưng vẫn có các nhóm bệnh nhân không đáp ứng với điều trị, đòi hỏi phải xác định thêm các nhóm dân số bệnh hiếm gặp. Ngoài ra việc chuyển dữ liệu di truyền phức tạp thành các quyết định chăm sóc lâm sàng khả thi vẫn gặp nhiều thách thức.
Để thúc đẩy y học chính xác, nhiều công ty công nghệ sinh học mới nổi đang tập trung vào các công nghệ tiên tiến, bao gồm:
Phát hiện bệnh sớm. Trong khi các phương pháp chẩn đoán hiện tại tìm kiếm một vài đột biến đã biết, thì các công cụ đa dạng tiên tiến có thể quét hàng triệu dấu ấn sinh học đang hoạt động (bao gồm các chất chuyển hóa và dấu hiệu biểu sinh) để phát hiện các dấu hiệu sớm của bệnh. Các nhà đầu tư tiếp tục đầu tư gấp đôi với các khoản đầu tư tiếp ở các vòng sau và series A vào các công trong lĩnh vực này.
Phát hiện dấu ấn sinh học. Các công nghệ nền tảng có thể lọc từ các bộ dữ liệu lớn được tích hợp đa dạng (bao gồm cả dữ liệu về bộ gen, protein, chất chuyển hóa, v.v.) có thể giúp các công ty xác định các dấu ấn sinh học mới và mục tiêu di truyền cho các quần thể bệnh nhân và dự đoán phản ứng của bệnh nhân. Hầu hết các công ty được tài trợ vòng A từ năm 2017 đến 2018 đã nhận được khoản đầu tư tiếp theo cho vòng B hoặc C và tiếp tục phát triển các nền tảng khám phá dấu ấn sinh học của họ.
Sức khỏe dân cư chính xác. Một số công ty công nghệ sinh học tập trung vào việc sử dụng những hiểu biết từ dữ liệu bộ gen phức tạp để gợi ý các quyết định phòng ngừa và điều trị bệnh. Các công ty này đơn giản hóa và phân tích nhanh chóng dữ liệu giải trình tự tập trung vào các biến thể bộ gen, cung cấp dịch vụ giải thích cho các bác sĩ lâm sàng không chuyên. So với các phân ngành y học chính xác khác, lĩnh vực này có tỷ lệ đầu tư vòng gọi vốn sau cao nhất, chiếm 80% các công ty vòng C.
