2023年02月04日 星期六
用“基因”,重新定义疾病
第16版:封面报道 2022-11-21

用“基因”,重新定义疾病

王仲昀

第二届“NGS(新一代基因测序)行业峰会”上,生命科学领域专家、临床医学专家、基因检测头部企业代表等各领域专业人士,围绕着如何通过基因技术实现“精准医学”的目标展开了讨论。

燃石医学创始人兼CEO汉雨生。

序祯达生物签下因美纳最新产品NovaSeq™ X Plus的第一单。

燃石医学早检中心。

泛生子联合创始人、董事长兼CEO王思振。

诺禾致源柔性智能交付系统 Falcon。

第二届“NGS(新一代基因测序)行业峰会”上,生命科学领域专家、临床医学专家、基因检测头部企业代表等各领域专业人士,围绕着如何通过基因技术实现“精准医学”的目标展开了讨论。

记者|王仲昀

疾病对人类社会到底有多大的影响?身处全球新冠疫情中的我们,深有体会。

人类自诞生就在与疾病做抗争,不断摔倒又爬起来。分子生物学诞生后,我们的“武器”变得精良,当分子生物学与信息技术、大数据、人工智能等结合后,“武器”再次升级。

近十年基因组学与基因测序技术的飞速发展,更让人类拥有更多了解疾病、战胜疾病的底气。在中国,《“十四五”生物经济发展规划》中提出推动基因检测、生物遗传等先进技术与疾病预防深度融合,开展重大疾病早期筛查,为个体化治疗提供精准解决方案和决策支持。借助最新科技建设健康中国已经成为国家策略。

从现今人们熟悉的新冠病毒测序到肿瘤溯源早检,基因测序技术正在让“精准医疗”走进现实。

2022年11月9日,全球基因测序和芯片技术的领导者因美纳主办的第二届“NGS(新一代基因测序)行业峰会”在上海举行。峰会上,生命科学领域专家、临床医学专家、基因检测头部企业代表等各领域专业人士,围绕着如何通过基因技术实现“精准医学”的目标展开了讨论。

真正开启“精准医疗”

作为对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一,肺癌在中国的发病率和死亡率常年高居恶性肿瘤之首,且逐年呈上升趋势。20年前,很多刚入行的肺癌医生接触这个专业,学习的内容大多围绕着化疗。20年后的今天,肺癌的治疗方式已经包括手术、放疗、化疗、靶向以及免疫治疗等。其中,靶向治疗成为精准治疗的奠基石。

进一步看,得益于新一代测序技术(Next Generation Sequencing,以下简称NGS)的快速发展,越来越多的靶点被检测出来,一些靶点已经“被认识”、“被研究”、“被研制成药”。《新民周刊》记者不久前采访过福建省肿瘤医院胸部肿瘤内科主任医师林根,他向记者分享了一个NGS技术如何推动精准医疗的故事。

林根介绍,曾有一位女性肺癌患者,在外院初次就诊即诊断为晚期非小细胞肺癌。在做过8个常见靶点的一代基因检测后,没有发现基因突变,被认为是无靶向药物可用,随后采取了化疗和免疫治疗。但患者的病情毫无起色,持续恶化。

“她来到我院就诊后,经过专家团队的研究和与她充分的沟通,安排她再次进行了更为精细的新一代基因测序,结果发现她是一个发生率小于1%——罕见ROS1重排的患者。我们立即为其制定了针对性的药物治疗方案,患者在口服药物后肿瘤直径消失90%以上,并维持至今。如果没有检出这个基因突变,她可能早已不在人世。”林根说道。

不难看出,基因组学的进步与测序技术的飞速提升,成为加速实现精准医疗的关键,使得科学家、研究人员能够在分子层面上探究最根本的发病机制,让临床医生能够设计出治疗方案,着力攻克曾经过去无法被攻克的疾病。精准医学为越来越多病患带去生存的希望。

第五届进博会上,序祯达生物签下因美纳最新产品NovaSeq™ X Plus的第一单。序祯达生物创始人兼首席执行官孙乐乐说,一个月前她在因美纳IGF论坛上见证了NovaSeq™ X Plus的全球首发,“我一直以来都是因美纳产品的忠实粉丝,也很高兴能继续与因美纳合作,用这款高质量的测序仪,推动中国乃至全球的基因测序产业发展。”上海序祯达生物科技有限公司是中国领先的多组学服务商,服务的客户主要有制药企业和科研机构,而基因测序仪器是序祯达开发各种应用的基础。

对风险人群的精准早筛

“早在2014年,我们就判断精准医疗将会成为肿瘤临床治疗的大趋势,基于NGS的多基因的检测将成为‘刚需’。”燃石医学创始人、CEO汉雨生接受《新民周刊》采访时说。汉雨生毕业于北京协和医学院细胞生物学专业,曾在北极光创投担任过医疗投资经理。在看准“精准医疗”发展方向后,他创办了燃石医学。

作为一个高速发展的赛道,过去几年,NGS行业经历了从最初的“无人问津”到“蜂拥而至”,从无序再到如今逐渐形成了一些共识、有了头部企业并走出了各自特色的发展路径。

“我们可以看到,基因测序在用药指导、微小病灶残留、遗传易感、复发监控以及全程管理等方面都发挥着重要的作用。目前燃石医学的业务布局涉及癌症患病人群精准医学检测、全球抗肿瘤药企的生物标志物和伴随诊断合作,以及多癌种早检三个方向。”汉雨生告诉记者。

燃石医学从应用场景的获益人群基数、卫生经济学角度出发,选择布局基于液体活检的多癌种早检技术,也就是通过抽取一管血就可实现多个癌种的早期检测,包括肺癌、肠癌、肝癌、卵巢癌、胰腺癌、食管癌等癌种。

“从2016年开始,我们就不遗余力地投入多癌种早检业务。目前无论是技术水平,还是临床验证研究的开展和推进等方面,燃石医学都位于行业前列。我们的多癌种早检技术ELSA-seq也已经多次发表于国际权威学术杂志与会议,在多个癌种中得到了良好的性能验证。”汉雨生说道。

汉雨生向记者介绍,燃石医学最新的一管血多癌种早期检测产品不光能甄别出受试者是否有肿瘤,还可以提供组织溯源性,告诉受试者检测出的肿瘤信号有可能来源于哪个器官。在此基础上,临床可以通过影像腔镜及病理检测等方法进一步检查和确诊。

服务“癌症全周期”

基因测序给医疗带来了革命性的改变。具体在癌症诊疗领域,NGS技术更贯穿了癌症诊疗全周期。在诊疗领域,基因检测的出现,为患者带来了更多、更精准的治疗选择。

如今中国NGS市场愈发壮大,其中有一家企业——“泛生子”,在基因科技上不断创新,对抗“癌症全周期”。

“基因组学及分子诊断技术,是癌症精准医疗的基础和入口,帮助医生获得目标猎物的具体信息并锁定位置。理论上看,在癌症发生、发展不同时期都有可能阻断或打败癌症。所以泛生子希望积极利用基因组学技术到人们管理癌症整个周期。”泛生子联合创始人、董事长兼CEO王思振对《新民周刊》说道。

基于这样的理念,泛生子将业务板块分为早筛、诊断及监测、药物研发服务三大领域。王思振对此表示,“对于那些还没有发现或确诊癌症的人,我们希望在早期能够把他们筛出来,以此大幅提高生存率,及时阻止癌症发展。”

癌症早筛的社会意义巨大。2018年,全国肺癌新增患者约80万人,其中80%发现癌症时已是晚期。若癌症在早期时就被发现,总共可降低约480亿元的医疗支出,大约27万人的生存周期可以得到延长。

泛生子的第二大业务板块是癌症诊断与监测,即通过分子检测帮助肿瘤患者找到更适合的治疗手段。这些监测技术在当下拥有了更多的使用场景。“目前我国有2000多万存量的癌症病人。随着治疗手段的越来越多,以及越来越广泛的早筛,会有更多的病人存活下来。无论是‘带癌生存’,抑或这些病人的肿瘤在他身上已经变成了一个慢性病,他们都可以存活更久。”王思振告诉记者。

“对于这部分患者而言,他们面临一个很重要的需求,需要了解什么时候可能复发,复发了以后又该怎么办?”王思振表示,这便是NGS在现实中另一个重要的应用场景。“通过高精度的测序,我们可以通过对患者血液当中的生物标志物和物质突变的监测来实现对复发的预测。因此,围绕该方向,泛生子正在着力打造一系列产品。”

去年11月及今年2月,泛生子高通量测序仪GENETRON S5及肺癌8基因试剂盒分别获批,形成了“测序仪+试剂盒”的完整解决方案。

王思振介绍道,泛生子专利技术如“一步法”、“Mutation Capsule”等,能让原本操作复杂、需要花费更多时间、消耗更多样本才能完成的分子检测实验变得简单快速且精准。近期上海、杭州陆续推出LDT试点政策。肿瘤基因检测项目有望纳入医保和集采。基于政策推动,这类技术有望在公立医院大规模推广。

NGS技术同样能够为药物研发服务。近年来,中国新药研发进入高速发展期,尤其是肿瘤创新药领域内,出现了一大批具备自主研发能力的药企。在新药研发的过程当中,也需要从事基因组学分析的公司参与其中。据王思振介绍,从新药研发到I期、II期、III期临床,再到上市,泛生子有能力为药企提供疗效标志物发现、检测技术及试剂盒开发、注册报证等全面配套服务,而泛生子所研发的伴随诊断产品也将与新药深度绑定。

当然,基因测序涉及的这三大业务,目前在国内仍处在早期阶段。王思振也在采访中多次提到“可及性”。“NGS可以和医院结合,可以在体检中心用到,也可以配合政府的民生工程。但无论如何,只有价格足够低,老百姓用得起,才具备真正的可及性。”

11月9日,复旦大学附属华山医院院长毛颖在因美纳第二届“NGS行业峰会”上表示,“精准医疗的实现,最重要的一点就是患者是否能负担得起。这要求每一个参与精准医疗过程的相关方,都把降低成本、造福患者作为自己的目标。希望通过医院与产业上下游全链条、全周期的合作,为患者提供最普惠、简洁的诊断和治疗方案。”

基因测序应用没有终点

国内目前诸多测序服务提供商,按主要服务的客户分为两大类,一是临床、医疗类的基因检测服务提供商,二是面向基础研究的基因测序服务提供商。后者主要客户为大学、科研机构、研究型医院、生物医药公司等,提供基础科研、新药研发过程中所需要的基因测序服务。创立于2011年的诺禾致源就是这样一家以科技服务为核心的企业。

“和专注于某一个或多个细分临床基因检测的企业有所不同,诺禾致源目前主营科技服务,而服务的客户是全球研究型大学、科研院所、医院、医药研发企业、农业企业等。”诺禾致源创始人、董事长李瑞强告诉《新民周刊》。

在诺禾致源服务的客户中,相当一部分为农业科学家。如今“粮食安全”“种业振兴”的重要性不言而喻,想要“让中国百姓餐桌更丰富”,包括种子、粮食作物、畜牧业肉类产品的改良就至关重要,种业更是农业的“芯片”,而育种的基础工具之一就是基因测序。

以棉花为例,最近发表在《美国科学院院报》PNAS上的研究成果是诺禾致源与中国农业科学院棉花研究所科学家合力应用组学技术助力分子设计育种的典型案例。研究员刘方老师分享:“如果我们能解析出除栽培种之外的其余野生种的基因图谱,并进行分析对比,就能进一步了解在野生到栽培的演化过程中究竟保留了哪些基因、丢掉了哪些基因?这样整个演化历史就会更加清晰”。该研究补全了异源四倍体棉花的演化拼图,填补广泛种质的陆地棉的驯化历史空白,强调了野生品种的有利基因渗入栽培棉花适应气候变化的潜力,为棉花育种良种提供了基因组背景。

在采访中,李瑞强提到了一幅画。画上是一棵基因产业树,树枝上挂着肿瘤诊断治疗及早筛、生物制药、健康管理等“果实”,“科学研究”则是最关键、扎实的树干,树根扎向地面,沿着生物技术和计算技术两条脉络往科学研究注入源源动力。

“科技突破积累到一定水平,才足以开发创新产品去支撑基因科技在农业育种、生物进化、疾病早诊早筛、药物开发等广泛场景中的应用领域。”基于这样的判断,李瑞强创办诺禾致源,以科技服务为主导,专注赋能生命科学研究研发与应用全场景。

在创立之初,诺禾致源是一家“生物信息公司”,通过高通量、高性能的计算平台和数据中心,许多棘手的基因组数据分析难题都可以在诺禾致源找到答案。

但是很快李瑞强就意识到,生物信息分析只是基因服务链条中的一环,假如前置的测序环节不能高效地输出高品质的数据,生物信息分析中能做的工作十分有限。从保证研究质量及周期可控的角度出发,诺禾致源开辟了自己的建库测序业务。

随着行业发展,基因测序使用者对生产周期、测序质量提出了更高要求。近几年,诺禾致源不断推进基因测序智能化。2020年,柔性智能交付系统Falcon正式上线运行。这个全球领先的智能系统压缩了基因测序数据产出的工作量,实现全流程自动化;2022年,在Falcon基础上,诺禾致源又推出了多产品并行的Falcon II,该系统更小更便捷,同时实现了全程智能、高效生产、稳定交付。

“基因这个领域,永远没有终点”,如李瑞强所言,基因测序技术重新定义了疾病等领域,未来基因还能改变哪些已有的认知?我们拭目以待。

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