當(dāng)J坐在咖啡桌的對(duì)面,跟我們說(shuō)出以下這句話(huà)時(shí),我明顯感覺(jué)到了這個(gè)行業(yè)也是有鄙視鏈的。

他說(shuō):“一般我們把市場(chǎng)上的公司分成三類(lèi):做腸癌早篩的公司,做肝癌早篩的公司,和做泛癌早篩的公司。”越是最后從他嘴里說(shuō)出來(lái)的名詞,技術(shù)含量聽(tīng)起來(lái)越高�！�

但是,Grail是所有人仰望的‘圣杯’”。他話(huà)鋒一轉(zhuǎn),再一次拔高了整個(gè)行業(yè)的水準(zhǔn)。

Grail,泛癌早篩領(lǐng)域的當(dāng)紅辣子雞,它要說(shuō)自己是第二,沒(méi)有人敢說(shuō)自己是第一。

成立于2016年的Grail,其液體活檢產(chǎn)品Galleri可以測(cè)試多達(dá)50種癌癥,假陽(yáng)性率不到1%,其中超過(guò)45種目前缺乏推薦的篩查方法。更加重要的是,據(jù)Grail目前公布的研究數(shù)據(jù)顯示,在93%的陽(yáng)性測(cè)試中,Galleri能準(zhǔn)確判斷腫瘤的組織起源,由此實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療。

2020年8月,Grail以80億美元的身價(jià)回到了Illumina的懷抱,并于去年底在美國(guó)IPO。在其招股說(shuō)明書(shū)上,Grail指出了他認(rèn)可的9個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,中國(guó)有3家。那么,被Grail點(diǎn)名的這三家是誰(shuí)?

01

方向:靶向甲基化

Grail的早期投資人包括杰夫·貝佐斯(Jeff Bezos)和比爾·蓋茨(Bill Gates)等一眾大佬,各位大佬豪擲巨額資金就是為了讓Grail在眾多的技術(shù)中,找出腫瘤早篩最優(yōu)的路線(xiàn)。

腫瘤早篩是高壁壘行業(yè)。在以Grail為代表的液體活檢技術(shù)進(jìn)入鎂光燈前,這個(gè)領(lǐng)域一直是組織活檢和影像學(xué)的天下。受益于技術(shù)推動(dòng),以及相對(duì)無(wú)創(chuàng)性和豐富的可檢測(cè)標(biāo)志物,液體活檢技術(shù)成為當(dāng)下最具潛力的早篩路徑。

液體活檢,顧名思義,就是用你的體液來(lái)檢查你得病與否。我們身體里流動(dòng)著各種類(lèi)別的液體,比如血液、尿液、唾液等等,理論上都可以用來(lái)檢測(cè)。目前大部分針對(duì)液體活檢的液體主要集中在血液和尿液。

通過(guò)微創(chuàng)或無(wú)創(chuàng)的方式收集血液或者其他體液,并對(duì)其中腫瘤相關(guān)物質(zhì)進(jìn)行分析的檢驗(yàn)方式就是液體活檢。這是基于一個(gè)簡(jiǎn)單的事實(shí):腫瘤細(xì)胞跟正常細(xì)胞一樣會(huì)經(jīng)歷生老病死的過(guò)程。腫瘤細(xì)胞只要出現(xiàn)過(guò)就會(huì)留下蛛絲馬跡,這些蛛絲馬跡就是科學(xué)家用來(lái)檢驗(yàn)的生物標(biāo)志物了。

目前液體活檢針對(duì)生物標(biāo)志物可以分為三類(lèi):血液中完整的細(xì)胞,即循環(huán)腫瘤細(xì)胞(CTC);收集由腫瘤細(xì)胞釋放的外泌體(EV);分析游離的腫瘤DNA或RNA,如循環(huán)腫瘤DNA(ctDNA)、循環(huán)無(wú)細(xì)胞RNA(cfRNA)、MiRNA等。

無(wú)論是哪種活檢方法,都基于另一個(gè)事實(shí):腫瘤細(xì)胞和正常細(xì)胞在某些方面有差異。包括:DNA突變、DNA的甲基化、染色體變化等等。理論上,檢測(cè)這些指標(biāo)都可能用于腫瘤的篩查。

但是,這些檢驗(yàn)方法在靈敏度和特異性上也各有千秋。CTC在早期腫瘤中含量較低,即使在腫瘤轉(zhuǎn)移患者中每百毫升全血中也僅有1-10個(gè)CTCs,富集難度較大。

以 ctDNA突變檢測(cè)進(jìn)行腫瘤早篩的主要難度在于靈敏度難以提高。首先血液中ctDNA的豐度較低,10ml全血平均包含4ml血漿,6000GE。而血液中ctDNA的含量與腫瘤大小有關(guān),一般情況下(采集血液)對(duì)直徑 12．5mm(重量 1g)以下的腫瘤難以識(shí)別。同時(shí)由于ctDNA高度碎片化,半衰期短,且ctDNA 含量在不同人之間差異很大等原因,ctDNA也并不是理想的方案。

到目前為止,檢測(cè)腫瘤細(xì)胞特有的“DNA甲基化特征”是最主流的方案。甲基化是DNA上的一種化學(xué)修飾。

“可以把它理解為DNA上的一串開(kāi)關(guān)�！鄙鲜鰳I(yè)內(nèi)人士J告訴我們。

不同細(xì)胞的甲基化開(kāi)關(guān)組合不一樣,正常細(xì)胞有,癌細(xì)胞也有,每種細(xì)胞形成了自己特定的“細(xì)胞指紋”。由于癌細(xì)胞和正常細(xì)胞的甲基化指紋不同,科學(xué)家收集血液中游離的DNA,然后來(lái)分析一部分關(guān)鍵DNA的甲基化指紋,就能判斷體內(nèi)有沒(méi)有腫瘤細(xì)胞;就像分析指紋一樣,通過(guò)分析一部分DNA甲基化的特征,理論上就能知道這個(gè)DNA是從什么細(xì)胞來(lái)的。 

一是ctDNA甲基化的檢測(cè)靈敏度高,二是能定位癌癥位置——正是基于這兩個(gè)原因,業(yè)界普遍認(rèn)為ctDNA甲基化檢測(cè)代表了未來(lái)早篩的方向。相比基因突變,甲基化信號(hào)更豐富,畢竟人類(lèi)基因組擁有3000萬(wàn)個(gè)甲基化定位點(diǎn),可以更好地組織溯源且識(shí)別組織的分化狀態(tài);相比全基因組甲基化測(cè)序,靶向甲基化測(cè)序在LOD和成本上都更有競(jìng)爭(zhēng)力。

2018年,世界頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《自然》(《Nature》)雜志刊發(fā)文章稱(chēng),“甲基化游離DNA測(cè)序”新方法突破了液體活檢特異性、敏感性無(wú)法雙高、且貴的重大瓶頸�！备鶕�(jù)CB Insights數(shù)據(jù),在液體活檢的所有細(xì)分應(yīng)用領(lǐng)域中,腫瘤早篩是增速最快的,預(yù)計(jì)2023年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到3．44億美元,復(fù)合增速71．8%。

當(dāng)靶向甲基化測(cè)序這條路線(xiàn)被確定之后,下一個(gè)問(wèn)題是:什么指標(biāo)最有價(jià)值?

診斷產(chǎn)品的“準(zhǔn)確率” 是綜合指標(biāo),通過(guò)與金標(biāo)準(zhǔn)的比較,評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)可分為檢測(cè)敏感度、特異性、PPV(即該產(chǎn)品判斷為陽(yáng)性的人群中,真陽(yáng)性患者的比率)、NPV (即該產(chǎn)品判斷為陰性的人群中,真陰性患者的比率))等指標(biāo)。Grail認(rèn)為,這其中最重要的指標(biāo)是PPV。

以靶向甲基化測(cè)序?yàn)榧夹g(shù)方向,同時(shí)認(rèn)可PPV指標(biāo),Grail給自己劃出了三個(gè)中國(guó)公司作為競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

02

燃石醫(yī)學(xué)

燃石醫(yī)學(xué)成立于2014年,創(chuàng)始人為漢雨生先生。公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示,從2019年接受相關(guān)測(cè)試的患者人數(shù)來(lái)看,燃石醫(yī)學(xué)占據(jù)了中國(guó)基于NGS(Next-generation" sequencing technology)的癌癥治療選擇市場(chǎng)的26．7%,是中國(guó)排名第一的基于NGS的癌癥治療選擇公司。

燃石為什么被Grail看到?首先它是做泛癌研究的,產(chǎn)品組合極其全面。檢測(cè)指標(biāo)采用ctDNA 甲基化+AI的形式。比較厲害的是,在產(chǎn)品還沒(méi)有正式落地之前,該公司自主研發(fā)了靶向DNA甲基化的文庫(kù)制備技術(shù)brELSA?。

燃石擁有自主研發(fā)的泛癌早檢技術(shù)ELSA-seq,可以極顯著提高可測(cè)序DNA片段的轉(zhuǎn)化率以及高測(cè)序深度。

目前燃石的覆蓋癌種數(shù)量達(dá)15種,手握兩個(gè)大規(guī)模研究,回顧性研THUNDER 和前瞻性研究PREDICT。

THUNDER的研究目的就是為開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證該公司的泛癌早檢技術(shù)ELSA-seq。2020年的行業(yè)峰會(huì)上,燃石公布了其回顧性研究項(xiàng)目THUNDER 的子研究THUNDER-I和THUNDER-II的結(jié)果。

THUNDER-I中ELSA-seq表現(xiàn)出81%的綜合敏感性和95%的綜合特異性,且在獨(dú)立驗(yàn)證集中正確預(yù)測(cè)了93%的癌癥樣本器官來(lái)源;THUNDER-II 的結(jié)果顯示在98．3%的特異性水平下, ELSA-seq 在不同階段不同癌種的獨(dú)立驗(yàn)證集中總體達(dá)到了 80．6%的敏感性水平,同時(shí)預(yù)測(cè)癌癥單一器官來(lái)源的正確率達(dá)到 82%。

2021年6月15日,其研究論文發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》(《Nature Biomedical Engineering》)上:揭秘了ELSA-seq技術(shù)如何準(zhǔn)確捕捉血液中來(lái)自早期腫瘤的微弱信號(hào)的技術(shù)原理。ELSA-seq的核心是在極微量的DNA中精準(zhǔn)捕捉與癌癥信號(hào)相關(guān)的甲基化片段,它的獨(dú)到之處正是信號(hào)的高保真放大和高效率捕獲。

在同樣的一組樣本中,研究者比對(duì)了ELSA-seq與代表液體活檢最高靈敏度的兩種方法學(xué):NGS和ddPCR,ELSA-seq對(duì)比后兩者靈敏度超越10倍以上,呈現(xiàn)了碾壓性的優(yōu)勢(shì)。

2020年5月,燃石啟動(dòng)前瞻性研究PREDICT,預(yù)計(jì)2023年完成。PREDICT預(yù)計(jì)入組超過(guò)14000名受試者,計(jì)劃覆蓋9個(gè)癌種,投入資金約3000萬(wàn)美元。

關(guān)鍵在于,PREDICT項(xiàng)目完成后,燃石將會(huì)有足夠的研究數(shù)據(jù)支持申報(bào)注冊(cè)。

03

鹍遠(yuǎn)基因

鹍遠(yuǎn)基因同樣創(chuàng)立于2014年,隸屬于鹍遠(yuǎn)集團(tuán),是鹍遠(yuǎn)集團(tuán)的精準(zhǔn)診斷及癌癥早期篩查子公司,2020年12月,B輪融資10億人民幣。

鹍遠(yuǎn)基因兩位聯(lián)合創(chuàng)始人高遠(yuǎn)博士和張鹍博士是DNA 甲基化領(lǐng)域的學(xué)術(shù)領(lǐng)頭人之一。2017年,張鹍教授在Nature Genetics期刊發(fā)表了甲基化單倍型分析技術(shù),這是國(guó)際上首次證明用甲基化方法在ctDNA中可以捕獲到微量的癌癥信號(hào)、并可以進(jìn)行癌癥早篩和組織溯源。

目前,鹍遠(yuǎn)基因手里有兩把利劍:一是結(jié)直腸癌早篩產(chǎn)品“常樂(lè)思”,這是鹍遠(yuǎn)基因于2018年推出的腸癌無(wú)創(chuàng)甲基化檢測(cè)產(chǎn)品,2020年4月完成FDA二輪預(yù)審,有希望成為唯一一種獲批的基于血液的能夠檢測(cè)進(jìn)展期腺瘤和早期腸癌的非侵入性檢測(cè)技術(shù)。根據(jù)公司公布的回顧性臨床研究數(shù)據(jù),“常樂(lè)思”對(duì)高危腺瘤敏感性92．7%,對(duì)I期腸癌敏感性為95．8%,特異性超過(guò)99%。

另一把利劍是PanSeer,這是鹍遠(yuǎn)自主研發(fā)的ctDNA甲基化泛癌種早篩技術(shù)。2020年7月,鹍遠(yuǎn)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)泰州健康科學(xué)研究院共同合作的泛癌種早篩研究項(xiàng)目成果發(fā)表在《NatureCommunication》上,該研究對(duì)囊括近20萬(wàn)社區(qū)人群的泰州隊(duì)列的部分血液樣本進(jìn)行了長(zhǎng)期、系統(tǒng)的五個(gè)癌種(結(jié)直腸癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌)的早檢研究,來(lái)驗(yàn)證PanSeer在多癌早篩中的檢測(cè)效果。

研究結(jié)果顯示,PanSeer技術(shù)在健康人群中的特異性達(dá)到96．1%,在確診癌癥后采集的病人樣本中敏感性達(dá)到87．6%,在癌癥患者未確診之前1-4年采集的樣本中敏感性達(dá)到了94．9%,意味著能夠比臨床診斷最多提前4年發(fā)現(xiàn)5種癌癥的微量ctDNA甲基化信號(hào)。

公司專(zhuān)注于癌癥早篩賽道,在DNA甲基化檢測(cè)領(lǐng)域擁有國(guó)際知名的科學(xué)家創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)和全球領(lǐng)先的底層技術(shù),逐步實(shí)現(xiàn)從科研成果到臨床產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化,產(chǎn)品從單癌種擴(kuò)展至泛癌種,處于全球早篩研究第一梯隊(duì)。

04

基準(zhǔn)醫(yī)療

基準(zhǔn)醫(yī)療成立于2015年,創(chuàng)始人范建兵,擁有美國(guó)哥倫比亞大學(xué)人類(lèi)遺傳學(xué)博士學(xué)位,師從著名化學(xué)家和遺傳學(xué)家、人類(lèi)基因組計(jì)劃創(chuàng)始人之一Charles Cantor教授 。

2021年7月13日,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)授予基準(zhǔn)醫(yī)療基于尿液DNA甲基化檢測(cè)的膀胱癌早檢產(chǎn)品UriFind“突破性醫(yī)療器械”認(rèn)定(Breakthrough Device Designation)。這是目前中國(guó)首個(gè)獲得此項(xiàng)認(rèn)定的膀胱癌液體活檢產(chǎn)品。

這不僅意味著UriFind在膀胱癌早檢中的技術(shù)領(lǐng)先性得到了國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)的認(rèn)可,也印證了UriFind用于膀胱癌早檢的重大臨床意義和社會(huì)價(jià)值。

UriFind的科研成果已發(fā)表于國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊The Journal of Clinical Investigation和Clinical Epigenetics。經(jīng)過(guò)基準(zhǔn)醫(yī)療長(zhǎng)時(shí)間真實(shí)世界的樣本累積驗(yàn)證,目前準(zhǔn)確度、靈敏度和特異性達(dá)89．3%、87．4%和91．5%。性能比肩膀胱鏡。在FDA-BTD申報(bào)過(guò)程中,基準(zhǔn)醫(yī)療提供了與某國(guó)際已獲批產(chǎn)品的頭對(duì)頭試驗(yàn)結(jié)果,證明了UriFind在檢測(cè)靈敏度及操作便利性等方面的優(yōu)越性能。

除了膀胱癌,在肺癌的檢測(cè)上基準(zhǔn)醫(yī)療也走在技術(shù)前沿。在肺癌的早篩上,基準(zhǔn)醫(yī)療也有一把利劍:PulmoSeek,這是基準(zhǔn)醫(yī)療的甲基化檢測(cè)模型。PulmoSeek可以作為更好的檢測(cè)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)肺結(jié)節(jié)良惡性分類(lèi),顯著提升肺結(jié)節(jié)診斷準(zhǔn)確率。

在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《The Journal of Clinical Investigation》發(fā)表研究之后,基準(zhǔn)醫(yī)療也將甲基化檢測(cè)模型PulmoSeek升級(jí)為PulmoSeek Plus。PulmoSeek Plus是全球首個(gè)通過(guò)聯(lián)合外周血中肺癌特異性DNA甲基化位點(diǎn)的甲基化水平和肺部結(jié)節(jié)CT影像學(xué)AI分析,經(jīng)機(jī)器學(xué)習(xí)構(gòu)建出的聯(lián)合診斷模型。該模型在140個(gè)獨(dú)立驗(yàn)證樣本上的ROC-AUC為0．843,準(zhǔn)確率為0．800。

通過(guò)比較分析發(fā)現(xiàn),在區(qū)分惡性肺結(jié)節(jié)與良性肺結(jié)節(jié)方面,PulmoSeek模型優(yōu)于PET-CT及兩種臨床常用的肺結(jié)節(jié)評(píng)估模型(Mayo Clinic和Veterans Affairs)。

其實(shí)除了Grail提到的這三家公司,在液體活檢或者說(shuō)腫瘤早篩市場(chǎng)上,中國(guó)的市場(chǎng)上的玩家還有很多:比如肝癌早篩領(lǐng)域不得不提到的和瑞基因,其HIFI技術(shù)不僅可用于肝癌早篩,亦可應(yīng)用于肺癌等多個(gè)中國(guó)高危高發(fā)癌種,乃至實(shí)現(xiàn)泛癌種的檢測(cè);比如,以肝癌早篩站在市場(chǎng)領(lǐng)先地位的泛生子,以結(jié)直腸癌早篩切了一塊蛋糕的諾輝健康;還有一家叫香港精準(zhǔn)醫(yī)療的靶向甲基化公司,與國(guó)際頂尖科學(xué)家合作,意欲在這個(gè)風(fēng)口賽道上分得一杯羹。

中國(guó)每年新發(fā)的癌癥病例大約有400萬(wàn)例,平均每分鐘有7．5人被確診為癌癥;每年的癌癥死亡病例超過(guò)230萬(wàn)例,占每年總死亡人數(shù)的28．9%。世衛(wèi)組織發(fā)布的2020年全球癌癥人數(shù)里,中國(guó)新發(fā)癌癥病例和死亡病例分別為457萬(wàn)例、300萬(wàn)例,均位居全球第一。數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)每年惡性腫瘤的醫(yī)療花費(fèi)超過(guò)2200億元,已經(jīng)成為家庭和醫(yī)保基金的重要支出。預(yù)計(jì)2023年中國(guó)治療癌癥的費(fèi)用會(huì)增加到3517億美元,2030年則會(huì)增長(zhǎng)至5920億美元。

事實(shí)上,2019年,癌癥早篩就被寫(xiě)進(jìn)了政府工作報(bào)告中,報(bào)告中提到:要實(shí)施癌癥防治行動(dòng),推動(dòng)預(yù)防篩查。隨后國(guó)家頒布的《健康中國(guó)2030規(guī)劃綱要》更首次明確了癌癥診治和篩查的目標(biāo):“實(shí)現(xiàn)全人群、全生命周期的慢性病健康管理,總體癌癥5年生存率提高15%�！边@15個(gè)百分點(diǎn)的提高,靠什么?蜂擁而至的玩家們都知道,早篩是其中再好不過(guò)的一條路。