2020年5月21日,NMPA官網(wǎng)上顯示,?;萆锏膯渭毎麍D像分析自動分離儀,經(jīng)湖南省藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn),正式取得第二類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊證。
單細胞圖像分析自動分離儀
這是目前為止國內(nèi)批準(zhǔn)的第一款臨床級應(yīng)用的單細胞圖像分選設(shè)備。此前無論是國產(chǎn)還是進口,都沒有同類產(chǎn)品獲得過藥監(jiān)局的批準(zhǔn)進入臨床應(yīng)用,這也意味著單細胞測序打開了臨床市場的大門。
本該是一件震動液體活檢行業(yè)的大事,作為當(dāng)事人的?;萆飬s對此顯得意外的低調(diào)?;蛟S在他們眼中,產(chǎn)品最終成功拿證可能更像是水到渠成的一件事情,是他們四年來努力研發(fā)的必然成果。另一方面或許也因為,今年的浚惠生物還有幾件馬上要發(fā)生的大事。
液體活檢CTC領(lǐng)域的兩大痛點
CTC和ctDNA是腫瘤液體活檢的兩大主要方向。近兩年,從研究的熱度上,ctDNA的風(fēng)頭逐漸有些蓋過了CTC。但從理論上講,CTC涵蓋了腫瘤基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組的全部信息,理應(yīng)比ctDNA的內(nèi)容更豐富。會被ctDNA蓋過風(fēng)頭,側(cè)面說明CTC的價值,還沒能被完全挖掘出來。
學(xué)術(shù)界近年來認(rèn)為,單細胞測序可能會成為打破CTC研究瓶頸的關(guān)鍵技術(shù),并因此在臨床上廣泛應(yīng)用。被稱為CTC之父的德國漢堡大學(xué)的Klaus Pantel教授,2019年8月在《Nature Reviews Cancer》上發(fā)表的名為《通過循環(huán)腫瘤細胞的單細胞分析揭示腫瘤異質(zhì)性(譯)》的綜述文章,也認(rèn)為單細胞技術(shù)可以實現(xiàn)CTC的全面檢測,并終將揭示腫瘤治療中的轉(zhuǎn)移和抵抗機制。
?與CTC相關(guān)的研究成果示意圖
然而單細胞測序在CTC領(lǐng)域的應(yīng)用,卻存在“卡脖子”的技術(shù)瓶頸,難以進入臨床。
“CTC領(lǐng)域一直以來面臨著兩個比較大的技術(shù)瓶頸,一是缺乏有效的標(biāo)志物,二是由于數(shù)量太少,需要采取單細胞測序的方法獲得基因信息,但卻一直無法在臨床水平上實現(xiàn)。”?;萆飫?chuàng)始人閻灼輝告訴動脈網(wǎng)。
全球范圍內(nèi)已經(jīng)有些CTC相關(guān)的檢測平臺。其中最知名的,無疑是CellSearch。
2011年,CellSearch獲得CFDA(現(xiàn)NMPA)批準(zhǔn)的第三類醫(yī)療器械注冊證,正式進入國內(nèi)臨床市場。其相應(yīng)的檢測試劑盒和質(zhì)控品,也都申報通過了三類證。然而到2015年注冊到期時,強生卻沒有選擇重新注冊,而且在幾年后將CellSearch出售給了意大利藥企Menarini,戰(zhàn)略性放棄了這一產(chǎn)品。
被戰(zhàn)略性放棄,問題的根源還是要到系統(tǒng)自身上去找。CellSearch System使用的上皮細胞標(biāo)志物,在乳腺癌上表現(xiàn)比較好,但在更多的其他癌種中,表現(xiàn)有些不盡如人意。另一方面,系統(tǒng)在臨床上的應(yīng)用也僅限于CTC計數(shù),并不包括分離和測序,并且其中有大量的陽性細胞并不是腫瘤細胞。換言之,本段最開始我們提到的兩大CTC領(lǐng)域的瓶頸,CellSearch都沒能很好的解決。
瓶頸是痛點,也同時意味著機會。而這個機會,?;萆镒プ×恕?/span>
突破瓶頸的單細胞seq-PET
2017年,浚惠生物的首席科學(xué)顧問,復(fù)旦大學(xué)生物醫(yī)學(xué)研究院的施奇惠研究員,在《PNAS(美國科學(xué)院院刊)》上發(fā)文,提出和PET-CT相同檢測原理的葡萄糖代謝標(biāo)志物可以很好的鑒別出CTC,突破了原本CTC檢測缺乏標(biāo)志物的瓶頸。
這項研究和相關(guān)的多項專利直接奠定了?;萆锏募夹g(shù)基礎(chǔ)。由于葡萄糖代謝標(biāo)志物已經(jīng)成功應(yīng)用于臨床PET-CT檢測,并且結(jié)合單細胞測序的能力,?;萆飳⒆约旱漠a(chǎn)品平臺稱為“單細胞seq-PET”。
在此基礎(chǔ)上,浚惠生物在對該成果進行臨床轉(zhuǎn)化的過程中,在2015年底總結(jié)出了CTC單細胞測序進入臨床的三大產(chǎn)品瓶頸。
第一是效率問題,每個細胞樣本需要一個人看兩天,手工挑選出其中的CTC單細胞,再進行單細胞建庫測序,整個檢測流程非常長;第二是成本問題,過長的時間流程消耗的人力成本,加上當(dāng)時本來成本就比較高的單細胞基因組測序,讓仍處于發(fā)展早期的?;萆镉行┏圆幌?/span>第三,就是生物標(biāo)志物問題,當(dāng)時的葡萄糖類似物檢測需要經(jīng)過細胞培養(yǎng)過程,這樣一來對細胞的活性要求很高,而樣本在經(jīng)過采集和運輸之后,細胞活性不免要下降。
于是在接下來的四年多時間中,?;萆镩_始著力解決這三方面的問題,同時準(zhǔn)備推進自己產(chǎn)品的報證工作。
應(yīng)對效率問題,浚惠生物組建了自己的軟件團隊,開發(fā)了自動識別細胞的軟件。目前已經(jīng)可以實現(xiàn)5分鐘完成一個樣本的識別工作,與此前的2天時間相比,大大提高了識別效率。而單細胞的自動分離,更是把手工分選的時間從1天分離20幾個細胞,到幾秒鐘分離1個細胞,效率提高幾百倍。
應(yīng)對成本問題,?;萆飳崿F(xiàn)了高效率的單細胞基因片段靶向擴增,優(yōu)化了WGA單細胞擴增試劑,這樣在進行靶向突變基因和CNV的檢測時,只要幾個細胞就可以完成相關(guān)的檢測,大幅降低了成本。
浚惠生物的單細胞“seq-PET”檢測
應(yīng)對標(biāo)志物問題,?;萆镎业搅藚⑴c葡萄糖代謝相關(guān)的新的特異性標(biāo)志物。這樣一來,分選之前不再需要培養(yǎng)過程。新方法使用經(jīng)固定的樣品就可以完成后續(xù)檢測過程。這一新的分子標(biāo)志物又經(jīng)過了大量的臨床驗證過程,僅在泌尿腫瘤上的研究,就納入了800多例健康人和700多例膀胱癌患者,檢測結(jié)果和臨床的一致性接近90%。尤其在疑難雜癥的確診上,已經(jīng)體現(xiàn)出了非常高的臨床應(yīng)用價值。
于是2017年,做好了一切準(zhǔn)備的?;萆铮_始向報證發(fā)起沖擊。
“因為我們是第一個吃螃蟹的人,沒有現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù),所以報證環(huán)節(jié)不免會遇到些困難?!遍愖戚x說。
在報證階段,因為是第一個單細胞圖像分析和自動分離的產(chǎn)品,?;萆?018年首先經(jīng)過省局、國家局的分類界定,確定了產(chǎn)品類別和名稱;2019年進行了240多人的多中心臨床試驗。該項試驗的主要結(jié)果,經(jīng)染色的單細胞陽性細胞判讀結(jié)果,與顯微鏡下人工觀察的結(jié)果,一致率可達98.1%;目標(biāo)單細胞的分離和回收的效果非常喜人,分離成功率達98.2%。
進入2020年,在疫情狀態(tài)下,為了支持醫(yī)療器械創(chuàng)新,湖南省藥監(jiān)局、評審中心組織專家,疫情期間召開網(wǎng)絡(luò)專家會議,在嚴(yán)格按照法規(guī)審核、不降低標(biāo)準(zhǔn)、并落實注冊人制度的前提下,用時五個月完成了對浚惠生物“單細胞圖像分析自動分離儀”的審批。最終在2020年的新冠疫情期間,?;萆铽@得首個臨床用途的單細胞自動分離II類醫(yī)療器械注冊證。
單細胞檢測臨床應(yīng)用,四大場景、逐一落地
《Nature》2017年7月曾出版過一期單細胞??渲械木C述文章做出了一個大膽的預(yù)測:十年內(nèi),血液樣品或其他活檢樣品的單細胞檢測將成為常態(tài)。
《Nature》單細胞專刊
目前,單細胞測序還只被廣泛認(rèn)為是科研級技術(shù),離臨床還很遠。但是,?;萆锏膱F隊卻認(rèn)為,臨床應(yīng)用近在咫尺:“液體活檢+單細胞測序進入臨床,是必然可以近期突破的臨床應(yīng)用?!?/span>
看好單細胞測序進入臨床的巨大潛力,以及對?;萆锏陌l(fā)展成長的看好??;萆锏脑缙谕顿Y方,專注醫(yī)療健康領(lǐng)域創(chuàng)業(yè)、孵化的貝殼社的聯(lián)合創(chuàng)始人范志強,2019年底全職加入?;萆铮撠?zé)產(chǎn)品的市場營銷和臨床推廣。
范志強提到,全球已經(jīng)有越來越多的企業(yè),在腫瘤單細胞測序的臨床應(yīng)用上開始發(fā)力:“比如Epic Science的CTC前列腺癌ARV-7伴隨診斷,可以對接單細胞挑取,進行臨床樣本的單細胞測序; 另一家企業(yè),RareCyte則開發(fā)了用于CTC單細胞測序的稀有單細胞自動分離系統(tǒng),并參與了禮來新藥開發(fā)的伴隨診斷??;萆锱c全球走在最前沿的腫瘤單細胞測序企業(yè)在同一起跑線,我們希望?;菁涌彀l(fā)展,可以在全球領(lǐng)跑?!?/span>
浚惠生物本次報證的單細胞分離平臺,是?;萆镩_展單細胞臨床應(yīng)用的重要基礎(chǔ)。僅在輔助診斷方面,根據(jù)尿液、多種體液、血液和宮頸粘液四類不同的樣品,就已經(jīng)形成了這一平臺的四大應(yīng)用場景。
尿液檢測膀胱癌的uro-PET產(chǎn)品已經(jīng)優(yōu)化的比較完善,先對腫瘤細胞進行鑒定分離,隨后再進一步對分離的腫瘤單細胞進行測序。首個膀胱腫瘤細胞檢測使用的配套試劑,也已經(jīng)獲得了相關(guān)注冊證,為后續(xù)多種體液樣本、多種腫瘤單細胞檢測的應(yīng)用,奠定了進入臨床的基礎(chǔ)。
目前膀胱癌的診斷方法主要通過膀胱鏡,有創(chuàng)而且痛苦,依從性差??;萆锏漠a(chǎn)品和臨床上使用膀胱鏡的診斷方法一致性接近90%,未來有機會為更多健康人提供膀胱癌篩查,開啟“滴尿驗癌”新時代。
浚惠生物2020年4月在福建的一個疑難病例的檢測上,范志強從醫(yī)院拿到尿液樣本,交給實驗室進行檢測,很短的時間里,幫助為一位9個月不能確診的患者實現(xiàn)了確診,臨床醫(yī)生對于uro-PET單細胞的應(yīng)用充滿肯定和驚喜;在江蘇省一家醫(yī)院的檢測中,一個月內(nèi)發(fā)現(xiàn)了三例常規(guī)臨床手段未確診,但uro-PET單細胞檢測陽性的病例,其中一例較常規(guī)檢測提前2個月確認(rèn)了癌癥,其他兩例也在持續(xù)隨訪中。“2020年將把浚惠seq-PET系統(tǒng)推廣到更多的醫(yī)院,讓中國原創(chuàng)的新技術(shù)更多的被醫(yī)生和患者接受”,范志強充滿信心。
體液檢測的試劑盒也已經(jīng)完成了體外診斷試劑備案,覆蓋多癌種,主要針對胸水、腹水、腦脊液等樣本,覆蓋包括肺癌、乳腺癌、結(jié)直腸癌、淋巴癌等多癌種的檢測,可以明顯提升細胞病理醫(yī)生鑒別胸水、腹水、腦脊液等體液中腫瘤細胞的靈敏度??;萆锏腜ET-CT類似標(biāo)記物和單細胞圖像分析儀器,不依賴于形態(tài)學(xué)鑒別腫瘤細胞,并且實現(xiàn)檢測流程中的全自動,解決了目前細胞學(xué)檢查中靈敏度有限、專業(yè)人員缺乏的問題,是解決臨床痛點的重要技術(shù)革新。
血液CTC檢測主要用于腫瘤轉(zhuǎn)移的早期監(jiān)測,結(jié)合腫瘤細胞的分子和生物學(xué)特征進行針對性治療和控制,大大減少因腫瘤轉(zhuǎn)移導(dǎo)致的死亡。從閻灼輝的角度看來,多癌種血液CTC單細胞檢測產(chǎn)品的研發(fā)已經(jīng)到了最后階段:“已經(jīng)獲得注冊證的平臺,完全可以盡快應(yīng)用到血液上。我們接下來的主要工作,就是再通過進一步的臨床驗證,完成CTC檢測試劑開發(fā),報證。然后就可以推到臨床階段,為患者服務(wù)了?!?/span>
即將開展的血液CTC單細胞相關(guān)研究,或?qū)⒊蔀槿騿我蛔畲笈R床研究
在血液中的相關(guān)研究也將很快啟動。?;萆镱A(yù)計將在今年內(nèi)將開啟一項入組人數(shù)約100人的預(yù)實驗,來驗證自己的血液檢測產(chǎn)品。100人的試驗規(guī)??赡茉诖蠖鄶?shù)領(lǐng)域都不算大。但是腫瘤CTC單細胞測序領(lǐng)域,已經(jīng)幾乎是目前為止全球最大的臨床試驗規(guī)模了。
?;萆锏膯渭毎\斷平臺,還可以從女性宮頸粘液中捕獲到胎兒單細胞,進行無創(chuàng)產(chǎn)前篩查(NIPT)。目前基于血液的NIPT產(chǎn)品,僅限于幾種染色體遺傳病的檢測。而胎兒單細胞攜帶所有遺傳信息,可以開展數(shù)千種遺傳病的篩查。因此把現(xiàn)有的NIPT提升到單細胞Cell-based NIPT,具有巨大的臨床意義。
除了輔助診斷之外,平臺的價值還將繼續(xù)向新藥研發(fā)與伴隨診斷的方向拓展。
2019年,施奇惠課題組又和另外兩個課題組合作,在《Nature Communications》上發(fā)文,繼續(xù)延伸這一研究成果。新的研究中發(fā)展了一種基于液體活檢的腫瘤單細胞代謝分型的方法,能夠預(yù)測對靶向治療或化療無效或只能短期獲益的患者。
目前,浚惠生物已經(jīng)開始針對肺癌的PD-L1/PD-1藥物,做基于CTC單細胞測序的伴隨診斷和療效監(jiān)測的研究。
對于診斷之后的創(chuàng)新藥療效監(jiān)測、與藥企合作的新型伴隨診斷標(biāo)志物開發(fā)、在美國FDA的注冊申報工作等,?;萆飳饾u提上日程。期望發(fā)揮液體活檢、和單細胞測序的價值,幫助解決更多臨床的難題。
2020世界液體活檢大會落地上海
?;萆镆苍诋a(chǎn)品研發(fā)之外,做了更多國際一流專家的學(xué)術(shù)交流。在團隊的不懈努力下,2020年的國際液體活檢大會被引入中國,落地上海,并很榮幸的成為首個鉆石贊助商。雖然由于疫情的緣故,原定線下的會議被調(diào)整為了線上召開。但這絲毫不影響這一會議的含金量。CTC之父Klaus Pantel教授、MSKCC的Howard Scher 教授, NIPT之父盧煜明教授、陸舜教授、吳一龍教授、湯富酬教授等都已經(jīng)確認(rèn)出席今年的會議。每一位專家都是全球液體活檢領(lǐng)域的巨星?!翱;萆锬軌蛑С诌@樣的全球KOL與中國臨床、科研、產(chǎn)業(yè)界的交流,我們倍感榮耀?!狈吨緩娬f。
2020國際液體活檢大會
“創(chuàng)業(yè)之前,我曾經(jīng)做過一個項目,準(zhǔn)備把一家英國企業(yè)的技術(shù)轉(zhuǎn)移到中國來,然而進展非常不順利,推進中遇到了很多的問題。在那個項目中我就體會到,雖然全球技術(shù)整合是大趨勢,但是根本上的問題在于國內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新和技術(shù)能力的不足,會導(dǎo)致沒辦法把好的理念落實到應(yīng)用當(dāng)中。沒有自主的創(chuàng)新,就不可能整合領(lǐng)先的技術(shù),也得不到國際伙伴的尊重”閻灼輝說。
這也成為了?;萆飳?chuàng)新技術(shù)研究、臨床轉(zhuǎn)化的執(zhí)著。在過去的幾年中,?;萆镆恢痹趯W⒂谧约旱漠a(chǎn)品技術(shù)研發(fā),與臨床和學(xué)術(shù)界進行持續(xù)的溝通,不斷的打磨自己的產(chǎn)品,并最終將成果成功的投入了市場。
在接下來一系列大動作的面前,剛剛完成報證的?;萆锔緛聿患皯c祝。CTC單細胞測序領(lǐng)域,正趕上最好的發(fā)展時機,?;萆?,也正處于把腫瘤單細胞測序平臺seq-PET推入臨床的、最好的發(fā)展?fàn)顟B(tài)。