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液体活检:新一代癌症早筛手段

来源:药明康德 2020-01-20 12:19

 

Kathy Lim怀孕11周,一次例行的血液样本检查显示,她体内存在多个DNA片段异常。进一步分析发现,这些异常并非来自胎儿,而是来自于她自身的白细胞——两年半前被她战胜的滤泡性淋巴瘤的癌细胞,已悄然卷土重来。在众多癌症患者中,Kathy是幸运的。一次阴差阳错的检查,帮助她在疾病复发的早期就发现了癌细胞的存在。如今,一种新兴诊断理念——液体活检,有望让这种幸运变成一种常态。

在血液中寻找癌症“信号”

“我认为这是医学界最了不起的想法,需求无处不在。”当被问及加入液体活检领域明星企业GRAIL的初衷时,拥有三十余年成功而传奇经历的行业老兵Hans Bishop先生仍满心激动。

液体活检,是一种根据人体各种体液中的生物标志物进行的体外诊断技术。与传统组织活检等诊断方式相比,它具有无创、标本易得、可实时重复检测、克服异质性等优势,被认为是最可靠的个体化诊断手段之一。

尽早诊断癌症,从而在癌症初期就开始干预或治疗,是提高癌症患者生存率的重要手段。然而,目前对很多癌症类型的早筛和诊断仍存在多处空白。“癌症出现晚和被诊断晚的问题是普遍的。”正是看到这个领域未竟的医疗需求,GRAIL应运而生,致力于利用液体活检技术,开发新一代癌症早筛手段。

在Hans Bishop先生看来,通过在血液等体液中寻找信号在症状出现前就实现癌症的早诊断早治疗是医学界近两年来最具潜力的想法,“根据模型模拟的结果,开发一款成功的癌症早期筛查,让它能够广泛在美国50岁以上的人群中使用,它能够减少的癌症患者死亡人数,相当于目前所有癌症疗法的总和!”他期待在这方面有所作为。

多管齐下实现“大海里捞针”

液体活检前景听上去十分诱人,但实现起来却不容易。“我们观察血液中的游离DNA(cfDNA),并使用一种复杂算法来确定该DNA是否是来自于癌细胞。”正如Hans Bishop先生在论坛上介绍的,所有细胞,包括癌细胞,死亡时都会将它们的DNA释放到血液中,通过对这些cfDNA的分析,有望在早期阶段探寻到癌症的踪迹。

但是在血液中,源于癌细胞的游离DNA可能只占所有游离DNA的0.1%,甚至更少。发现属于癌细胞的DNA片段无异于大海捞针。“我们整合很多不同的学科,集成大数据、机器学习、技术技能与生物学、医学、工程学等等。”在Hans Bishop先生看来,全球领先的前沿技术为GRAIL提高了“捞到针”的机会。

GRAIL公司致力于综合下一代基因测序(NGS)技术,尖端计算机科学和数据科学,以及大型临床研究,开发早期诊断癌症的液体活检手段。通过从患者血液中提取cfDNA,然后对cfDNA甲基化状态的分析,来发现癌症的存在及其组织来源。最新试验数据表明,该公司开发的多癌种液体活检技术,能够以99.4%的特异性(相当于0.6%的假阳性)发现癌症的存在。

“我们已经可以出检测20种癌症,占所有恶性肿瘤的95%,并且其中90%的测试能准确预测出癌症组织的来源。”这20种癌症包括:HR阴性乳腺癌、结直肠癌、胃癌、头颈癌、肺癌、肝癌、多发性骨髓瘤、卵巢癌、淋巴瘤、胰腺癌等。

目前,这一检测手段已获得美国FDA授予的突破性医疗器械认定。无论对于全球癌症早筛领域还是GRAIL公司,都称得上是一个里程碑事件。“我们正在努力实现所有癌症的发现”。

改变癌症死亡率的轨迹

成立三年半来,GRAIL正以令人欣喜的进步和成果,为医生和病患带来更多价值。然而,对Hans Bishop先生而言,这只是刚刚开始,“如果你真的能在更早的时候诊断出这些癌症,这将开启一个全新的医学研究领域。”

拓展针对早期癌症的药物开发是液体活检技术应用的一个方面。Hans Bishop先生以早期胰腺癌的药物开发举例,“如果你今天想开展胰腺癌的1期临床试验,几乎不可能完成患者注册。” 胰腺癌是一种病程短、进展快、恶化程度高的消化道恶性肿瘤,5年生存率只有5%至10%,一般发现即晚期,也被称为“癌中之王”。

因此,如果在今天想要进行早期胰腺癌的药物开发,在逻辑上很难实现,因为疾病进展太快,大部分胰腺癌患者在发现后的半年内死亡,找不到足够的患者参加临床试验。但液体活检有望改变这个困境,因为只需要微弱的信号,液体活检就会做出反应,为胰腺癌的早期诊断治疗甚至是药物开发带来帮助。

除此之外,cfDNA还能告诉我们肿瘤的致命性和非致命性,“这将改变我们对病人进行细分和干预的方式。” Hans Bishop先生认为这也是我们了解疾病的窗口,只有更了解疾病,才能有更多的机会来打败它。“GRAIL的存在是为了减少死于癌症的患者人数”。

展望未来,Hans Bishop先生提出了一个极具潜力的应用场景:让这项技术成为年度常规体检的一部分,只用一、两管血,就可以像检测胆固醇一样筛检癌症。“有7000万美国人,他们每年至少看一次医生,寻求某种形式的预防建议。如果有一种好的方法可以及早发现癌症,并加入到健康体检中,那将是一项很好的业务。”

正如Melinda Richter女士所说,世界不仅需要治疗疾病的方法,更需要诊断和筛查手段提早截击疾病。让我们期待,在不远的将来通过简单的血检就能发现癌症的蛛丝马迹,为全球病患带来更及时、更有针对性的诊疗方案。(生物谷Bioon.com)

 

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