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瞬间冒出一帮巨额融资的液体活检公司!癌症检测要被颠覆?

2015/12/13 来源:奇点网
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导读
不管是哪个患者,一听到“活检”二字,心里总会很有压力。因为这个词出现最多的场景是癌症的诊断。顾名思义,“活检”就是从患者身体上取一部分细胞或者组织,做全面深入的检查,最终确定病情。


不管是哪个患者,一听到“活检”二字,心里总会很有压力。因为这个词出现最多的场景是癌症的诊断。顾名思义,“活检”就是从患者身体上取一部分细胞或者组织,做全面深入的检查,最终确定病情。

实际上,活检已经伴随人类近1000年了。据记载,活检最早是阿拉伯医生Abulcasis(1013-1107)发明的。活检的好处是,允许医生从病灶组织学结构对病情做出判断。当然,随着近几年测序技术的发展,医生还可以给患者组织测序,进而做出更加精确的诊疗。

但是,随着对肿瘤研究的深入,科学家发现在癌症的诊疗中组织活检有一定的局限性。第一,癌症有异质性,对于已经发生转移的癌症患者而言,仅仅取某个部位的癌组织,并不能反映患者整体的情况,但是,对所有的癌组织都取样又不好操作;第二,有些患者自身的情况决定了他不适合组织活检;第三,有些肿瘤在受到手术的扰动之后,有加速转移的风险;第四,即使所有的条件都适宜,组织活检的滞后性对患者的治疗也是不利的。

直到体液活检的出现,上面的问题不仅得到了解决,而且癌症的诊断时间还被提前。这也是《麻省理工大学科技评论》将体液活检评选为“2015十大突破”的原因。

体液活检就是通过血液或者尿液等对癌症等疾病做出诊断。本文主要讨论体液活检在癌症诊疗中的应用。目前对体液活检检测内容主要包括检测血液中游离的循环肿瘤细胞(CTCs)、肿瘤DNA(ctDNA)、循环RNA(Circulating RNA)和外泌体(携带有细胞来源相关的多种蛋白质、脂类、DNA、RNA等)。其中ctDNA、RNA和外泌体是肿瘤自身分泌,或者肿瘤细胞死亡时释放的物质。


上述四种物质均可进入肿瘤内部生长的血管,最终实现在全身循环。这是医生可以通过静脉血检测这些物质存在的理论基础。

据摩根大通预测,癌症的体液活检是一个千亿美元级的大市场。所以有众多公司纷纷加入体液活检的队列,例如上个月获得8000万美元融资成立的Codiak BioSciences,竟是以今年6月份在《自然》杂志上发表的研究成果为基础建立的。新技术转化速度让人咋舌,Codiak首轮融资的额度也反应出资本对体液活检领域的青睐。

专注于CTCs和ctDNA的Biocept

2014年上市的Biocept主要从事于肺癌、结直肠癌、胃癌、乳腺癌和黑色素瘤的诊断与指导治疗。Biocept依托自身的技术平台,分析血液中的CTCs,以及CTCs和血液中的DNA,对患者的癌症做全面、实时、精准的评估,为医生的治疗提供指导性意见。

CTCs在患者的血液中的含量实际上是极低的,大约每100万个血细胞(约1ml血液)中才混杂着1个肿瘤细胞。因此从血液中捕获CTCs技术难度极高。这一技术跟免疫治疗原理十分类似,依靠具有癌细胞特异性的抗体识别癌细胞表面的抗原,从而达到捕获癌细胞的目的。

目前的研究认为,通过分析患者血液中CTCs的数量变化,可以判断患者癌症的进展程度,以及患者对治疗的响应情况。目前专注于CTCs诊断的公司还有Janssen Diagnostics,Qiagen,Epic Sciences,CytoTrack等。

通过ctDNA分析患者癌症的基本情况是近些来依托基因测序技术发展起来的检测手段。ctDNA是癌细胞死亡时产生的DNA碎片,携带了大量癌细胞的信息,因此通过分析血液ctDNA,可以了解患者癌细胞的突变情况。这些突变的信息能够反映患者体内癌症的进展情况,以及可以为患者选择合适的治疗药物。

实际上,ctDNA吸引大众眼球的另一个主要原因是,它有可能做到在临床症状出现之前,判断一个人是否患有癌症。换句话说,ctDNA检测吸引人的地方在于,它有可能成为一种“早发现”的技术手段。由于在癌症的早期,死亡破裂的癌细胞较少,所以对检测手段的精度要求极高。目前,包括产前诊断之父、香港中文大学教授卢煜明在内的多个团队在内,都在全力研究这种革命性的检测手段。

ctDNA检测的研究历程也是十分曲折的。1948年首次在人体血液中发现DNA和RNA是ctDNA检测的最初源头;紧接着是1973年发现疾病患者血液中的DNA水平要高于正常人,这就意味着可以通过血液中简单的DNA分析可以做初步的疾病筛查;直到2013年研究人员开发出灵敏度极高的基因检测技术,使检测血液中微量DNA的突变成为可能,至此依托于基因检测的体液活检才成为了现实。

目前专注于ctDNA检测的体液活检公司还有Genomic Health,Guardant Health,Personal Genome Diagnostics和Pathway Genomics等。

体液活检黑马Codiak BioSciences

当我看到Codiak BioSciences于11月17日宣布成立时,我心中不得不暗暗惊叹,“Codiak实在是太牛了!时隔半年就实现了技术转化。” Codiak的科学创始人、安德森癌症中心癌生物学主任Raghu Kalluri于6月24日在《自然》上刊文称,胰腺癌癌细胞外泌体(exosomes)中包含的一种蛋白有可能可以作为一种非侵入性诊断和筛查处于适合手术治疗阶段的早期胰腺癌。

据Kalluri介绍,基于外泌体的胰腺癌检测手段特异性和敏感性非常高,更重要的是它可以将慢性胰腺炎与早期或晚期胰腺癌区分开来。素有“癌症之王”的胰腺癌,一直是个让人闻风丧胆的疾病。Kalluri团队这一发现,无疑是一个巨大利好消息。难怪Codiak在成立之初便能够获得高达8000万美元的融资。

那么外泌体是个啥玩意?就是上图中大细胞分泌的或者破裂之后产生的小泡泡。如果你有摇晃比较粘稠的液体的经历,肯定就对外泌体不陌生。瓶装的粘稠液体(比如蜂蜜),长时间静置之后,在瓶子的上方会空出一个巨大的空间。这就是个“大细胞”,如果你剧烈晃动,在蜂蜜里面就会形成很多小泡泡,这就是“外泌体”。

由于外泌体如此的小,直径只有几十纳米,研究人员在1981年才注意到这小家伙的存在,直到1987年它才有自己的名字“exosomes”。近年来外泌体的研究在癌症领域大放异彩,它之所以能够作为癌症的诊断工具,是因为外泌体中携带着癌细胞的DNA、RNA和蛋白质等信息,通过分析外泌体可以直接获得癌细胞的基本信息。据Kalluri介绍,外泌体的另一个优点在于,与CTCs相比,外泌体的采集不需要大量的血液(还记得每毫升血液里面大约只有1个肿瘤细胞么);而且研究表明,即使在冷库里保存30年的血液,也可以用于分离和检测外泌体。

目前还有Exosome Diagnostics和Exosome Sciences在开展外泌体的研究。

关于RNA技术在体液活检中的应用,本文就不再赘述了,我们前期的文章“暗科技:这家公司绝对会刷新你对基因检测的认识”一文,就介绍了这样一家公司Cofactor Genomics。

最后想说的是,尽管体液活检的前景很诱人,但是看上去回报越高的领域,风险也是很高的。各种疾病检测诊断的方法研发经费非常高,达到甚至超过药物研发的经费。据MIT商业评论报道,Foundation Medicine为了开发体液活检已经花掉了近2亿美元,现在仍在以每季度数百万美元的速度消耗着投资人的资金。

尤其是2013年美国最高法院规定基因作为一种自然存在的事物,不能被申请专利。现在这一规定已经延伸到了体液活检。这就意味着Codiak发现的诊断胰腺癌的蛋白不不受专利保护,其他的企业和个人也可以通过其他的方式检测这种蛋白。

巨额的投入,加上研发的风险,最后是失去了专利的保护,给企业提出了更高的要求。毕竟这个时候,只有研发出最有效的检测手段,才能让自己成为行业的佼佼者。

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