5毫升血檢測5種癌症?這個中國團隊跟蹤20萬人,提早4年發現癌症!
2020年07月22日17:52

原標題:5毫升血檢測5種癌症?這個中國團隊跟蹤20萬人,提早4年發現癌症!

已經證明了第一步。

“滴血測癌,這個概念被玩壞了,不夠科學。世界上沒有真正意義上的一滴血測癌,一般都是用一管血(5毫升左右),因為一滴血信號太微弱了,檢測靈敏度會下降,漏診一些早期癌症,有的美國公司要抽8管血。”7月22日,鶤遠基因聯合創始人、CEO張江立在接受21新健康記者採訪時介紹說。

而張江立提到的關於一管血測癌的研究,目前有了最新研究成果。7月21日晚間,國際權威期刊《自然·通訊》發表了由複旦大學泰州健康科學研究院陳興棟、金力等學者領銜,與鶤遠基因共同合作的研究成果“Non-invasive early detection of cancer fouryears before conventional diagnosis using a blood test(血液無創檢測可比常規診斷提前四年發現癌症)”。

“複旦大學人類表型組研究院”官方公眾號也同步發佈了這一消息。

上述技術經泰州隊列的研究證明,可以從一管血中發現肺癌、結直腸癌、胃癌、肝癌、食道癌等五種最高發癌症的信號。“理論上,我們同樣可以實現其他腫瘤的早期血液檢測,但是需要更多樣本的研究和驗證,這正是明年我們準備擴大研究計劃的主要目的。”張江立表示。

據瞭解,上述擴大研究和驗證時間還需要1-2年,約投入上億元的研發資金。鶤遠基因在過去5年中已在癌症早篩研究方面投入了數億元的研發經費,才取得在多癌篩查及其他多個單癌篩查的產品研發成果。張江立向21新健康記者表示,後續還需要投入更多資金到進一步的臨床驗證和產品註冊中。“我們也打算在科創板上市,以便獲得更多資金來支援產品開發和註冊,加快推動臨床應用進程。”

01 5毫升血測5種癌

據瞭解,上述研究中,科研人員對囊括近20萬社區人群的泰州隊列部分血液樣本進行了長期、系統的癌症早期檢測研究,利用鶤遠基因原創研發的ctDNA甲基化多癌篩查技術PanSeer®方法,在泰州隊列血樣中實現了比臨床診斷提前4年發現微量腫瘤甲基化信號。

研究結果顯示:對於結直腸癌、食管癌、肝癌、肺癌和胃癌等5種常見惡性腫瘤,在達到現有臨床確診金標準之前,甚至在病人出現自覺症狀前,早期癌症信號微量腫瘤甲基化就已存在於血液循環之中,並可以無創檢測出來。

泰州隊列由複旦大學於2007年開始牽頭建設,已成為世界領先的單一地區人群隊列,擁有包括20萬人、近200萬份生物樣本和PB級數據庫的高質量隊列資源。

研究團隊通過系統的隊列隨訪,長期跟蹤隊列人群各種重大慢性病的發生情況,並且在無症狀人群中於多個時間節點跟蹤採集了150餘萬份各類生物樣本長期保存。此次發表的研究成果,納入了191個在采樣時間點1-4年後確診腫瘤的病人血液樣本,和223個在當地醫院確診後採集的腫瘤病人血樣,並遵循嚴格的1:1匹配原則,選取了414個隨訪超過10年的非癌症病人樣本作為對照人群。

鶤遠基因目前擁有上海和聖地亞哥兩個研發中心,七十餘位高學曆人員的研發團隊,國際和國內專利數十項。研究人員基於ctDNA甲基化特質設計了一套機器學習方法PanSeer®,在訓練集中的特異性為94.7%,對確診後採集的病人樣本以及確診前採集樣本的敏感性分別達到88%和91%。在一個獨立的測試樣本集中,該研究團隊在207個健康對照樣本重現96%特異性的前提下,在113個確診後採集的病人樣本上達到了88%的敏感性。此外,在98名確診前1-4年採集的樣本中也達到了95%的檢測敏感性。

“我們的PanSeer多癌早篩技術具有全球獨立知識產權。其實早在2007年,我們的科學家團隊,張鶤教授和高遠教授,就已經在世界上首次完成了全基因組甲基化靶向測序,並在2014年由張鶤教授證明了技術原型,可以通過血液檢測發現早期癌症,同時對癌症做器官溯源。”張江立進一步介紹說。

上述研究共同通訊作者、鶤遠基因公司聯合創始人兼首席技術官劉蕊博士認為,該研究在技術上的最大突破,是利用半靶向PCR技術構建血漿遊離DNA靶向測序文庫的方法,大幅度提高甲基化靶點的富集效率,解決了早期癌症患者血漿中ctDNA稀少、常規方法DNA丟失率高、檢測靈敏度受限等問題。

“機器學習技術廣泛應用於大數據處理中,是利用成百上千個基因組區域進行綜合評分,所以要特別注意過擬合的情況。PanSeer®分析通過層層質控篩選,最終綜合評估477個基因組區域的10,613個CpG位點,高深度測序,單分子標記去除雜音,從而獲得較高的分析準確性。未來,如對PanSeer®多癌篩查技術進一步優化,增加癌種,結合多組學靶標,進行擴大樣本的前瞻性多中心研究,有望讓該技術更加成熟、更早投入實際應用。”劉蕊介紹說。

02 癌症早發現早干預

在業界看來,上述研究成果是我國多癌種早篩技術取得的重大突破,也是全球首次泛癌種早篩技術在大型自然人群隊列中得到嚴格驗證。

當前,惡性腫瘤的發病率和死亡率逐年上升,已成為全球人類主要的疾病負擔之一。與早期腫瘤相比,晚期腫瘤由於不能通過手術切除,缺乏有效的治療方案,平均5年生存率僅為26%,而早期腫瘤患者的5年生存率可達91%。因此,實現腫瘤的“早發現”,可幫助患者贏得治療時間,有效提高治癒率。

但是,要對早期腫瘤檢測和篩查進行驗證和研究,不僅僅需要高效、靈敏的技術,更關鍵的是需要對腫瘤患者在確診前即進行血液和生物樣本采樣。這就決定了,基於已有的腫瘤醫院確診病例樣本庫,無法嚴格證明一個新的早期篩查技術能否真的實現早期檢測癌症。因此,一個大型、長期開展科研活動的健康人群隊列能更好地支撐科學家們的探索活動。

上述研究通訊作者、中科院院士、複旦大學泰州健康科學研究院院長金力教授表示,在精準醫學和大數據時代的今天,大型人群隊列研究成為生物醫學研究的主要支撐平台之一。“此次利用PanSeer®技術和泰州隊列資源合作進行的研究,至少證明癌症早期篩查可以通過無創血液檢測完成,便於對無症狀癌症易感人群的‘早發現’,繼而‘早干預’,具有十分重要的應用價值。”

研究第一作者、複旦大學泰州健康科學研究院和人類表型組研究院陳興棟研究員指出,開髮針對高風險人群或社區人群的癌症早期篩選檢測,成本是確保檢測可用性和受眾依從性的關鍵因素。目前,國外一些類似多癌早期篩查研究的檢測方法成本很高,而此次研究採用的我國原創技術PanSeer®,是為癌症早篩特定開發,僅檢測目標明確、數量有限的基因組區域的甲基化異常,從單管血液中取樣少量DNA即可,具備了作為潛在一線癌症早篩手段的有效性和經濟性。

“癌症在通過影像學或手術發現/切除前,通常都有長達5-10年的潛伏期。在這個階段,腫瘤的體積還很小,難以被現有的常規診斷方法發現。但在血液中,已經可以發現其早期或癌前病變的微弱信號。我們技術的特點是靈敏度特別高,可以捕獲這些極其微量的信號,並且降低背景噪音,從而發現早期癌症。”張江立介紹說。

03 被玩壞了的“滴血測癌”

血液測癌一直備受關注,此前也有流傳著一些讓人振奮的“滴血測癌”的消息。

2019年,“女版喬布斯”伊麗莎白·霍爾姆斯的“滴血測癌”騙局被揭穿,震驚世界。但“滴血測癌”消息並未絕於世,此後不久,《日經亞洲評論》6月9日報導,日本東麗公司(TORAY)也在尋求“滴血測癌”技術快速過審。

據報導,上述技術系使用東麗公司研發的基因解析芯片,通過檢測癌症患者體內濃度異常的microRNA(小分子核糖核酸),從而在早期檢測出癌症。相關報導稱,只需50μL血液(相當於一滴)便可一次性測出多種癌症。

21新健康記者也向東麗公司日本本部進行諮詢,併發去採訪問題。東麗公司獨家回覆稱,上述新聞機構發佈的消息並非來源於日本東麗,對相關信息也無可奉告,包括研究進展。

實際上,幾年前在中國也有關於清華大學滴血測癌的報導,但相關研究團隊很快進行了闢謠,稱該研究系誤讀。

“滴血測癌的這個概念被玩壞了,從目前看,世界沒有真正意義上的滴血測癌,一般都是用一管血(5毫升左右),因為一滴血信號太微弱了,檢測靈敏度會下降,漏診一些早期的癌症。尤其是早期癌症本身信號就非常微弱,這也要求技術的靈敏度特別高。”張江立向21新健康記者表示。

據介紹,目前市場上已經上市的主要是單癌早篩產品,以腸癌居多,也有肝癌的。多癌早篩的技術難度特別高,當前在全世界範圍內有公開報導的,包括前面提到的日本東麗公司和鶤遠基因在內,僅有四家(另兩家為美國企業)。其中僅有鶤遠基因的技術經過了大樣本健康隊列的驗證,其檢測靈敏度和特異性數據也是目前已知報導內最高的。

“關於上述日本企業的研究,我們目前沒有看到有論文及相關研究公開資料,美國的兩家企業都有相關研究發佈,今年也有相關論文發表。”張江立介紹說,目前血液測多種癌症的技術還沒達到臨床要求。

“多癌檢測被認為是皇冠上的明珠,技術難度很大,但意義也很大。難度,一是上面提到的腫瘤早期信號在血液中非常微弱,所以要求檢測靈敏度很高;另一個則是要需要區分不同癌症信號,確定是某個具體的癌症,才可以進一步臨床確診和有效干預治療。”張江立稱,只有“靈敏度高、溯源腫瘤”兩個功能同時實現,多癌篩查才是有臨床價值的。

據瞭解,目前鶤遠基因已經實現第一步,第二步的技術原型也已經實現,但還需要用更多樣本去證明。

“我們也在進行常見腫瘤的單癌早篩研究開發,其中腸癌、肺癌等項目已經完成研發,正在中美同時進行臨床註冊,預計不久即將推向市場。但這些商業化轉化還需要一定時間,目前我們都是靠投資者的資金來支援。”張江立認為,科創板的推出對於中國生物醫藥發展將起著很大的作用,未來鶤遠基因也將在科創板申請上市,以獲得更多資金來支援進一步的研發,註冊和商業化應用。

(作者:朱萍 編輯:李欣夷,徐旭)

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