人物

首页 - 全部文章 - 人物 - 测序百家丨求臻医学创始人周启明:技术变革推动肿瘤基因检测创新发展

测序百家丨求臻医学创始人周启明:技术变革推动肿瘤基因检测创新发展

仅用半年时间就成功申报9项核心技术专利,获批37项软件著作权,并完成生物信息学核心算法开发及上线,求臻医学在原创自主研发技术上已经取得了丰硕的成果。得益于在二代测序(NGS)等领域积累的技术内核吸引力,求臻医学在近期召开的“2018中国创业武林大会”上,获得了“2018年最具投资价值50强”的荣誉。其立足科技创新,以技术范为特色的核心团队也颇受资本青睐。

为给客户提供深入、全面、可靠的医学服务,公司技术团队摸索出一套更适合临床需求的技术流程。求臻医学正朝着不断拓宽NGS等现代分子生物学技术应用范围的方向发展,着力于满足肿瘤基因检测领域当前和未来的发展需求。求臻医学如何凭借技术优势,在竞争激烈的肿瘤基因检测行业中脱颖而出?近日,测序中国记者就这一问题采访了求臻医学创始人、总裁周启明研究员。以下为采访实录。

技术创新满足差异化服务需求

测序中国:随着肿瘤基因检测市场需求的快速增长,对应的分子检测技术也迎来了高速发展时期。求臻医学先后与国内外顶尖的科研院所与医疗机构建立了长期的战略合作伙伴关系。为此,公司做了哪些技术转化工作用于NGS检测流程的革新?

周启明:我们公司拥有多项原创自主研发技术,在技术转化方面,主要做了两方面努力。

微量样本文库构建一体化流程

基因检测常常面临时间有限和样本稀有的问题,由于临床获取肿瘤组织困难,部分临床检测样本不仅数量少,而且样本质量也参差不齐。求臻医学已成功将建库试剂盒的核酸需求量降低到几纳克的水平,以更好地满足临床检测的实际需求。我们采用的建库方法及试剂能够实现片段化和末段修复的一步化操作,为整个建库方法节省了文库富集步骤,减少了多步纯化带来的DNA损失。此外,针对低质量的福尔马林固定的石蜡包埋组织,我们在建库时加入独特的分子标签(UMI),实现了低频突变的精确检出。在此基础上,公司技术团队针对不同的应用场景,改进文库纯化技术,譬如,通过向体系中加入碱性磷酸酶去除多余的dNTP,可避免纯化过程稀有突变的损失,进一步提高检测灵敏度。不仅如此,我们研发的文库制备方法可以将从同一样本提取的DNA和RNA产物纳入统一的工作流中,两者合并形成可测序的文库。这样不仅省去了建库后续不同样本类型操作时的冗余流程,还避免了实验操作过程中的误差,保证了实验的一致性。

样本追踪参考节点法(Sample Tracking Unique Reference Node, Saturn法)

NGS检测在取样、实验操作等环节中,容易出现样本混淆、同一来源样本配对错误的情况。为了避免此类现象的发生,求臻医学技术团队在工作流程中设置了多个参考节点来做质控,用于样本的实时追踪与溯源。针对真实世界样本情况,公司技术团队分别在样本收集后、靶向捕获前等过程中设立多个参考节点,采用扩增子以及杂交捕获等不同方式,实现对样本配对的实时监控。同时,样本追踪参考节点法还可通过打包的方式并入现有的NGS多基因Panel的检测流程中,适配低起始量及不同类型的样本。由于能与多基因Panel的捕获流程一同进行,因此,样本追踪的方式不仅可以用来对样本来源进行鉴定与管理,还能节约时间和人力成本,真正实现对真实样本的全流程追踪。

测序中国:目前已有的肿瘤基因测序平台已趋于成熟稳定,市场同质化现象已见端倪。求臻医学除在技术环节有所革新外,还通过哪些方式为客户提供差异化服务?

周启明:求臻医学针对临床需求,聚焦生物信息的高级分析与遗传咨询的个性化解读,并通过在这些领域的独到优势来体现差异化服务。我们的生物信息团队由国内外知名专家领军,已与国际顶尖水平接轨,可以针对不同组学数据进行深度定制化计算及处理,并由专业的遗传咨询师及肿瘤医生团队分析遗传信息、给出个性化治疗建议,为患者用药选择、合理用药、辅助治疗保驾护航。

快速、高性能一体化多组学数据分析软件研发

求臻医学开发了轻量级组学数据自动化分析软件(LIAS),能够快速、高性能一体化多组学数据分析。与其他分析软件不同的是,LIAS无中间IO的工作流软件,底层语言为C++,可以同时提供基因、蛋白、代谢层面的大数据分析,进一步提高临床决策的效率和早期诊断筛查的精确度。除了依托现有的病例信息数据库外,公司研发的多组学数据分析软件还能够与当下医疗新技术有机融合,在分析基因测序和其他新型检测结果的同时,对病人的后续诊疗做出预判。将样本流动、数据分析、过程质控等过程有机串联集成起来,可以达到实验室全套管理的目的。求臻医学的整套体系具有优越的灵活性和可塑性,包括实验室多套设备的集成管理、多组学的串联、高效模块定义及多应用的适配等。

基于人工智能的医学文献检索及智能迭代的遗传咨询库研发

求臻医学开发了基于人工智能的文献检索系统,实现了情报文献全程追踪、遗传咨询库的实时更新。这种曾经耗时耗力,甚至需要专业团队的工作,现在只要基于人工智能的检索系统就能够实时更新,为客户提供全新的解读服务和体验。

新分子标志物解锁免疫治疗检测应用的新篇章

为更好地预测免疫治疗获益程度,求臻医学还开发了包括TMB在内的多种免疫相关的分子标志物计算方法。我们的生物信息专家团队所开发的算法实现通过一次检测,精确评估TMB、MSI、HLA等多项指标,获得全面的分析结果。再结合回归模型及贝叶斯模型等方法,我们也可以对大量新分子标志物位点进行评估,更好地指导免疫治疗。

肿瘤NGS检测大Panel是开发热点

测序中国:随着国内多款肿瘤NGS检测试剂盒及两款免疫治疗药物的获批,您能否对我国肿瘤NGS检测的未来发展方向进行预测?

周启明:我国患癌人口数量庞大,2015年全国癌症新发病例已超过400万例,如何诊断和治疗肿瘤是一个紧迫的现实问题。随着肿瘤的诊治进入精准医疗时代,靶向治疗和免疫治疗已经在临床上有了深入的研究应用。国内多款肿瘤NGS检测试剂盒及两款免疫治疗药物的获批,将大大推动靶向治疗和免疫治疗在我国临床上的应用。免疫治疗已经成为肿瘤治疗领域的“未来之星”,现有6种PD-1/PD-L1抑制剂在FDA获批,适应症覆盖12种实体瘤。今年百时美施贵宝的纳武利尤单抗及默沙东的帕博丽珠单抗在中国已相继上市,并且还有数十家国内企业的免疫检查点抑制剂在未来一段时间内即将上市,势必大大推动免疫治疗在我国的发展。

肿瘤NGS试剂盒可通过高通量测序技术进行大规模多基因、多位点、多突变类型的检测,给患者提示更多用药和预后的信息。但目前国内获批的肿瘤NGS试剂盒,涵盖基因数目非常有限,且只针对非小细胞肺癌的部分药物提供用药指导,虽然可以解决一定的临床问题,但远不能满足现阶段及将来的临床需求——譬如对于免疫治疗,多需要依据WES或者数百个基因的大Panel所计算的TMB结果来指导用药。从过去两年的经验来看,FDA批准肿瘤伴随诊断试剂盒的发展路径遵循从单个基因到少数多个基因再到数百基因的大Panel的趋势。就在今年,全美的晚期肿瘤患者的大Panel肿瘤基因检测已实现医保覆盖。未来,国内肿瘤NGS检测在满足单癌种靶向治疗需求的同时,也应紧紧贴合泛癌种检测及免疫治疗发展的市场需要。由于使用NGS大Panel来检测新的肿瘤生物标志物会获得更好的收益,NGS大Panel将在肿瘤基因检测领域大有作为。

肿瘤NGS大Panel相关产品将会是今后数年内肿瘤NGS试剂盒开发的热点。但由于肿瘤发生发展的机制十分复杂,涉及基因突变、基因融合、转录调控、表观调控等诸多方面,从更为长远的角度看,未来肿瘤NGS基因检测将覆盖基因组学、表观基因组学、转录组学等多个维度,通过全方位分析,全面揭示肿瘤发生发展、复发转移和耐药的分子机制。

坚持多平台多组学协同发展

测序中国:求臻医学致力于肿瘤医学全产业领域的布局,在肿瘤基因检测综合分析方面有何进展?未来有怎样的长远布局?

周启明:求臻医学将从多组学的角度整合多平台的技术特点,结合两种或两种以上组学研究方法对生物样本进行系统研,如基因组、转录组、蛋白组或代谢组。同时将各组学的数据加以整合分析并深入挖掘生物学数据。

多平台多组学联动协同发展

我们坚信,每种检测平台都有适合自己的应用场景和应用领域。求臻医学不仅着眼于NGS平台的发展,同时还努力挖掘qPCR、dPCR和质谱平台的技术潜力及优势。我们与国内外顶级科研机构合作,将非天然的类寡核苷酸衍生物应用于临床检测。在引物或探针部分位点引入非标准核苷酸碱基,改变引物或探针与模板的结合能力或其它性质,由此设计出新的检测方案用于检测珍贵样本。如以锁核酸(LNA)作为探针,可扩大野生型与突变型之间Tm值的差异,从而更为精准地检测突变;由于PCR反应使用普通Taq酶无法水解5’端为肽核酸(PNA)的探针,如果将PNA寡核苷酸设计为探针,就可制定更为精巧的实验方案,不仅能检测多种突变,还具有更高的灵敏度。基于以上这些技术,求臻医学已申报了国家多项发明专利。此外,为实现更复杂的检测,我们正在研发基于非天然核酸类似物的其它产品,尤其是便于设计多重检测,一次检测多个指标的产品,可在稀有或珍贵样本检测中可体现出更大的优势。

未来,求臻医学将始终坚持延伸NGS技术的应用场景,将单一的基因组学研究扩展到多组学领域,以临床需求为中心,设计开发贯穿肿瘤全过程管理的解决方案,基于各个细分瘤种推出独特创新、更贴近临床现实需求的差异化肿瘤检测产品。通过以NGS大Panel为主,联合包括基因组、转录组、蛋白组、表观组、人体微生物宏基因组在内的多组学检测,从肿瘤的诊治出发向预后监测和早筛延伸,最终形成肿瘤全景检测的整体解决方案,为患者争取最大获益。

(1)

本文由 测序中国 作者:陈初夏 发表,转载请注明来源!

热评文章