早筛、早诊、早治,被公认为是降低癌症发病率和死亡率的有效手段。
与传统检测方案相比,肿瘤基因检测方案已经表现出了多个方面的优势。基因检测包括组织活检和液体活检两大类,其中对肿瘤早诊最有效的方法则是液体活检 —— 肿瘤无创诊断技术。
与组织活检不同,液体活检能够实时实现对肿瘤组织的实时动态检测、克服肿瘤异质性并提供全面检测信息。大量研究显示液体活检生物标志物具有改变肿瘤诊疗范式的潜力,具有极高临床应用和市场价值。并于 2015 年入选 MIT 科技评论(MIT Technology Review)“年度十大突破性技术” 之一。
据 BCC Research 和 L.E.K Consulting 统计,2019 年全球液体活检规模约为 113 亿美元,到 2023 年,全球液体活检市场空间有望达到约 240 亿美元,年复合增长率约为 20.5%。液体活检及肿瘤早筛是未来潜在市场空间巨大的细分医疗赛道。
默克集团是该赛道的领跑者之一,这是一家有着 350 多年历史的全球领先的科技公司,专注于医药健康、生命科学以及电子科技三大领域。其中在生命科学业务领域,默克通过与客户和行业开展合作,解决生命科学领域的难题,还能够为体外诊断制造商提供从概念到临床阶段的原材料、技术支持和服务。
默克在临床生物标志物伴随诊断领域的全球策略, 临床应用现状和趋势展望如何?未来,液体活检技术会有哪些机遇和挑战?
近日,生辉独家专访了德国默克临床生物标志物和伴随诊断全球负责人 Jürgen Scheuenpflug 博士,他针对这些问题从多方面一一作答。
图 | 德国默克临床生物标志物和伴随诊断全球负责人 Jürgen Scheuenpflug(来源:受访者提供)
Jürgen Scheuenpflug 博士现在默克德国达姆施塔特总部工作,现任默克临床生物标记物和伴随诊断全球负责人,默克医药健康保健精准医学指导委员会主席。他在个性化医疗领域拥有近 20 年从业经验,曾负责领导德国柏林联邦风险评估研究所授予资助的项目。
“重点关注精准医学驱动的临床生物标记物和伴随诊断”
生辉:在您看来,在全球精准医学蓬勃发展的时代,目前伴随诊断还存在哪些挑战?
Jürgen:对于全球制药公司,在全球范围内,各地的伴随诊断(CDx)开发都不尽相同,相应也必须面对多样化的监管环境。
在美国,很早之前就有了伴随诊断的相关政策,但在美国之外一下国家和地区,CDx 的发展仍然处在日趋成熟的过程。此外,除了有不同的监管要求,同时不同国家和地区对所提交 CDx 审评材料的判断和评估方式也各不相同。
由于治疗和检测模式在不断发展更新,使得证明检测性能和临床效用的相关性变得困难,这是 CDx 面临的挑战。
一方面,监管是一个重要的考量,另一方面就是价值评估。比如说,创新生物标志物检测的临床使用价值如何?如何定义和评估检测价值?该系统如何与医药报销相关联(提供可行性解决方案对于诊断公司的合作伙伴很重要)?如何真正扩大对接全球医疗系统?
不仅仅着眼于临床生物标志物检测的短期利益,而且还要着眼于为全球医疗系统增加收益、降低风险的长期价值甚至更可持续发展的价值。
生辉:默克解决这些挑战的策略是什么?
Jürgen:我们的策略是重点关注伴随诊断的生物标志物平台,大体可以分为两个方面:
一是,经典的组织病理学平台以及与免疫治疗相关的免疫表型分析平台;
二是,基因检测平台,我们专注于推动 NGS 测序技术组织和液体活检领域(血液,尿液等)的应用。
(来源:受访者提供)
此外, 我们认为在跨医疗领域,开展相关教育也很重要,比如说,讲解临床生物标志物检测是如何主导并改善个性化治疗,从而为医疗系统带来长期利益。同时使用诸如真实世界组学 (Real world Omics) 等更具创新性的方法,并围绕这些创新数据建立全球和 / 或区域合作伙伴关系。
默克有其制定的企业责任计划,其中精准医疗是其中一个关键组成部分,因为我们认为,我们有责任支持创新,特别是针对一些罕见疾病。
机遇与挑战并存
生辉:液体活检技术目前的机遇和挑战分别是什么?
Jürgen:挑战显然是目前的技术对低脱落类肿瘤缺乏敏感性,理论上所有肿瘤组织都会将其 DNA、RNA 或其它物质脱落到血液中。但是,由于解剖位置或组织学特征等原因,有一些肿瘤很少会将其遗传物质等脱落到血液中,例如脑胶质母细胞瘤;
同样的问题也出现在疾病不同分期检测的灵敏性上,我们在疾病晚期,比如出现转移的肿瘤 Ⅳ 期检测上有相当大的进展,但在 Ⅲ 期、Ⅱ期或 I 期阶段,就会有局限性;
不仅如此,液体活检的 NGS 测序技术成本高,而且往往是由中央实验室提供服务, “去中心化” 将更以利于临床推广和应用。
液体活检技术真正关键的挑战是指标的评估,如只关注一种标志物分析平台和一种模型。现在我们抓住机会,扩展到多种标志物平台和多和模型分析,并将技术平台与先进的人工智能和机器学习( AI/ML)数据分析方法相结合;
同时,这也意味着我们将展高质量的液体活检训练集。将液体活检技术与影像学组学(Radiomics) 结合,更好地分析复杂的数据信息,液体活检技术的出现将改善 CT 和 MRI 的经典评估。另外,我们还可以更好地理解靶向治疗中选择压力下的克隆演变,以及不同癌症的起源,比如肺癌和结直肠癌。
生辉:NGS 分子诊断领域内, 液体活检技术拥有哪些优势?
Jürgen:最明显的优势是液体活检技术是一种以患者为中心的方法,因为其入侵性更小、更方便,我们可以为肿瘤患者提供全病程的检测服务;
(来源:受访者提供)
另一个优势是评估预后。我们可以实时地了解药物干预对肿瘤特征的作用效果,了解分子层面的变化,从而预测可能出现的不良反应。我们研究转移性肿瘤克隆、亚克隆的分子特征,检测肿瘤复发并评估耐药性的主要或次要诱因;
成本也将是 NGS 液体活检技术的一大优势。多种复杂的基因突变,例如基因扩增和基因融合,可以通过 NGS 平行检测评估。因此,与 PCR 和其他单一标记或少数标记测试技术相比,基于 NGS 的液体活检技术更具有成本效益优势;
最后,液体活检还为免疫疗法创造了价值,这对于患者疾病分型和治疗决策非常重要。因为基于 NGS 的液体活检还能够评估肿瘤突变负荷(TMB)等标志物,这些标志物对治疗具有很大的影响,可能为肿瘤患者带来更多治疗机会。
生辉:默克集团选择液体活检合作伙伴的标准和考量因素是什么?
Jürgen:高质量的技术和数据分析是第一位,数据完整具有可追溯性,具备出色的项目管理能力,能够对我们的需求迅速做出反应,并在液体活检领域不断追求卓越。在临床试验中,我们总是会面临紧迫的日程安排,我们需要确保所做的任何测试开发与临床开发时间同步并匹配;
同时,默克在推广数据驱动的方法并制定决策时,更需要确保数据具有高质量并遵循数据标准要求;
除此以外,我们的合作伙伴需要能够提供创新技术,具有卓越的分析能力和经证实的临床实用性。同时合作伙伴需要拥有强大的科学背景和专业知识,因为我们希望转向多组学方法,这就需要合作伙伴有强大的生物信息学和 AI 机器学习能力;
当然如果我们谈到伴随诊断的发展,我们肯定还需要合作伙伴具有专业的报批经验和商业化能力,还要充分考虑临床需求,与我们配合共同优化上市后的检测;
最后也是最重要的是,我们的合作伙伴还需要具备以患者为中心的意识并为之积极努力,支持默克实现精准医学目标。
“液体活检是分子诊断的未来”
生辉:作为一家在全球范围内成功开展液体活检( LBx)临床应用以支持临床项目的跨国公司,默克集团如何看待液体活检的未来发展方向?
Jürgen:液体活检未来极具发展前景,尤其是基于 ctDNA 的医学转化研究和诊断。
液体活检技术包括动态 ctDNA 评估和建模,这将有助于实时调整联合用药策略和用药剂量
例如,根据不良事件的发生,制定药物服用剂量。我们认为液体活检的应用空间非常广泛,不仅限于 ctDNA 的读值、而且能支持治疗决策、帮助患者选择靶向治疗、实现动态监测肿瘤。
(来源:受访者提供)
实际上,我认为液体活检还可以扩大应用于多组学领域。在多组学领域内,可以专注于蛋白质组学和代谢组学,同时由人工智能和机器学习方法和算法提供支持。我相信,液体活检是分子诊断的未来
生辉:在默克集团看来,在未来 5 年内这个行业内会出现哪些趋势?
Jürgen:液体活检技术在不断发展,未来五年,人工智能(AI)驱动的多组学研究会越来越多。目前的研究方法是一维的,只关注一种检测分析,并不能为我们提供医疗决策所需的所有信息,我们可以通过使用多组学的分析方法来丰富检测指标;
通过更深层次的探索例如表观遗传学方面可以基于甲基化组的检测,更灵敏地检测到肿瘤指标,这意味着启动子区的甲基化区域可以决定某些基因的表达,而这些基因与癌症疾病和医疗干预密切相关;
采用多维度的联合动态疾病监测方法,例如将 ctDNA 评估与影像组学 (Radiomics) 相结合,影像组学也是 AI 驱动的方法,结合临床常规中的影像检查,如 CT 或 MRI 等。当然,我们会看到越来越多经过验证的实体肿瘤早期检测方法,虽然多种癌症的早期检测门槛很高,但我认为我们正在朝着这个方向前进;
最后,随着各种先进数字设备的发展,我们将看到越来越多的数字生物标志物,这将加速个性化诊断和治疗。
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