你必须知道的肿瘤早筛技术,快戳看详情

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    根据2018 年世界卫生组织公布的数据,

    全球癌症年发病例数约1810 万,

    癌症死亡人数接近1000 万。

    中国人口约占世界人口的1/5,

    在人口老龄化、环境污染

    和城市化等因素的影响下

    中国已经成为

    新增癌症病例第一的国家。

    在中国,

    每天有1万人确诊癌症,

    平均每分钟就有8个人被诊断为癌症。

    根据国家癌症中心数据,

    中国每年新发癌症病例约429.2万,

    因癌症死亡病例约281.4万。

    世界卫生组织提出,

    三分之一的癌症可以通过早期发现得到根治。

    通过规范化筛查

    早期发现并进行临床干预治疗,

    可以有效减轻癌症患者的痛苦和经济负担。

    因为癌症发现越早,

    五年生存率就越高,

    患者不仅可以获得更长的生存期,

    也可以大幅度提高生存质量。

    按照肿瘤临床分期不同,

    患者的五年生存率有很大差异。

    以肺癌为例,

    I 期肺癌患者五年生存率

    可达到80% 以上,

    而晚期肺癌患者的五年生存率

    不足20%。

    **因此,**全球医学界

    格外看重癌症早期筛查。

    而近年来基因测序技术的飞速发展,

    让“滴血验癌”这种方法

    作为癌症早筛手段成为了可能。

    同时,

    中国精准医疗市场规模

    正在以每年20%的速度增长,

    已经超出了全球的平均水平,

    国内的基因测序市场表现尤其突出。

    按照我国「健康中国2030 年」的规划,

    到2030 年我国整体癌症死亡率

    要下降15%。

    近年来肿瘤领域

    的研究热点ctDNA

    (circulating tumor DNA)检测,

    已经在伴随诊断领域大放异彩,

    随着它在临床实用性上的价值确认,

    目前它被寄予厚望:

    研究重心也逐步

    前移到肿瘤超早期筛查上。

    因为癌症的发生

    并不是一蹴而就的

    从最初分子层面的改变

    到癌前病变

    到医学影像学可见的恶性肿瘤,

    需要经过一个漫长过程。

    以肠癌为例,

    从最初增生到小腺瘤、

    大腺瘤、重度非典型增生,

    最后发展为肠癌大约需要

    10-20 年的时间。

    研究表明,

    几乎所有的癌症

    都是由基因突变引起。

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    而ctDNA 检测

    就是由肿瘤细坏死

    凋亡或分泌到血液中DNA 片段,

    其携带了癌症相关的基因变异信息,

    在肿瘤分子层面发生变异时就可检测到,

    所以可以用于癌症的早期检测。

    预计到2021 年前后,

    基于液体活检的癌症早筛项目

    将逐步应用于三甲医院和高端体检中心

    并快速向下渗透。

    如今我们已经拥有

    先进的测序技术和计算手段,

    下一代测序技术让我们能够分析血液中的

    无细胞肿瘤DNA(cfDNA),

    而机器学习算法能够从大型数据集中

    发现不同癌症类型的分子特征。

    结合这些技术开发

    的液体活检

    已经被用于帮助晚期癌症患者

    选择最佳疗法和监控癌症的进展。

    而开发癌症早筛检测

    是液体活检研究人员关注的

    更为雄心勃勃的目标。

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    目前处于开发阶段的癌症早筛检测

    可以分为两大类方式:

    一类是泛癌检测,

    它们可以检测多种癌症的存在。

    这类检测在发现癌症的同时,

    也需要准确判断癌症的组织起源。

    这类早筛检测的例子

    如美国GRAIL公司开发的早筛检测

    和Guardant Health公司开发的LUNAR检测。

    另一类早筛检测使用更具有针对性的检测手段

    来发现少数几种癌症或特定癌症种类。

    例如,

    位于加州旧金山的Freenome公司

    在开发一种早期诊断结直肠癌的检测。

    决定选择哪种早筛检测进行开发

    需要对不同因素进行考量,

    其中包括早筛检测的科学基础,

    以及特定癌症患者具备的未竟需求。

    GRAIL公司的早筛检测

    能够在一个测试中检测超过20种癌症。

    其中包括12种致命癌症类型,

    它们会导致三分之二的癌症患者死亡。

    这一重大未竟医疗需求

    是促使GRAIL公司开发泛癌早期检测的原因。

    需要关注的一个重大技术问题是

    如何防止早筛检测中的假阳性?

    对早筛检测的评估中

    有两个关键性指标:

    特异性(specificity)和敏感度(sensitivity)。

    敏感度指的是在人群中发现阳性患者的比例,

    而特异性指的是检测发现的阳性患者

    是真正阳性的比例。

    如果没有癌症的受检者

    被检测标注为癌症阳性患者,

    那么这些阳性患者被称为假阳性患者。

    对于癌症早筛检测来说,

    将假阳性结果的比例降到最低非常重要。

    因为假阳性结果

    会导致患者接受更多的不必要的后续检测,

    而这些测试将给患者带来更重的身心

    和经济负担。

    业界专家表示,

    一款成功早筛检测的假阳性比例应该

    在1%以下。

    而达到这一目标,

    需要根据大规模的试验数据对检测进行优化,

    另一种策略是除了使用cfDNA以外,

    加入其它生物标志物来提高检测的特异。

    例如,

    GRAIL公司目前在进行多项大型临床试验,

    对该公司开发的泛癌早期检测

    进行检测和优化。

    该公司的循环无细胞基因组图谱研究

    (Circulating Cell-free Genome Atlas)

    是一项前瞻性、观察纵向研究,

    旨在描述癌症患者

    和健康者血液中癌症基因组信号的特征。

    此项研究募集了1.5万名参与者。

    GRAIL公司募集了

    10万名需要接受乳房X光检查的女性。

    “任何早筛检测都需要

    从成千上万参与者中获得的证据的支持,

    这样我们才能把真正的癌症信号

    与生物噪音区分来开,

    来预测癌症的组织起源,

    指导医生们正确选择诊疗的下一步。”

    GRAIL公司的Kelsey Grossman女士说。

    由于癌症的复杂性,

    为了提高检测的特异性,

    早筛检测通常会使用其它的生物标志物

    来辅助对DNA片段的检测。

    CancerSEEK早筛检测图示

    (约翰-霍普金斯医学院官网)

    例如,

    GRAIL公司的早筛检测

    使用DNA的甲基化信息来对检测进行优化。

    这款优化的早筛检测

    已经获得了FDA授予的突破性医疗器械认定。

    GRAIL公司也在近日举行的

    美国临床肿瘤学会年会上

    公布了这一检测的优异结果,

    它的特异性超过99%,

    而平均灵敏度为76%。

    由于液体活检的侵入性较小,

    受检者更可能愿意接受早筛检测,

    因此它们能够在发现癌症方面

    可以发挥更大的预警威力。

    对于所有开发癌症早筛技术的科学家来说,

    他们的共同理想是:

    未来癌症的早筛检测能够成为

    年度常规体检的一部分,

    **只用一管血,**就可以

    像检测胆固醇一样筛检癌症。

    随着早筛液体活检的表现越来越好,

    研究人员收集的临床证据越来越多,

    这一理想有可能更快成为现实。

    全球肿瘤早筛早诊领域

    目前仍然是一片广阔的“蓝海”,

    其面向的是更为庞大的相对健康的人群,

    市场规模要数倍于肿瘤伴随诊断市场。

    对于一些可以早期发现、

    且早期干预确实可以改变病人预后的瘤种,

    比如肺癌、结直肠癌

    乳腺癌、宫颈癌和肝癌等,

    早筛类产品会有非常明确的应用前景。

    使用无创、简单、精准的

    液体活检方法进行癌症早期筛查,

    代表着人类征服癌症的最大希望。

    在过去的两年中,

    这个梦想变得越来越可触可及了。

    众多的大学、科研机构、医院

    和公司开始挑战这一重大疾病。

    尤其是由DNA测序行业领军企业创立

    并引入巨额产业和风险投资

    而支持的专注癌症早筛的公司

    Grail公司给我们带来了巨大的希望。

    早癌筛查行业的发展

    必将在今后的三到五年中

    产生初步有效的泛癌筛查产品。

    根据受筛查的人群对假阳性结果的耐受程度,

    这样的产品以消费者产品

    可能率先出现在健康体检应用场景。

    再结合类似于消费级基因检测等模式,

    癌症早筛检测产品

    必将由非监管或低监管的市场区域,

    逐步成熟到针对某些应用人群

    和应用场景的预防医学筛查市场。

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