2014年,大名鼎鼎的默沙東美國實(shí)驗室組織了一場(chǎng)為業(yè)界所高度關(guān)注的miRNA檢測平臺性能驗證試驗,前來(lái)參加的都是些赫赫有名的主流商用平臺。而在眾多大咖級參與平臺中,一款來(lái)自新加坡某實(shí)驗室的"mSMRT-qPCR"平臺顯得是那么默默無(wú)聞。可是,驗證結果卻讓所有人大吃一驚。"mSMRT-qPCR"表現遠優(yōu)于參與驗證的其它平臺,它所擁有的突破性技術(shù),震驚了業(yè)界。
圖1.不同平臺性能對比。
"mSMRT-qPCR"的故事,要從本世紀初的一項發(fā)現開(kāi)始說(shuō)起。2001年,耶魯大學(xué)生物學(xué)家弗蘭克·斯萊克(Frank Slack,現任哈佛醫學(xué)院BIDMC醫療中心病理系教授、哈佛醫學(xué)院RNA醫學(xué)重大計劃項目主任)首 次在人體內發(fā)現miRNA,全球關(guān)于miRNA的研究由此肇始,方興未艾。
miRNA,全名microRNA,即微小核酸,是大約20個(gè)堿基長(cháng)短的分子,在細胞生長(cháng)和發(fā)育過(guò)程中起多種作用,包括調控細胞的發(fā)育、分化、凋零、繁殖等。
2002年,朱興奮教授從哈佛大學(xué)醫學(xué)院回到新加坡,擔任新加坡國立大學(xué)生物化學(xué)系主任,并組建了東南亞第一個(gè)qPCR核酸檢測實(shí)驗室。當時(shí)的新加坡,生物醫藥產(chǎn)業(yè)開(kāi)始迅速崛起,作為產(chǎn)業(yè)規劃的核心學(xué)術(shù)專(zhuān)家,朱興奮教授也參與到了新加坡的生物產(chǎn)業(yè)布局中。由此,新加坡加速成長(cháng)為亞洲最大的生物醫藥產(chǎn)業(yè)中心之一。2003年,朱興奮在開(kāi)發(fā)登革熱病毒RNA檢測技術(shù)過(guò)程中,發(fā)明了莖環(huán)結構的引物設計,可極大提高血液中RNA的檢測靈敏度。這一發(fā)現,無(wú)疑大大推進(jìn)了RNA檢測技術(shù)的發(fā)展。
01 兩位科學(xué)家的首 次相遇
在當時(shí),世界范圍內的癌癥治療、基因技術(shù)等領(lǐng)域收獲了多項突破性進(jìn)展。格列衛成功問(wèn)世,慢性骨髓性白血病(CML)患者服藥后的五年生存率從30%提高到89%。自1990年啟動(dòng)的人類(lèi)基因組計劃,剛剛宣告完成了DNA全序列的測定。
新加坡國立大學(xué)讀大二的周礪寒,在朱興奮的課堂上了解到分子診斷技術(shù)及其廣闊前景。世界各地的醫學(xué)與科技人士都在熱議,醫療科技革新的偉大時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。在這樣令人振奮的時(shí)刻,一個(gè)嶄新又偉大的新世界浮現在了周礪寒的眼前。隨之,周礪寒以本科生身份申請進(jìn)入了朱教授實(shí)驗室。
彼時(shí)的他還不知道,就像基因泰克的科恩和伯耶,三年后,他會(huì )在這個(gè)實(shí)驗室遇到在此攻讀博士的鄒瑞陽(yáng)。他們倆會(huì )因為miRNA結緣,日后將共同走上創(chuàng )業(yè)之路。
2008年,是技術(shù)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵一年,剛剛來(lái)到新加坡國立大學(xué)攻讀博士的鄒瑞陽(yáng)加入到了朱興奮的團隊中,與周礪寒一同并肩作戰。憑借著(zhù)在生化工程領(lǐng)域的扎實(shí)積累,鄒瑞陽(yáng)開(kāi)發(fā)了一款miRNA引物設計的獨特算法,能夠大大提升引物設計效率,并在此基礎上,進(jìn)一步推出了mSMRT-qPCR miRNA檢測技術(shù)平臺。
這項技術(shù)打開(kāi)了miRNA應用轉化的全新領(lǐng)域,液體活檢的廣闊前景展現在了三位科學(xué)家的眼前。這個(gè)項目也獲得了來(lái)自新加坡科技發(fā)展局資金的有力支持。
"要讓更多的人從這項技術(shù)中受益!"三位科學(xué)家,一項先進(jìn)的miRNA檢測技術(shù),創(chuàng )業(yè)就成了自然而然,水到渠成的必由之路。
圖2.覓瑞的三位創(chuàng )始人:周礪寒博士、朱興奮教授、鄒瑞陽(yáng)博士(從左到右)。
02 miRNA與癌癥早篩
他們?yōu)楹芜x擇miRNA來(lái)進(jìn)行癌癥早期篩查?
鄒瑞陽(yáng)介紹,miRNA作為功能性分子,由細胞主動(dòng)分泌進(jìn)入外周循環(huán)系統,半衰期長(cháng)達10小時(shí)甚至幾天,比DNA更加穩定。miRNA在癌癥進(jìn)程中起著(zhù)重要調控作用,與循環(huán)游離DNA及循環(huán)腫瘤DNA相比,外周循環(huán)系統的miRNA含量要高得多,對于早期癌癥的檢測靈敏度更好。此外,開(kāi)展miRNA檢測所需的樣本量更少,拿覓瑞推出的胃癌早篩產(chǎn)品來(lái)說(shuō),3至5毫升血液即可滿(mǎn)足檢測要求;RT-PCR流程相比測序方法也更為簡(jiǎn)便,僅3小時(shí)左右即可完成檢測。
從理論上說(shuō),miRNA是癌癥早篩理想的技術(shù)路徑,可是一項檢測技術(shù)要走出實(shí)驗室真正實(shí)現產(chǎn)業(yè)化卻并不容易。miRNA這個(gè)"小家伙",非常短小,不易被核酸酶降解,可穩定存在于各類(lèi)生物體液中,因而能被發(fā)現并檢測到。
但是,同樣因為短小,導致不同miRNA之間差異很小,甚至小到僅存在1 - 2個(gè)堿基的差別,因此如何識別并檢測到這種細微差異,是業(yè)內普遍感到頭疼的難題。然而,mSMRT-qPCR技術(shù)平臺可以在血液中高效、靈敏地檢測到它們,相對于其它平臺,性能提升一百倍以上;同時(shí)能夠精準捕捉到不同miRNA之間的細微差異,這也為下一步的產(chǎn)品轉化和商業(yè)推廣打下了堅實(shí)基礎。
圖3.覓瑞獨特的三引物設計。
03 "我們做的是me-first"
于是,2014年朱興奮教授帶領(lǐng)周礪寒博士與鄒瑞陽(yáng)博士在新加坡正式成立了專(zhuān)注于miRNA技術(shù)研發(fā)與臨床轉化的生物高科技公司 -- 覓瑞MiRXES。
在癌癥檢測方面,覓瑞開(kāi)發(fā)了首 款利用血液檢測胃癌的分子診斷試劑盒GASTROClearTM,并與新加坡國立大學(xué)高級副校長(cháng)、國立大學(xué)醫學(xué)組織總裁楊啟源(Yeoh Khay Guan)教授合作,成功地開(kāi)展了超過(guò)5000例的大規模臨床驗證。結果表明,該試劑盒針對I期胃癌的檢測靈敏度為87.5%,II期胃癌的檢測靈敏度為89.5%,NPV為99.5%。
2019年,該試劑盒通過(guò)新加坡衛生科學(xué)局HSA審批,成為全球首 款獲批的血液胃癌分子診斷產(chǎn)品。這是全球首 款經(jīng)過(guò)大規模臨床隊列研究驗證的miRNA胃癌早篩試劑盒,標志著(zhù)miRNA這一科學(xué)發(fā)現從此正式進(jìn)入了臨床應用。
2020年,覓瑞聯(lián)合哈佛大學(xué)醫學(xué)院BIDMC醫學(xué)中心、新加坡國立大學(xué)、新加坡衛生科學(xué)局、美國強生等機構共同制訂了微小核酸國家標準(SS656),致力于引領(lǐng)并推動(dòng)微小核酸診斷產(chǎn)業(yè)快速、規范地發(fā)展。覓瑞MiRXES也由此逐步成長(cháng)為液體活檢領(lǐng)域的全球領(lǐng)導者。早在2016年,周礪寒和鄒瑞陽(yáng)即帶著(zhù)技術(shù)回到了中國,進(jìn)一步加速了規模化生產(chǎn)以及在中國市場(chǎng)的布局。
鄒瑞陽(yáng)擔任了集團首 席技術(shù)官、執行總裁及中國區總裁,負責統籌全球的研發(fā)與產(chǎn)品轉化以及中國市場(chǎng)的整體戰略與管理。從埋頭干科研轉向創(chuàng )辦企業(yè),鄒瑞陽(yáng)的身份隨之發(fā)生轉變。
在他看來(lái),做科研和創(chuàng )業(yè)本質(zhì)并無(wú)差別,都是在試錯中不斷追求創(chuàng )新。工科出身的他,言談之間流露著(zhù)嚴謹、理性的"科學(xué)家氣質(zhì)"。在癌癥早篩的世界里,他心懷敬畏探索科學(xué)真理,一步步將科技成果轉化為實(shí)際應用,希望能夠讓更多人從中受益。
進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段,作為全球miRNA癌癥早篩行業(yè)的首 批開(kāi)拓者,覓瑞并沒(méi)有太多的經(jīng)驗可以參考,走的每一步都是"me-first"。鄒瑞陽(yáng)與團隊面臨著(zhù)種種挑戰,從上游研發(fā)、產(chǎn)品轉化、臨床注冊、生產(chǎn)及檢測流程、商業(yè)化模式等等都需要在實(shí)踐中不斷摸索與校正。
就拿IVD產(chǎn)品來(lái)說(shuō),它的轉化流程復雜、申報難度大,從研發(fā)到獲證至少需要3-5年的時(shí)間;近年來(lái)隨著(zhù)更多創(chuàng )新產(chǎn)品的涌現,獲證門(mén)檻也隨之水漲船高。克服重重挑戰之后,覓瑞建立了一整套完整周密的業(yè)務(wù)范式,逐漸顯現出先發(fā)優(yōu)勢并奠定了較高的技術(shù)壁壘。目前,覓瑞已搭建起了完備的業(yè)務(wù)體系,在中國、新加坡、美國、日本及東南亞等多地展開(kāi)了全球化運營(yíng)。
04 運用系統性工程思維解決醫學(xué)問(wèn)題
鄒瑞陽(yáng)本科就讀于天津大學(xué)和南開(kāi)大學(xué)聯(lián)合開(kāi)設的分子科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)。那時(shí)的他,對于運用工程學(xué)改造生命充滿(mǎn)興趣,2007年代表天大首 次參加合成生物學(xué)頂級賽事"iGEM",即一舉斬獲金獎。
"我們做的科研轉化歸根到底都是系統性工程問(wèn)題。"鄒瑞陽(yáng)表示,疾病診斷的臨床研究目的在于建立穩定的模型,用于癌癥等疾病的預測。醫學(xué)診斷涉及到的算法問(wèn)題,與現在主流的AI算法相比數據量有限,解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵,就在于如何從海量的臨床樣本數據中,提煉出有關(guān)疾病發(fā)生與發(fā)展機制的精準洞察,并據此建立模型實(shí)現精準預測。
圖4.鄒瑞陽(yáng)博士參加第十七屆國際基因組學(xué)大會(huì )。
除了在莖環(huán)結構引物設計、mSMRT-qPCR技術(shù)平臺等方面的獨特優(yōu)勢外,覓瑞還組建了一支生信算法團隊,在癌癥、免疫類(lèi)疾病、心血管疾病等各類(lèi)疾病篩查與診斷的臨床研究中,建立了豐富的樣本數據庫,利用海量臨床數據開(kāi)展生物信息學(xué)分析,開(kāi)發(fā)疾病預測和預后模型的算法,并不斷迭代與優(yōu)化,從而在真實(shí)的臨床應用場(chǎng)景中積累了豐富經(jīng)驗,準確地解讀并校正出現的各種偏差,確保最終檢測結果更加可靠、穩定,真實(shí)地反映疾病的發(fā)生和進(jìn)展。
與miRNA結緣,運用系統性工程思維解決醫學(xué)問(wèn)題,鄒瑞陽(yáng)直言自己是幸運的。十多年來(lái),miRNA科研發(fā)展迅猛,miRNA的功能被不斷挖掘,他和科研團隊不停驗證新的想法。在微小的生命世界面前,他心懷敬畏,漸漸察覺(jué)人作為個(gè)體的渺小;同時(shí),在認識到miRNA技術(shù)的無(wú)限應用潛力后,他與創(chuàng )業(yè)伙伴組建了覓瑞MiRXES,并立志要聚團隊之力,在這一領(lǐng)域做出一番成績(jì)。
05 科研和創(chuàng )業(yè)殊途同歸 - 都是要改變世界
"科研和創(chuàng )業(yè)的本質(zhì)是殊途同歸的,都是要改變世界,所有的成功是建立在無(wú)數的試錯、失敗前提下的。"鄒瑞陽(yáng)表示。在他看來(lái)創(chuàng )業(yè)的難度甚至更大,科研做不出來(lái)可以轉變課題方向,但創(chuàng )業(yè)則需要更加謹慎,注入更多的思考,對做選擇的能力要求更高。
謹慎不意味著(zhù)按部就班,創(chuàng )新是覓瑞骨子里的基因,覓瑞扎根在miRNA技術(shù)賽道上,與全球合作伙伴開(kāi)展miRNA應用的探索,通過(guò)創(chuàng )新來(lái)解決臨床需求,從而造福更多的人,改變世界。
圖5.覓瑞于2022年正式啟動(dòng)CADENCE項目。
2022年7月,覓瑞正式啟動(dòng)了全球首 個(gè)cfRNA結合cfDNA的跨國多中心多組學(xué)研究CADENCE,將在新加坡及中國等地建立跨國多中心前瞻性研究隊列,計劃入組12000例受試者,覆蓋肺癌、結直腸癌、胃癌等九大亞洲高發(fā)癌種。
"臨床研究證明,DNA檢測有良好的特異性,對癌細胞進(jìn)行組織溯源有獨特優(yōu)勢,結合miRNA的超高靈敏度這一特點(diǎn),CADENCE項目將在多癌種早篩領(lǐng)域有重要建樹(shù)。" 鄒瑞陽(yáng)說(shuō)。
如今,覓瑞全球首 創(chuàng )的miRNA胃癌早篩試劑盒正在加速走進(jìn)中國、日本等地的早篩市場(chǎng)。在中國,覓瑞目前正在開(kāi)展胃癌早篩的前瞻性多中心隊列研究,計劃入組1萬(wàn)人。未來(lái)三到五年,覓瑞還將推出結直腸癌、肺癌等癌癥早篩產(chǎn)品。
"我們將加強產(chǎn)品的可及性、簡(jiǎn)化整體流程并把價(jià)格降低到可在全民中推廣的區間。"鄒瑞陽(yáng)說(shuō),覓瑞將大力推動(dòng)癌癥早篩的普及,尋求和政府共同開(kāi)展公益早篩項目,并且通過(guò)和醫院體檢中心等開(kāi)展合作,讓產(chǎn)品形成健康管理閉環(huán),將癌癥攔截在早期。
(本文選自《癌癥早篩KOL100》系列專(zhuān)訪(fǎng)。該專(zhuān)欄旨在邀請國內外腫瘤領(lǐng)域的專(zhuān)家和企業(yè)領(lǐng)軍人物從"產(chǎn)、學(xué)、研、醫"的不同角度,分析癌癥早篩的技術(shù)路徑、臨床轉化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機遇和挑戰,為行業(yè)前行和百姓福祉指明方向。)
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