王燕青 孟依依
了解自己是件漫長又費力的事情,需要有足夠的對人的好奇心,以及勇氣。
基因技術(shù)在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用越來越廣泛,各式基因檢測成為人們探尋生命本源的主要用途之一。
美國是基因檢測最發(fā)達的國家,早在十多年前,就出現(xiàn)了23andMe、Ancestry、Helix和Human Longevity等為大眾提供消費級基因檢測的創(chuàng)業(yè)公司。美國一些知名人物也都是最早嘗試基因檢測的人。蘋果公司創(chuàng)始人斯蒂夫·喬布斯在罹患胰腺癌后曾花費10萬美元做了基因檢測,好萊塢明星安吉麗娜·朱莉也曾在2013年通過基因檢測切除了乳房,避免生乳腺癌的風(fēng)險。
2013年,中國也迎來了基因檢測行業(yè)發(fā)展的浪潮,尤其是面向個體消費者的基因檢測產(chǎn)品。有兩百多家創(chuàng)業(yè)公司如雨后春筍般興起,上海至本醫(yī)療科技、23魔方、藥明康德等創(chuàng)業(yè)公司都是其中的頭部創(chuàng)業(yè)公司。而華大基因和貝瑞和康則是基因檢測行業(yè)里的龍頭企業(yè)。
2017年至2018年,美國FDA批準了一系列面向消費者的消費基因檢測產(chǎn)品,包括10種遺傳疾病的易感性測試產(chǎn)品和癌癥風(fēng)險基因檢測項目,推動了整個行業(yè)的縱深發(fā)展。
王凱是上海至本醫(yī)療科技創(chuàng)始人,也是中國最早接觸基因檢測行業(yè)、并且持續(xù)投身于這個領(lǐng)域進行深入研究的從業(yè)者。從2001年至今,他在18年的時間里見證了全球基因檢測行業(yè)的發(fā)展,親身經(jīng)歷了從一代到二代測序技術(shù)的跨越,也見證了基因檢測技術(shù)從實驗室走向大眾社會的全過程。
2001年,王凱從白求恩醫(yī)科大學(xué)臨床專業(yè)畢業(yè),在中國科學(xué)院院士、中國科學(xué)院生物物理研究所研究員陳潤生的引領(lǐng)下,進入基因檢測領(lǐng)域,加入了華大基因公司。他也因此接觸到Sanger一代測序儀和生物信息學(xué)。
華大基因為王凱打開了基因檢測世界的大門。在華大基因工作期間,他參與了“人類基因組計劃”的收尾工作,這個計劃于1990年啟動,由美、英、日、德、法、中六國共同參與,2000年公布了人類基因組草圖。
成立于1999年的華大基因是當時中國參加人類基因組計劃的主要力量之一。曾任北京華大基因研究中心總工程師的胡松年用“生命之書”來比喻人類基因組計劃,基因組測序相當于把字印在了書上,基因的功能與表達方式形成了詞句,但能不能讀懂這本書則取決于閱讀者自己的理解?!捌谱g生命之書”成為科學(xué)家、研究者的畢生追求。
這也在王凱的心中埋下了一顆種子。他想,有一天,基因研究會改變整個人類的進程和歷史。在人類浩瀚無窮的自我探索中,這將是意義非凡的一刻。他也由此堅定了自己在生物信息學(xué)方面深造的決心。
2003年人類基因組計劃公布了更為精細的人類基因圖譜,該項目研究結(jié)束后,王凱從華大基因辭職,到世界生物信息學(xué)最權(quán)威的丹麥科技大學(xué)生物序列分析中心(CBS)攻讀生物信息學(xué)研究生。
王凱的導(dǎo)師Soren Brunak教授是生物信息學(xué)的早期奠基人之一,曾任著名的Ensemble數(shù)據(jù)庫主席、ISMB主席,以及歐洲生物信息學(xué)中心主席等。王凱也是當時為數(shù)不多的中國學(xué)生之一。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,王凱把癌癥基因分析作為自己的研究方向。這也是后來在中國基因檢測市場成為最具商業(yè)價值和現(xiàn)實意義的領(lǐng)域之一。
在CBS讀書期間,王凱接觸了全球最為前沿的基因檢測項目。他參與了DNA元件百科全書計劃(Encyclopedia of DNA Elements,簡稱ENCODE計劃)。ENCODE計劃是美國國家人類基因組研究所在2003年9月發(fā)起的項目,也是繼“人類基因組計劃”后,全球最重要的基因檢測項目,在人類基因測序基礎(chǔ)上,研究序列的基因結(jié)構(gòu)和功能的識別。
2007年,基因二代測序(Next Generation Sequencing,以下簡稱NGS。以前完成一個人類基因組的測序需要3年時間,而使用二代測序技術(shù)僅需1周)技術(shù)逐漸成熟,Illumina推出了第二代測序平臺,王凱有機會接觸到最先進的基因測序技術(shù)。與此同時,基因檢測的價格也顯著下降,23andMe消費基因檢測的價格已經(jīng)下降到了999美元,消費者只需要提供一管口水就可以檢測。
到2008年,基因檢測的成本進一步下降,全基因組檢測成本從2007年初的1000萬美元下降到10萬美元,降幅達到99%。價格的下降催生了美國消費基因檢測行業(yè)創(chuàng)業(yè)浪潮的興起。
此時,王雯靜正在德國攻讀商業(yè)戰(zhàn)略管理碩士。她對基因檢測的了解僅限于科研文獻。那一年,家人罹患肺癌正在尋醫(yī)問診,心急如焚的她聽說易瑞沙能延長肺癌患者的生命周期。王雯靜向一些專家學(xué)者、醫(yī)生打聽怎么用藥,一位在德國馬普實驗室工作的學(xué)長告訴她這個藥可能有效,但服用前最好做一下EGFR檢測,看看是陰性還是陽性。
王雯靜一聽懵了,“去醫(yī)院問,很多醫(yī)生也不知道”。后來學(xué)長就跟她說了一個適用人群的范疇:亞洲人、女性、不吸煙、小細胞癌,“如果符合這幾種特性的話,先試試易瑞沙。”
她后來才知道,從基因檢測角度來看,以上幾點是易瑞沙藥物反應(yīng)的不同亞組的患者所具有的普遍特征,他們高度敏感的腫瘤中多數(shù)含有體細胞突變的EGFR基因。試過之后病情很快得到了控制,延長了26個月的生存期,達到了這個藥當時能延長的最長生存期。
王雯靜內(nèi)心一直有一個情結(jié)。她本人是藥物不良反應(yīng)的受害者,小時候因為急性肺炎打慶大霉素產(chǎn)生藥物毒性導(dǎo)致右耳完全失聰,這種藥物性致聾是不可逆的。王雯靜后來想,很多基于歐美人群基因數(shù)據(jù)庫研究的藥物對中國患者會不會產(chǎn)生療效上的差異甚至藥物毒性?有沒有屬于中國人的藥物基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫來支撐研發(fā)新藥并指導(dǎo)臨床用藥?
王凱在美國求學(xué)、工作的時候,國內(nèi)基因檢測行業(yè)的發(fā)展也迎來了春天。2012年,23andMe推出了99美元的消費級基因檢測產(chǎn)品,隨后,家譜公司Ancestry也推出了類似價格的產(chǎn)品,在行業(yè)頭部公司的推動下,美國消費基因檢測市場進入發(fā)展的高潮期。
美國市場刮起的這股風(fēng)潮漫卷過寬闊的太平洋,在彼岸的中國創(chuàng)投圈激起一股很大的浪花。從2013年開始,大量資本和創(chuàng)業(yè)者進入這個領(lǐng)域,阿里巴巴、軟銀中國等頂尖投資者紛紛布局這個市場。
祖源分析、運動基因、皮膚特質(zhì)、天賦基因、個性天賦、藥物反應(yīng)、營養(yǎng)代謝等各種消費娛樂級別的基因檢測產(chǎn)品也頻頻出現(xiàn)。到目前為止,中國從事此類基因檢測應(yīng)用的創(chuàng)業(yè)公司數(shù)量超過200家。
2014年左右,中國也開始逐步規(guī)范基因檢測行業(yè)的發(fā)展,原衛(wèi)計委和原國家食品藥品監(jiān)管總局加強基因測序行業(yè)監(jiān)管,無創(chuàng)產(chǎn)檢和腫瘤測序等臨床級別的基因測序產(chǎn)品和服務(wù)開始逐步走向規(guī)范。
在這些基因檢測類型中,產(chǎn)前與母嬰診斷中的NIPT(無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測)業(yè)務(wù)是最先火爆的一個領(lǐng)域。
中國是新生兒出生缺陷率較高的國家,約為5.6%。隨著國家放開二胎政策,每年將比政策放開前增加400萬新生兒,高齡孕婦由于年齡增加,其所懷胎兒罹患多種染色體綜合癥的風(fēng)險也在加大?;驒z測相比于傳統(tǒng)檢測更加安全高效。
中國國家藥品監(jiān)督管理局(CFDA)已經(jīng)批準了華大基因、達安基因、貝瑞和康三家的NIPT產(chǎn)品上市。2010年,基于二代測序技術(shù)的無創(chuàng)產(chǎn)前篩查技術(shù)開始進入臨床。
據(jù)公開數(shù)據(jù),到2020年,每年將有300萬以上的高齡孕婦,目前,NIPT的滲透率為20%,Genfun創(chuàng)始人劉宇曾預(yù)估,“在中國,市場消費基因檢測的爆發(fā)最晚不會超過2020年,這一領(lǐng)域在中國也即將迎來巨大的市場”,而Analysys 易觀分析認為,預(yù)計到2022年,NIPT市場規(guī)模可以達到210億元人民幣。
廣闊的市場前景讓整個行業(yè)都很亢奮。從大醫(yī)院到縣級婦幼保健院都在開展這項業(yè)務(wù),而專家學(xué)者也在各種論壇上對NIPT進行吹捧。NIPT也已經(jīng)成為明星企業(yè)華大基因的現(xiàn)金奶牛。
據(jù)其2018半年報,華大基因已經(jīng)開發(fā)出了貫穿婚前、孕前、產(chǎn)前、新生兒等整個生育過程的檢測系列產(chǎn)品,為降低出生缺陷提供全方位、全周期解決方案。
3月22日在上海舉行的生命科學(xué)論壇上,華大基因研究院副院長蔣慧表示華大已有累計超過400萬人次的無創(chuàng)產(chǎn)前檢測,“無創(chuàng)產(chǎn)前最本質(zhì)的數(shù)據(jù)來源于孕婦外周血游離DNA數(shù)據(jù),其中90%左右來自于孕婦,10%來自胎兒。所以做無創(chuàng)產(chǎn)前檢測是通過海量的數(shù)據(jù)建立一個統(tǒng)計學(xué)的模型,去分辨胎兒有沒有風(fēng)險?!?/p>
除此之外他們對其中14萬數(shù)據(jù)進行匯總研究,繪制中國人的變異數(shù)據(jù)圖譜,包括影響女性妊娠年齡的因素、跟雙胞胎有關(guān)的基因以及南北方易感染病毒的差異等,可以通過百萬中國人基因數(shù)據(jù)庫查閱。
“但是我們到底還有多遠的距離呢?我們由一些人有數(shù)據(jù)變成每個人有數(shù)據(jù),中間有什么困難和障礙呢?”蔣慧說,用現(xiàn)在的測序儀器做完全世界人類基因組測序需要六百多年的時間,只有當測序儀器和程序足夠完善、成本足夠低的時候,我們才能離基因檢測更近。
2015年,中國政府也從政策層面開始加大基因檢測行業(yè)的發(fā)展力度,相關(guān)部門將基因產(chǎn)業(yè)上升為國家戰(zhàn)略,將基因檢測技術(shù)列入“新型健康技術(shù)惠民工程”,同年3月,科技部首次提出“中國精準醫(yī)療計劃”,并計劃到2030年前,國家向精準醫(yī)療行業(yè)投入600億元;同年6月,科技部發(fā)布了《關(guān)于實施新興產(chǎn)業(yè)重大工程包的通知》,提出要加快推進基因檢測臨床應(yīng)用以及試劑、儀器的國產(chǎn)化。
中國基因檢測行業(yè)迎來了發(fā)展的大好時機。王凱按捺不住創(chuàng)新的沖動,辭去了美國的高薪工作,帶領(lǐng)家人回國。2016年9月,至本醫(yī)療成功獲得IDG、松禾資本和火山石資本6000萬人民幣的天使輪融資。
很多投資人知道王凱有創(chuàng)業(yè)的想法,都從北京、深圳等地飛到上海找他談投資。王凱這才意識到基因檢測在中國真正有了可商業(yè)化的路徑和可能,“坦白說,只要資金問題解決了,就沒有什么可怕的了”,因為他有這個自信讓基因檢測技術(shù)真正發(fā)揮實用性。
王凱選擇了他最擅長的領(lǐng)域,測序服務(wù)和生物信息分析進行商業(yè)化實踐。他不喜歡玩噱頭,只攻克最難的部分,聚焦癌癥基因檢測。
而對于癌癥基因早篩分析,“早篩就是患者在醫(yī)學(xué)上沒有定義為一個癌癥患者,(通過檢測)想看到他有沒有這樣的傾向性或者預(yù)測一下,什么時間什么條件下,他可能會成為一個癌癥患者,然后我們怎么樣干預(yù),這是早篩的基本范疇”,這一塊最大的問題是,“技術(shù)上需要得到驗證,證明它有多穩(wěn)定”,比如同樣一個患者,技術(shù)路徑上要證明檢測者找到的信號源是對的,同時需要檢測者花費非常長的時間隨訪,很可能是五年、十年,在這個長周期內(nèi)去技術(shù)證明,“一個是技術(shù)驗證,一個是臨床證據(jù)”。
實際操作上,“第一,測東西準不準不好判斷,因為信號很弱;第二,患者測完之后,能不能依據(jù)這個信號預(yù)示得出這個人五年十年之后將要得病的結(jié)論?至少這個信息你得有,這個信息你至少得觀測五年、十年,所以現(xiàn)實性比較弱?!边@讓基因檢測技術(shù)在某些領(lǐng)域和某種程度上的探索顯得不夠成熟,也是現(xiàn)實局限性。
王雯靜和她的創(chuàng)業(yè)團隊也在探索藥物基因組學(xué)領(lǐng)域科研與應(yīng)用之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系?;驒z測是一個完整的鏈條,“從上游的panel設(shè)計、文庫制備到中間的上機測序,再到下游的生物信息學(xué)分析和報告解讀,很多個環(huán)節(jié)決定了檢測數(shù)據(jù)和結(jié)果的輸出是否專業(yè)可靠。”王雯靜想要去探尋,“基因測序產(chǎn)品的本質(zhì)是什么,規(guī)律是什么,商業(yè)前景如何,可能會有哪些模式”。
王雯靜問過現(xiàn)在擔任中科院基因組科學(xué)與信息重點實驗室主任的胡松年。胡松年指了一個方向,“慢病藥物基因組學(xué)。”胡松年更深層次的考量是,“技術(shù)的成熟會帶來一個產(chǎn)業(yè)的變化和趨勢”,“中國最欠缺的是基因數(shù)據(jù)、人種數(shù)據(jù)、藥物基因組學(xué)的組學(xué)數(shù)據(jù)。”這些數(shù)據(jù)的缺失對于國民健康體系的建立是一個很大的阻礙。
這打動了王雯靜,她內(nèi)心的那個情結(jié)開始蠢蠢欲動。如果基因測序結(jié)果可以幫助醫(yī)生縮小給患者選藥的范圍,最大程度提高療效、降低風(fēng)險,那么就有可能推動規(guī)劃中所提及的基線標準。于是,王雯靜和合伙人張彥偉將創(chuàng)業(yè)公司益序醫(yī)療的方向確定為“藥物基因組學(xué)指導(dǎo)下的慢病個體化用藥,解決‘吃對藥和‘把藥吃對這兩件事?!?/p>
2017年,國務(wù)院頒布了《中國防治慢性病中長期規(guī)劃(2017—2025)》,確定了慢性病達標率管理的基線標準,即:到2020年,降低因慢性病導(dǎo)致的過早死亡率,使慢性病危險因素得到有效控制,其中高血壓及糖尿病患者的規(guī)范管理率應(yīng)達到60%,到2025年達到70%。
擺在王雯靜面前的第一個問題是“數(shù)量級”,怎么把樣本數(shù)量從幾千擴大到幾萬、幾十萬,并且繪制出全國不同地域、不同民族的慢病藥物基因地圖。她選擇從臨床結(jié)合切入這個垂直領(lǐng)域市場。以“三高”為代表的慢病是長期持續(xù)性疾病,絕大多數(shù)患者可能需要終生服藥,“長期吃藥、長期治療、長期復(fù)診、長期隨訪”是這個群體的診療特點。
王雯靜首先選擇和三甲醫(yī)院合作,“這三類人群一般都會選擇三甲醫(yī)院去看病,因為基層解決不了他們的問題?!币嫘蜥t(yī)療通過這樣的合作采集樣本,給他們做基因檢測,檢測結(jié)果輔助臨床指導(dǎo)他們用藥,“最后來看觀察療效的數(shù)據(jù)。”這是一個閉環(huán)——從基因檢測入手,結(jié)合臨床藥事服務(wù),通過智能檢測設(shè)備展開隨訪,跟蹤數(shù)據(jù),實現(xiàn)全周期慢病管理。商業(yè)健康保險等也可以介入到這個過程中實現(xiàn)支付閉環(huán)。
經(jīng)過半年的實踐,目前來看這個閉環(huán)結(jié)果是可觀且樂觀的。根據(jù)王雯靜提供的全國范圍內(nèi)幾千例樣本抽樣統(tǒng)計結(jié)果,“這些從三甲醫(yī)院入組的難治性高血壓患者經(jīng)過半年的調(diào)藥和隨訪,診室血壓達標率高達58.6%,改善率達到74.7%,其中有304人曾出現(xiàn)嚴重的藥物不良反應(yīng),調(diào)整后幾乎全部消失。”
她通過與地方政府進行“一市一縣一區(qū)”的試點合作,依托地方醫(yī)聯(lián)體建設(shè),逐步下沉到基層,“把精準用藥下沉到基層,由三甲來指導(dǎo)基層,合理用藥、精準用藥。讓更多的慢病患者獲益,來放大這個數(shù)量級?!?/p>
面對龐大的簽字數(shù)量級群體,王雯靜做了一件事,就是讓專業(yè)的基因檢測報告變得越發(fā)簡單易懂,“我們有一個專業(yè)的生物信息學(xué)和醫(yī)學(xué)解讀團隊,把報告結(jié)果顯示得更加人性化?!睂τ卺t(yī)生來說,看到這份報告就像考前劃重點,把對患者“療效好、副作用風(fēng)險低、代謝劑量正常的藥物劃出來,療效差、副作用風(fēng)險高的藥物排除掉,縮小選藥范圍。”
對于癌癥基因檢測和精準醫(yī)療的未來,王凱很有信心。他認為,人類歷史發(fā)展的潮流猶如奔騰的江河,個體的人不過是江河里的一葉扁舟,改變不了潮流涌進的方向,他推崇精準率更高的大panel檢測(大panel檢測,一次檢測500多個基因全部編碼區(qū)域,并且能夠通過計算得出可以指導(dǎo)免疫治療的相關(guān)指標,是目前國際腫瘤臨床治療的基線診斷方式),雖然這條路更難走,走的人也更少,“大多數(shù)人還是想治病,還是需要藥廠的藥,要研發(fā)新藥就得需要大panel檢測?!?/p>
他描繪了一幅未來感十足的就醫(yī)場景:有了基因檢測以后,患者可以在家里搞清楚自己用什么藥,在一定程度上,跟醫(yī)生通過網(wǎng)絡(luò)連線,把基因檢測結(jié)果告訴醫(yī)生,然后醫(yī)生就可以據(jù)此告訴患者,該用什么藥,該怎么用藥。
中國政府也在全力跟進推動國內(nèi)基因檢測行業(yè)的發(fā)展。2018年8月,中國國家藥品監(jiān)督管理局(CFDA)批準Illumina的基因測序儀MiSeqDx在中國上市,MiSeqDx是首個通過CFDA批準上市的新一代測序系統(tǒng),這對整個中國基因檢測行業(yè)來說,具有里程碑式的意義。
未來,隨著基因檢測技術(shù)的進步,以及產(chǎn)品規(guī)模的放量,成本結(jié)構(gòu)會進一步下降。而擺在王凱和王雯靜等人面前共同的問題是,如何在具備先發(fā)優(yōu)勢的情況下進入長跑賽道,不停快速迭代,最終贏得市場?
恐怕,他們都在跟時間賽跑。