王焱 博士

南京科维思生物科技股份有限公司 CEO
芯片式数字聚合酶链式反应分析系统研发负责人

公司简介

南京科维思生物科技有限公司是一家新兴的基因技术企业,以 NGS 和 Digital PCR 相结合实现两种技术平台的优势互补。

已经自主研发了 5 个系列 27 个型号的高通量测序相关产品,拥有多项美国和中国产品专利。目前已经取得国家 1 类 IVD 产品和生产备案 4 项,正在进行两个肿瘤领域多个产品的 3 类 IVD 试剂申报工作,技术研发工作已经完成。这些产品大多为国际的首创产品,有望进入美国市场。
数字 PCR 是继实时定量 PCR 之后新兴发展起来的一种绝对定量分析技术。该技术摆脱了对标准曲线的依赖,具有更高灵敏度和准确度,因此在精准医疗领域,尤其是液体活检这个细分市场具有广泛的应用前景和广阔的市场潜力。

以王焱博士为首的南京科维思创新团队已率先开发出芯片式数字 PCR 分析系统,该系统能够提供支持高灵敏度检测的技术解决方案。据悉,这款分析系统有望在近期经由绿色通道获得 CFDA 批准上市,并付诸临床使用。就这一话题,丁香园对王焱博士进行了专访,以下是访谈详情。

访谈视频


丁香园:我们注意到,科维思研发的芯片式数字聚合酶链式反应(dPCR)分析系统已被纳入到 CFDA「创新医疗器械特别审批程序」当中,能否向我们介绍一下这款产品的研发背景以及进入审批「绿色通道」的过程?

王焱博士:这款产品主要基于美国 Life Technologies QuantStudio 3D 芯片式数字 PCR 系统作为原型来进行临床开发。纳入创新审批程序的医疗器械应当有其核心专利以支撑整个体系,科维思这款 dPCR 分析系统有我们自己申报的专利,同时还针对大量的样本做了分析验证和临床验证。这样能够保证该系统设定有准确的阈值,达到临床所需的准确性和重复性的要求。对于液体活检等高灵敏度的检测需求,这款产品能够很好地加以满足。我们很期待,这款创新医疗器械可以尽快上市,能够在肿瘤的伴随诊断以及治疗动态监控方面给病人带来获益。

丁香园:这款产品的创新之处主要体现在哪些方面?

王焱博士:这款 dPCR 分析系统是一款融合了体系创新的产品,涉及到硬件、软件及试剂的创新。这三个方面只有达到最佳组合,才能实现预期的灵敏度。

从原理上讲,dPCR 是指将一个反应体系拆分到两万多个微反应体系中。这一想法看起来很简单,但能够解决核心问题,即当我们需要以较高灵敏度来检测低频突变时,可将含有靶标的待检测组拆分到很微小的反应体系中,这样可以保证含有靶标的微反应体系释放较强的荧光信号,而不含有靶标的反应体系就作为背景,通过这样的区分,可以将稀有的低频突变检测出来。

这一系列功能的实现涉及到芯片这种硬件,还涉及到光学检测体系,同时要用到使 PCR 反应体系「刷」到芯片平面的技术手段,这其中包含了很多创新点。

丁香园:生命科学的发展一日千里,创新往往走在监管的前面,那么科维思的数字 PCR 分析系统在合规性方面做了哪些工作?预期何时可以取得准生证?

王焱博士:根据 CFDA 的流程来看,在今年第三季度,应该可以拿到注册证。拿到注册证,意味着科维思的 dPCR 分析系统将是第一款合规地进入到医院的产品。我们知道,任何一款临床使用的产品,与科研产品相比,需要经历严格的临床前研发、临床验证以及临床试验等一系列过程。因此临床使用产品无论是质量方面,还是规范方面,都有很好的提升。注册证的获得,不仅仅意味着产品的合规,在产品质量和终端服务方面,都会有更好的保证。

丁香园:核酸检测行业近年来发展很快,PCR 的迭代更新已经实现了从 qPCR 到 dPCR 的过渡,在实验操作和结果分析时,数字 PCR 已经有了哪些进步?

王焱博士:在实验操作层面,实际上二者基本一致。在进行 qPCR 时,会配制一个反应体系,装在一个 PCR 管中。而 dPCR 增加了一个步骤,即将反应体系刷到芯片上,而后芯片会被封闭起来,进行 PCR 反应和后续的监测。这样做有一个好处,那就是当我们在检测的时候,样品之间的交叉污染是一个很大的问题,这也是临床实验室必须要避免的。芯片式 dPCR 在 PCR 反应启动之前,就形成了一个封闭的反应体系,可有效避免交叉污染。

丁香园:对于病患和医生来说,这款数字 PCR 产品的实际应用分别体现在哪些方面?

王焱博士:科维思这款数字 PCR 分析系统主要针对临床应用,同时也能满足很多科研和检验的需求。针对临床应用,这是一款小通量的产品,更适合肿瘤患者病情的床旁分析,具有很好的方便性和灵活性。从应用场景来说,白血病病人在治疗过程中,会定期抽取血液或骨髓,检测相应指标是否有变化,以决定后续治疗措施,其中会涉及到微小残留检测。

但在实体肿瘤领域,微小残留检测并未得到广泛应用,主要是因为缺乏检测外周血的方便易行的平台,数字 PCR 恰恰弥补了这种缺憾。这种技术平台进入到检验市场,会给肿瘤治疗带来一个很大的机会,可以令实体肿瘤患者同白血病患者一样,都能进行微小残留的检测。

科维思开发的 dPCR 分析系统具备相当高的灵敏度,可以支持医务人员检测外周血中已知突变在治疗过程中的丰度变化,对治疗进行动态的监控,从而评估疗效,并及时发现患者是否发生耐药。一旦发生耐药,可以继续监控与耐药相关的突变,为临床医生提供调整治疗方案的依据。

以非小细胞肺癌为例,当患者开始用易瑞沙进行治疗时,我们可以在治疗前和治疗中定期采集血样,并利用数字 PCR 系统来检测 L858R 的突变状况。检测目的不仅仅是发现有与无,更多的是丰度的评估。在治疗过程中,如果能观察到丰度降低,那就可以提示医生,治疗是有效果的。如果治疗后期,如果我们看到丰度又有提升,这会提示医生,患者很可能出现了耐药。这一发现会促使医生对患者的耐药相关突变进行检查。比如说,阿斯利康肺癌药物泰瑞莎的耐药位点是 T790M。如果患者针对这一突变进行检测后发现结果呈阳性,那么医生可以及时调整治疗方案,给病人新的选择机会。

这在肿瘤靶向治疗过程中是一个常见场景,数字 PCR 技术在其中给患者带来的利益也是非常清晰的。毕竟肿瘤患者是在与时间赛跑,如果能够及早控制病情的进展,对患者而言将是一件非常好的事情。

丁香园:最近有市场研究机构认为,在肿瘤的个体化治疗领域,数字 PCR 相对于现有的基因检测技术,不仅技术上更加进步,而且市场潜力也更大,对此您怎么看?

王焱博士:我确实认同在肿瘤相关的检测中,数字 PCR 会有非常大的市场潜力。从现在的状况来看,在世界范围内,肿瘤发病率的年复合增长率相对很高,中国尤其是这样。这意味着,这是一个持续增长的市场。与此同时,随着新的治疗手段的出现,患者的生存期也在不断延长,检测的需求也在增长。另外,一些靶向药物在一些地区已经进入医保,这使得用药群体在不断提升。因此,我们可以预期,在伴随诊断与动态监控这个市场,未来的 3~5 年内,将会持续保持高速增长。

丁香园:很多靶向药物的伴随诊断以及肿瘤的液体活检都会用到高通量测序技术,数字 PCR 的优势在哪里,您将如何看待数字 PCR 技术在未来的发展?

王焱博士:科维思在 2012 年成立时,应该是国内最早推出高通量测序文库构建产品的公司。从 2013 年开始,科维思同很多临床医生开展合作,利用高通量测序技术,开展游离 DNA 相关的分析,并进行了一些伴随诊断与动态监控的尝试。经过一段时间尝试与摸索,我们的理解是:同数字 PCR 相比,高通量测序更是一个科研应用的工具,后者可以同时检测许多不同的基因突变。

与其说高通量测序能够在今天的临床场景中指导医生用药,不如说它能够给未来的新药开发提供更多靶点,帮助科学工作者更加了解肿瘤,并寻找更多解决方案。真正能够指导临床工作的一些突变目前已经确认相对比较少,而且多是稀有突变。数字 PCR 的灵敏度和特异性都优于高通量测序,所以就当下的临床应用而言,数字 PCR 是一个更好的选择,而且这种技术操纵简单,流程短,更加适合检验医生使用。

丁香园:针对数字 PCR 分析平台,科维思是否有开发相应的产品和试剂盒?

王焱博士:目前科维思针对肿瘤治疗的靶向药物,已经开发了 5 种产品。一个是用于检测 HER2 扩增的产品,主要针对乳腺癌和胃癌的靶向药物赫赛汀而开发。这款产品的开发流程已经完成,临床试验很快就要启动。另外三个是针对 EGFR 的 T790M、L858R 及 19 外显子缺失这三个最常见的突变所开发出的药敏/突变检测产品。还有一个是 ALK 融合基因检测产品。

丁香园:包括数字 PCR 在内的体外诊断手段对医生的临床工作无疑有很大帮助,但我们也了解到,由于医保控费以及一些医院技术条件较差等因素,难以开展这些项目,希望能由有资质的第三方机构来开展这些检查服务。对此,科维思在市场策略上是否有相应的考虑?

王焱博士:数字 PCR 的终端客户主要有两类,一类是医院,一类是第三方检验机构。根据我们对市场的理解,在早期,数字 PCR 进入医院相对有限的情况下,这是第三方检验机构切入这一领域良机,因此科维思目前已经与一些第三方机构开展了技术与产品的合作,即后者会使用科维思的平台与产品,为患者提供服务。不过,由于检测对象是外周血中的 DNA,这种环境下 DNA 非常容易降解,因此从技术角度,如果能够在医院开展这类检测是一个相对更好的选择。

丁香园:针对数字 PCR 的市场前景,科维思做了哪些前瞻性的布局?

王焱博士:科维思是一家技术型企业,专注于不断地把新产品推向市场。在产品的推广方面,我们非常愿意与渠道开展全方位的合作。目前科维思已经与将近 10 家渠道商有了初步的沟通,并签订了数个意向合同。预计今年年底,会有数十台设备经由渠道,抵达终端,并服务于患者。

丁香园:最后,请您介绍一下科维思公司发展历程及未来愿景?

王焱博士:科维思取得今天的成绩,我非常感激我们的团队,也非常为我们的团队骄傲。在过去的日子里,公司与 Life Technologies、阿斯利康这样的企业在不同的层面上进行合作,公司研发出的 dPCR 分析系统,也得到了渠道方的积极响应和认可,所有这些都给我们团队很多信心。

接下来,科维思在产品开发的过程中,一定不会局限于数字 PCR 这一条产品线。我们会将技术平台拓展到高通量测序,会从设备、试剂和耗材着手,形成一个完整的解决方案。与此同时,我们还将积极与国内外的专家学者展开合作,开发出更多的创新产品,全方位的覆盖包括游离 DNA 和循环肿瘤细胞在内的肿瘤液体活检的检测需求。我们欢迎能有更多地高端人才加入到科维思的团队,大家一起携起手来,将创新这件事做得更好。

丁香园:感谢您接受丁香园的采访。

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