根据国家癌症中心发布的《2022年全国癌症报告》数据显示,2020年我国新发卵巢癌人数为6万人,死亡4万人。卵巢癌确诊晚、复发率高、五年生存率低,死亡率居女性生殖系统恶性肿瘤之首[1]。
《“健康中国2030”规划纲要》提出,“到2030年,总体癌症生存率提高15%”的要求。卵巢癌五年生存率为40.5%,因缺乏有效检测手段,近十年来卵巢癌五年生存率仅提升0.4%,显著低于宫颈癌提升的14.4个百分点[2,3]。
卵巢癌的早期诊断具有重大意义,得到早期确诊的患者,5年生存率接近90%。然而卵巢癌的早期诊断一直是困扰临床医生多年的问题,自CA125于上世纪80年代被发现并广泛应用于临床诊断以来,过去40多年未有更好的诊断产品突破CA125的检测性能。虽然已经广泛为临床所使用,但目前传统的经阴道超声和肿瘤血清标志物CA125、HE4等检测方法,对于早期卵巢癌诊断的敏感性低,存在局限性[4]。尤其是血清CA125,在早期卵巢癌中敏感性仅为43.5-65.7%[5],在其他妇科良性疾病和非恶性肿瘤中也有不同程度升高,容易造成假阳性,无法满足临床对于卵巢癌早期精准诊断的需求。因此,在卵巢癌疾病领域,一直以来,三个70%始终困扰着临床医生和患者:约70%的患者确诊时已是晚期;尽管手术联合含铂化疗一线治疗缓解率可达80%以上,但70%的卵巢癌患者会在初次治疗后两三年内复发;70%的患者生存时间都不超过五年[6]。
上海思路迪生物医学科技有限公司(简称“思路迪诊断”)研发的人外泌体CA125、HE4、C5a检测试剂盒(商品名:泌思优TM),基于外泌体技术在临床应用上的突破,并以优异的检测性能成为全球首款完成多中心临床试验且审评批准的基于外泌体技术的卵巢癌体外诊断产品[7]。泌思优TM的横空出世有望成为卵巢癌早期诊断的“利器”,通过帮助临床实现卵巢癌的诊断前移,最终提升卵巢癌的5年生存率,为卵巢癌患者带来福音。
关于外泌体
外泌体是一种直径在30-150 nm的胞外囊泡,在外泌体的形成过程中,细胞中多种蛋白质、脂质和核酸分子等内容物被选择性地包裹进入外泌体,并通过主动过程释放到血液、尿液等多种体液中,介导细胞间通讯,因此在人体生理和病理发展过程中,发挥重要作用。
2013年,诺贝尔生理或医学奖授予从事细胞囊泡运输调控机制研究的3位科学家,James E. Rothman、Randy W. Schekman和Thomas C. Südhof,由此将外泌体的相关研究推向了新的高潮。
目前,全球每年发表外泌体相关研究近5000篇,主要集中在外泌体在生理和病理过程中的调控作用机制研究、外泌体在疾病诊断标志物中的研究,以及使用体外细胞分泌的外泌体用于疾病治疗和药物递送工具的探索研究。由于外泌体在疾病诊断和治疗中的巨大潜在价值,已经吸引了大量的生物技术创业者和资本进入该领域,在疾病诊断、疾病治疗和药物递送三个主要应用领域,都已经有生物技术公司主导的临床试验在进行中。
虽然外泌体自首次于上世纪90年代发现在肿瘤发展转移中有重要作用,至今已近30年,但同其它诸如mRNA疫苗、CART-细胞治疗和ADC抗体耦联药物等颠覆性生物技术在获批前的“无人区”探索阶段时遇到的挑战一样,外泌体技术在转化于临床应用时,其中许多难点还尚待攻克。例如用于疾病诊断标志物开发时,在创新标志物发现和外泌体分离纯化稳定性达到体外诊断注册法规要求方面尚存在挑战;用于疾病治疗时,其生产得率、纯度、均一性和生产批次稳定性的难题尚需攻关;用于药物递送时,药物的包裹、体内递送效率和体内代谢稳定性方面还在技术攻关初期。
基于上述一系列技术难点,虽然有不少外泌体相关的疾病诊断、治疗和药物递送临床试验在进行中,但完成临床试验并且达到预期效果的少之又少。
思路迪诊断领跑全球外泌体研发赛道,率先突破外泌体技术临床应用瓶颈
泌思优TM技术的核心优势在于利用外泌体——细胞释放的小囊泡——所包含的丰富信息,在疾病早期诊断中显示出巨大价值[8]。具体而言,利用外泌体蛋白作为生物标志物具有明显优势:在血浆/血清中能被鉴定为潜在标志物的目标蛋白占比只有1%,在外泌体中的比例却高达75% [9,10],这使得在新型标志物在发现和使用过程中,可以大幅减少由高丰度蛋白造成的干扰;同时,由于外泌体内含物受到磷脂双分子膜的保护,具有很高的稳定性,进一步降低了标志物的降解,还能通过外泌体得到富集,从而保证了外泌体标志物作为诊断产品的高灵敏度和高特异性。
另外,思路迪诊断自主研发的负压纳米超滤结合逆向疏水聚集沉降技术分离提取外泌体,相比传统的外泌体分离制备技术具备高稳定性和易操作等优势,克服了外泌体技术临床应用的瓶颈,使外泌体技术能真正服务临床,服务患者。
创新性的多标志物组合,突破传统单一标志物的性能局限
除使用外泌体蛋白作为标志物诊断疾病外,泌思优TM的另一大创新是基于外泌体蛋白的多靶标生物标志物组分析。前期研究通过基于临床队列的外泌体质谱组学研究和数据挖掘分析,不仅发现外泌体来源的CA125和HE4能显著提升卵巢癌良恶性鉴别准确性,还创新性的发现了新型生物标志物C5a(补体系统核心蛋白C5a),而前期研究显示C5a的表达异常与卵巢癌的发生发展密切相关[11]。在后续标志物开发过程中,由于外泌体来源的标志物含量普遍低于血液来源标志物,因此泌思优TM首次将高效的外泌体提取方法与高敏的化学发光免疫分析法相结合,从外周血分离外泌体,再检测外泌体中CA125、HE4以及C5a的浓度,通过队列训练计算出OCS分值,并经过多中心独立临床队列验证,最终实现了比传统的单一标志物来源更优的临床诊断性能。这种以生物标志物组作为标志物,而非传统单一蛋白来源作为标志物指标,也是未来标志物开发的趋势。
多中心临床大样本队列,历史性的突破检测性能瓶颈,革命性的改变卵巢癌诊疗现状
经过多年外泌体技术攻关和标志物研究,克服了外泌体高效稳定分离制备、多标志物组合发现、筛选和训练,以及临床样本外泌体多指标组合检测稳定性等一系列技术难题后,2019年,由重庆大学附属肿瘤医院周琦教授牵头,联合中山大学附属孙逸仙纪念医院林仲秋教授、中国科学院大学附肿瘤医院朱笕青教授和郑州大学第一附属医院韩丽萍教授启动多中心临床注册研究,该研究前瞻性纳入大约1500例附件包块女性患者,以病理诊断为金标准分析了泌思优TM诊断卵巢癌的性能。结果显示:泌思优TM检测卵巢癌的总体敏感性为95.5%,在上皮性卵巢癌和附件良性包块的鉴别诊断中特异性达到90.2%,尤其是对于Ⅰ期卵巢癌的患者,检测敏感性为89.7%,显著优于传统的血清CA125(27.8-64.3%)[5]。
同时在CA125阴性的卵巢癌患者中,展现出72.7%的灵敏度和98.4%的特异性,减少了卵巢癌的漏诊和误诊风险。对于上皮性卵巢癌中占比最多、恶性程度最高的高级别浆液性卵巢癌,泌思优TM的诊断敏感性达到98.3%。而且,和ROMA指数(一种基于血清来源CA125和HE4的计算组合)敏感性受绝经前后影响较大不一样的是,泌思优TM无论在绝经前还是绝经后女性中,都展现出优异的敏感性,分别为94.3%和96.2%,这大大提高了绝经前女性患卵巢癌的诊断率。
此外,在小于45岁的女性中,泌思优TM诊断卵巢癌的敏感性亦达到92.7%,提示泌思优TM在易于发生早期卵巢癌的年龄段女性中的优异性能。这些数据表明:泌思优TM可以作为一个很好的卵巢癌诊断的血液学标志物,有利于卵巢癌的早期诊断,同时研究数据亦提示,其在附件肿物良恶性鉴别和无症状的高危人群风险卵巢癌筛查也显示出较大的应用潜力。
外泌体技术全球首款卵巢癌,体外诊断产品获批带来的潜在产业效应
基于外泌体的自身生物学特征、与疾病发生发展过程的密切联系,使得其成为当下国际科学研究和产业研发最前沿的技术路径之一。
目前,外泌体已被证实可以应用于肿瘤、免疫系统和感染性疾病的诊断研究,未来可以针对不同疾病的特异性标志物批量开发诊断试剂盒。同时,外泌体因广泛存在于各种体液中,可突破血脑屏障,还可以用于早老痴呆等其他神经系统疑难疾病的早期诊断。在不同复杂性疾病的诊断、疗效评估和复发预测上具有广阔的发展前景。泌思优TM的获批,也从另一个侧面反映国家药品监督管理部门对创新技术的拥抱和支持。可以想见不久的未来,随着外泌体技术不断成熟,会有更多依托于该技术开发的创新医疗产品申报和进入临床,外泌体技术应用有望从外泌体诊断拓展到细胞分泌的外泌体治疗和基于外泌体的药物递送等创新性技术和产品。
结语
历时八年研发,思路迪诊断攻克了外泌体技术领域一系列世界级技术难题,打通了“bench to bedside”的产品转化路径,成功推出了全球首款外泌体卵巢癌体外诊断产品。泌思优TM的上市也将推动外泌体技术在各大疾病领域的快速转化,形成一系列创新诊断和其他医疗应用产品,解决诸多复杂疑难疾病的诊断和治疗难题。同时思路迪诊断在医疗创新“无人区”探索的成功,也将进一步强化中国医药创新生态体系的力量,助力产生更多创新硕果。
*产品预期用途和性能指标详见产品说明书
参考:
[1] 国家卫健委《卵巢癌诊疗指南)(2022年版)
[2] 2021年国家癌症中心统计数据
[3] 国家卫生健康委员会2018年6月8日例行新闻发布会文字实录,中华人民共和国国家卫生健康委员会,
2018年6月8日,http://www.nhc.gov.cn/wjw/xwdt/201806/d5a307f70cb84538847e18af2de1f715.shtml
[4] 邹玉鹏,李力.肿瘤防治研究,2017;44(9):631-635
[5] Biochim Biophys Acta Rev Cancer. 2021 Apr;1875(2):188503.
[6] 三个70%困扰着临床医生和卵巢癌患者,光明网,2022年5月13日,
https://m.gmw.cn/baijia/2022-05/13/35726645.html
[7] 上海一全球首款卵巢癌体外诊断产品获批上市,人民日报客户端上海频道,2024年1月23日,
https://wap.peopleapp.com/article/7323614/7160111
[8]《外泌体研究、转化和临床应用专家共识》,转化医学杂志2018年12月第7卷第6期
[9] Bleijerveld, O.B., Zhang, Y.N., et al, PROTEOMICS-Clinical Applications,7(7-8), 2013; pp.490-503.
[10] Boukouris, Stephanie and S. Mathivanan. Clinical applications. 2015; 9 34 :358-67.
[11] Merle NS, Noe R, Halbwachs-Mecarelli L, Front Immunol. 2015;6:257