2015年,精准医疗(Precision Medicine)作为疾病治疗方案被提出,它强调在治疗前期个人的基因变化、环境影响的重要性,同时治疗中将以基因测序和大数据技术为主要手段。根据亿欧整理的数据显示,精准医疗的火热、飞速、指数上升式发展,似乎在2019年稍有降温。伴随着高投入、用户少和技术壁垒,资本市场似乎趋于冷静,精准医疗陷入短暂的资本寒冬。但是,2020年,上游NGS行业龙头接连上市、新冠疫情爆发对精准医疗行业带来新的增长,资本市场快速回暖。
预防、诊断、治疗、预后
四个环节精准疾病全周期
精准预防是以生物信息数据(多组学、流行病学等)和其他因素(社会、行为、环境等)为基础,依靠基因检测和大数据分析技术,进行大群体的疾病早期筛查(肿瘤和慢病的DNA检测、风险评估、针对预防)的新型预防医疗方式。相较传统预防,具备个性化、连续性、预警性等特征。
(二)精准诊断——突破传统诊断,以基因测序技术和抗原抗体免疫反应为基础
传统意义上诊断包括医疗影像、体外诊断。影像学诊断包括超声诊断、核磁共振成像、CT成像和AI医学成像,体外诊断包括生化诊断、免疫诊断、分子诊断、微生物诊断等。其中,分子诊断和液体活检以基因测序技术为基础,免疫诊断利用抗原抗体之间的特异性免疫反应,AI医学影像依赖人工智能技术,都可划入精准医疗的范畴。
基于精准医疗的疾病筛查流程可划分为群体疾病预测、个体基层筛查和个体AI影像定位,精准定位高风险人群,筛查基因突变位点和可视化肿瘤。
(三)精准治疗——深入基因和肿瘤微环境,突破新药研发瓶颈
精准治疗是精准医学的重要阵地,具有较大的潜在客户人群和市场前景,主要包括基因治疗、免疫治疗、小分子抗肿瘤靶向药物和单克隆抗体药物。
FDA对基因治疗(gene therapy)的定义是基于修饰活细胞遗传物质而进行的医学干预。细胞可以体外修饰后再注入患者体内,或将基因编辑治疗产品直接注入患者体内,使细胞内发生遗传学改变。基因治疗的技术发展上,“转基因”和“基因编辑”双线发展;治疗方式上,“体内(in vivo)”和“离体(ex vivo)”各有所长;治疗思路上,分为上调和下调目的基因表达。
2018年7月16日,美国 FDA 局长 Scott Gottlieb 博士发表声明,宣布 FDA 将继续大力推进基因疗法的开发,并发布了 6 大指南。同年,FDA批准了三种基因疗法产品,能够可靠地将可以整合进基因的DNA单元——基因盒(gene cassettes)输送到细胞和人体中。
细胞免疫治疗是一种新兴的肿瘤治疗方式,已成为恶性肿瘤治疗研究的热点领域。细胞免疫疗法是基于免疫学原理与方法,采集人体免疫细胞,进行体外培养和扩增,以增强靶向性杀伤功能,再输回人体内,通过调动机体免疫系统杀伤血液与组织中的病原体、癌细胞及突变细胞,抑制肿瘤生长,增强机体免疫能力。
细胞免疫疗法分为非特异性和特异性两类。非特异性疗法将一种及以上的免疫细胞体外培养,再导入人体内,激活人体的天然抗肿瘤系统,释放穿孔素、颗粒酶、细胞毒素等活性物质,间接地杀伤肿瘤细胞。特异性免疫疗法同样在体外培养免疫细胞,但是利用基因工程处理,再输回人体内时,具有特异识别靶向肿瘤细胞的功能,可以精准定位、直接杀伤癌细胞。
小分子抗肿瘤靶向药物,是通过化学合成途径制备的抑制肿瘤癌细胞血管生成、特异性信号转导通路等过程中的核酸、蛋白质的合成的药物,通常对肿瘤细胞具有高度特异性但对正常组织无损伤或损伤较轻,药物的相对分子量小于1000。目前,应用于临床的有阿斯利康研发的抗肺癌靶向药吉非替尼、辉瑞研发的肾癌靶向药阿昔替尼等。其中,最出名的是《我不是药神》中所提到的由瑞士诺华公司研制出格列卫——人类第一个用于抗癌的分子靶向药。
单克隆抗体(简称单抗),是指由单一B淋巴细胞克隆产生的,仅针对某一特定抗原表位(抗原决定簇)的抗体。不同于常规抗体,单抗具有理化性状高度均一、生物活性单一、与抗原结合的特异性强、便于研究者处理和质量控制等特性。单抗药物主要用于治疗癌症、自身免疫病、炎性疾病和传染病。如今,应用于临床的有贝伐珠单抗、西妥昔单抗和易普利姆玛等。
精准预后利用患者样本数据数据,借助机器学习方法,建立结合临床及病理学的预后风险预测模型及风险分层系统,帮助医生进行更好地对病人进行预后指导。常见的估计方法有Kaplan-Meier法,利用病人信息,如年龄、治疗时间、基因标志物的表达量等绘制生存曲线,从环境、基因等角度精准估计,辅助医生做出预后决策。
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来源:亿欧