癌症的伴随诊断 NGS是否有一席之地

　　在临床试验中，利用伴随诊断来指导治疗，可鉴定出最有可能响应特定疗法的患者群体，从而改善治疗反应。这些检测不仅能指示分子靶点的存在，还能提示治疗的脱靶效应，预测与药物相关的毒性和副作用。

　　伴随诊断(Companion diagnostics，CDx)是指体外诊断的设备或成像工具，能够为相应治疗产品的安全性和有效性提供重要的信息。如今，伴随诊断已成为肿瘤学家不可或缺的工具。因此，分析师预计，全球伴随诊断市场到2019年有望达到87.3亿美元。

　　在临床试验中，利用伴随诊断来指导治疗，可鉴定出最有可能响应特定疗法的患者群体，从而改善治疗反应。这些检测不仅能指示分子靶点的存在，还能提示治疗的脱靶效应，预测与药物相关的毒性和副作用。

　　对于制药公司而言，在药物开发的过程中使用伴随诊断可以提高药物的成功率。之前，一项研究曾经调查了1998­2012年间非小细胞肺癌药物开发过程中临床试验失败风险。研究人员分析了199种药物化合物的676个临床试验。

　　数据显示，III期临床试验的失败是药物获批的最大障碍，其总体成功率只有28%。不过，在生物标志物指导的试验中，成功率达到62%。研究人员通过数据分析得出结论，在III期药物开发过程中使用伴随诊断检测可明显提高临床成功的机会。

　　监管考虑

　　据美国FDA肿瘤治疗产品部门的监管专员Patricia Keegen博士介绍，如果新药物作用于特定的基因或生物学靶点，但这个靶点只存在于部分患者体内，那么FDA需要伴随诊断检测。这种检测能够确定哪些个体将受益于治疗，而哪些患者无法受益，甚至可能受到伤害。FDA将伴随诊断划到III类设备，需要最严格的医疗器械审批程序。

　　制药公司与诊断公司之间的紧密合作已经推动一些药物和伴随诊断同时获得FDA批准。目前，市场上一些主要的检测开发商包括罗氏诊断、雅培、安捷伦、QIAGEN、赛默飞世尔科技以及Myriad Genetics。

　　不过，基于NGS的检测还未被批准用于癌症的伴随诊断。所有已批准的检测包括PCR检测、免疫组化和原位杂交技术。尽管FDA已批准Illumina的MiSeqDx测序仪用于囊性纤维化的筛查和诊断，“但将NGS用于靶向肿瘤药物还必须克服多个挑战，”DAKO顾问Jan Trøst Jørgensen评论道。

　　Illumina的MiSeqDx平台、两种囊性纤维化检测以及一个文库制备试剂盒已经获得FDA的上市前许可(premarket clearance)。这标志着新一代测序系统首次获得FDA的批准。不过，FDA对MiSeqDx 仪器平台的审查采用de novo classification process，遵循的是新型低中度风险的医疗器械的审批程序。

　　Jørgensen博士进一步指出：“我们的靶向药物开发已经逐渐从‘一个生物标志物：一种药物’的场景转移到更加综合的方法，有着多个生物标志物和药物。这种‘新模式’将为在临床中引入多重策略铺平道路，包括基因表达芯片和新一代测序。”

　　Illumina认为，NGS代表了理想的方案，将肿瘤分析的模式从一系列单基因检测转变到多分析物的方法，带来精确的肿瘤学。Illumina已经与一些制药公司结成了伙伴关系，以开发一种基于NGS的通用型肿瘤检测系统。合作对象包括阿斯利康、杨森、赛诺菲和默克雪兰诺。他们试图重新定义肿瘤的伴随诊断，重点是开发靶向治疗临床试验所用的系统，以便推出一个多基因产品，用于疗法的选择。

　　2014年1月份，Illumina和Amgen宣布，他们将合作开发基于NGS的伴随诊断，针对结直肠癌抗体Vectibix(帕尼单抗)。Illumina将在MiSeqDx仪器上开发伴随诊断。Vectibix是一种抑制EGFR的单克隆抗体，不建议用于带有KRAS突变或KRAS状态未知的转移性结直肠癌患者。Illumina表示，对于那些考虑用Vectibix治疗的患者，美国FDA尚未批准伴随诊断检测，以评估KRAS的突变状态。Illumina希望获得美国和欧洲监管部门的批准。Illumina和Amgen将验证检测平台，而Illumina将推出商业化产品。

　　治疗选择

　　Foundation Medicine表示，它的癌症基因组鉴定方法将帮助医生发现那些驱动癌症生长的改变，并确定靶向治疗方案。它的第一个临床产品，FoundationOne，拷问315个癌基因的完整编码序列，以及28个在实体瘤中经常发生重排和改变的基因中的内含子。

　　这些基因经过深度测序，以确定相关的可行动体细胞改变，包括单碱基改变，插入缺失、拷贝数改变以及基因融合。测序所产生的基因组图谱与癌症治疗选择工具互补，将每位患者与靶向疗法和临床试验相匹配，以扩展治疗方案。

　　随着Foundation Medicine的NGS分析被越来越多地应用，最近的临床报道也举例说明，FoundationOne检测所实现的全面基因组图谱分析带来了诊断再分类，使靶向药物治疗有了激动人心的临床反应。在一些报道中，NGS发现了其他方法不可能发现的改变。

　　TRK融合癌症2015年7月，科罗拉多大学癌症中心和Loxo Oncology在《Cancer Discovery》在线版上发表了一篇研究简报，介绍了第一名原肌球蛋白受体激酶(TRK)融合癌症的患者登记参加LOXO­101 I期临床试验。LOXO­101是一种口服的TRK激酶抑制剂，仅适用于TRK受体家族。

　　尽管作者表示TRK融合很少发生，但它们却存在于多种肿瘤组织中。研究称，一名晚期软组织肉瘤的患者已经全面转移到肺部。医生将患者的肿瘤标本提交给Foundation Medicine，以便利用FoundationOne Heme进行全面的基因组图谱分析。结果发现她带有TRK基因融合。患者于2015年3月参加LOXO­101的I期临床试验。经过四个月的治疗，CT扫描显示最大的肿瘤几乎完全消失。

　　FDA负责个性化医疗的官员Elizabeth Mansfield博士表示，关于肿瘤生物学的新知识的快速积累以及诊断技术的快速演化正在挑战FDA，使其不断重新定义对伴随诊断的看法。如此看来，诊断检测的合并似乎是不可避免的，以通过单个或少量检测来获得治疗所需的所有信息。这是否意味着伴随诊断检测将融合NGS测序，让我们拭目以待吧。

　　如今，“罕见病”、“孤儿药”已然成为全球各大制药公司研发竞赛的新宠。数据显示，2015年全球最畅销的前10大药品中有7个拥有“孤儿药”的头衔。而这一年里美国FDA收到了472份“孤儿药”认定申请，同时发出了354份“孤儿药”资格认定，比2014年增长了22%，均创下历史新高。

　　罕见病的研究属于典型精准医学，具有超过研究疾病本身的意义，对于医学研究而言，罕见病是基础疾病的极端表现，针对这些极端少数病例的研究，将有助于提高我们对人类疾病机理的认识，帮助我们发现潜在的新型治疗方法。

　　近日，FDA特殊医疗项目办公室/孤儿产品开发办公室(Office of Orphan Products Development, OOPD)宣布推出一项新的资助项目来赞助罕见病自然史研究，希望能为罕见病患者带来新的和重要的诊断与治疗手段。

　　罕见病又称“孤儿病”，即发病率极低的疾病。根据世界卫生组织(WHO)的定义，罕见病为患病人数占总人口的0.65‰～1‰的疾病。常见的罕见病包括肌萎缩侧索硬化症、马凡综合征、成骨不全症、血友病、白化病、戈谢病、法布瑞症、苯丙酮尿症、淋巴管平滑肌瘤病等。中国罕见病患者基数非常大，复旦大学出生缺陷研究中心马瑞教授等人在2011年按照平均患病率为五十万分之一，推算我国罕见病患者有1680万人。罕见病是人类医学面临的最大挑战之一，已知的7000多种罕见病，80%属于基因缺陷疾病，人类对它们的了解还很少，有效治疗药物的疾病不到5%，大多数药物甚至都没有在中国上市，中国罕见病患者面临无药可医的窘境。

　　1月29日，美国食品和药物监督管理局(FDA)宣布2015年共有21种用于治疗罕见疾病的新孤儿药获得批准上市，几乎接近2015年新药批准总数的一半(47%)。FDA药物评价和研究中心新药办公室主任John K. Jenkins博士说：“这比以前任何一年批准的针对罕见病的孤儿药数量都要多，已经连续两年打破了FDA历史纪录。” 其中值得一提的是福泰制药(Vertex Pharmaceuticals)的Orkambi，为一款囊性纤维化(CF)治疗药物，于2015年7月2日获FDA批准，当年全球销售额即达到3.51亿美元，预计到2020年销售额将能冲破28亿美元。

　　在2016年2月29日，第九个国际罕见病日当天，FDA特殊医疗项目办公室/孤儿产品开发办公室(Office of Orphan Products Development, OOPD)宣布推出一项新的资助项目来赞助罕见病自然史研究，希望能为罕见病患者带来新的和重要的诊断与治疗手段。罕见病，按照定义，在美国罹患者不超过20万人。然而它的影响远不罕见，共约7000种已知的罕见病影响到大约3000万美国人，而绝大多数罕见病并没有合适的诊断工具或治疗方法。开发这类诊断或治疗方法——无论是传统小分子药物、生物制剂或医疗设备——已经被许多人比做搭建房子，两者都需要坚实良好的基础。对于任何一种罕见病的治疗发展计划来说，这种基础都要包括对该疾病自然史的全面了解。

　　如何定义一种疾病的自然史?将它想象成一个疾病需要经历的过程，从发病的时间，经历症状前期和临床阶段的发展，到疾病的终末。彻底洞察疾病的自然史有助于带来更好的、更精心设计的临床试验，这些实验能够加速拯救生命的诊断和治疗方法的发展。缺乏对自然史的了解，往往是开发针对罕见病患者救命产品的一个主要障碍。没有这个了解，在决定研究什么、在一项研究中寻找什么以及如何捕捉一个合适的治疗方法乃至一个治愈受获批所需的数据方面会变得非常困难。

　　OOPD的新的自然史资助计划旨在提供急需的支持、补充进行中的工作来帮助改变治疗罕见病产品的发展轨迹。该被资助的研究应有助于描述罕见病的自然史或状态、鉴定基因型和表型亚群、开发和/或验证临床结果测量、生物标记物以及伴随诊断。

　　进行自然史的研究有数种方法，可以在时间上回顾(追溯性)、预测(前瞻性)或是表格调研(通过问卷收集数据)。每种方法各有利弊，很大程度上所用的方法将取决于我们对一种特定的罕见病知道多少以及当前存在的治疗选择。

　　患者宣传团体能够并且已经在收集自然史数据方面发挥了关键作用，比如在FDA自然史研究视频讨论中突出展示的来自病患宣传者的视角。通常阻碍像患者宣传组织这样的机构建立自然史研究的原因是资金问题，而这正是资助计划可以有所作为的地方。

　　OOPD承诺在2017财政年度(2016年10月1日至2017年9月30日) 资助2-5个项目，总资助金额大约为2百万美元。孤儿产品自然史资助项目开放资助给所有类型的自然史研究，它们适用于正在研究的罕见病并可资助诊断和治疗方面的开发，它提供两种形式的资助项目，资助金额和持续时间：每年总费用上限为400,000美元，最多五年的涉及受试个体临床检查的前瞻性自然史研究;每年总费用上限为150,000美元，最多两年的回顾性自然史研究或问卷调研。

　　孤儿产品自然史资助项目是建立在OOPD的孤儿产品资助计划之上的，这个计划由孤儿药法案在30多年前形成，它通常资助孤儿药临床试验。OOPD已经成功地运用来自临床试验资助项目的预算将50多个孤儿药产品推向了市场。

　　FDA希望这一新的孤儿产品自然史资助计划将有助于建立起一个重要的基础，这个基础对加速发展针对大量罕见病患者生命急需的诊断工具和治疗方法是十分必要的。该项目由FDA孤儿产品开发办公室(OOPD)孤儿产品自然史资助项目主任Katherine Needleman和OOPD资助项目官员及评审员Gumei Liu具体负责。