目前，惡性腫瘤是嚴重威脅人類健康的重要原因之一，給社會帶來了沉重的經濟負擔。隨著人口老齡化，腫瘤防治領域面臨越來越嚴峻的挑戰。2019年1月，我國發布了中國癌癥統計報告——《2015年中國惡性腫瘤流行情況分析》數據顯示，我國2015年有新發惡性腫瘤病例392.9萬平均每分鐘有7.5個人被確診為癌癥。每年惡性腫瘤所致的醫療花費超過2200億元。

液體活檢

據了解，目前我國腫瘤檢測方法主要分為傳統檢測和基因檢測兩種，涵蓋血清腫瘤標記物、醫學影像學檢查、組織活檢、液體活檢等方式，而對腫瘤早期診斷最有效的方法是通過體外診斷尋找體液中的腫瘤標志物——液體活檢。

液體活檢作為體外診斷的重要分支，通過捕獲和檢測體液（如：血液、尿液、唾液、腹水、胸膜積液等）中的生物標記物（如：血清腫瘤標志物、循環腫瘤細胞（CTC）、循環游離腫瘤DNA（ctDNA）、外泌體等）來診斷和監測腫瘤等疾病。相較于組織活檢，液體活檢的優勢在于非介入性、可重復性地獲得腫瘤樣本，其副作用小、操作簡便、成本較低、檢測速度快，在減小了腫瘤異質性對診斷造成的偏差的同時，也能及時地反應腫瘤發展的動態變化，其臨床適應癥也極為廣泛，如常見的肺癌、乳腺癌、前列腺癌、結直腸癌、食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等腫瘤均可用液體活檢進行診斷與監測。液體活檢相較于傳統的組織活檢以及醫學影像學等手段，能夠提前發現尚處于早期的腫瘤，為腫瘤的早篩早診提供了極具潛力的途徑。基于液體活檢技術的腫瘤早篩早診是目前國際腫瘤領域研究集中攻克的熱點和難點。JP摩根將液體活檢分為早期篩查、診斷分型、藥物伴隨檢測、患者病情檢測4個細分領域，預計全球市場潛力達千億元。

液體活檢腫瘤生物標志物

（一）CTC

循環腫瘤細胞（Circulating Tumor Cell, CTC），是指從實體瘤中脫離出來并進入外周血液循環的腫瘤細胞。CTC數目往往很少，而血液中血細胞的數量則非常龐大，要想檢測CTC，關鍵在于根據CTC的物理學特征（大小、密度、電荷、可變形性）和生物學特征（表面抗原、侵襲性等），來實現CTC從血液中的識別和富集。CTC的富集和后續分析，目前還很少有應用，一是技術難度大，更重要的是少數幾個CTC很難完整反映腫瘤完整的信息。目前FDA和CFDA有批準的CTC檢測產品，均是根據腫瘤細胞特定抗原對CTC進行計數，利用血液中CTC數目提示療效、預后等信息。

圖一：血液中的CTC

（二）ctDNA

ctDNA（circulating tumor DNA，循環腫瘤DNA）是指人體血液循環系統中不斷流動的攜帶一定特征（包括突變， 缺少，插入，重排，拷貝數異常，甲基化等）來自腫瘤基因組的DNA 片段。ctDNA 的主要來源包括：1、來自壞死的腫瘤細胞；2、來自凋亡的腫瘤細胞；3、循環腫瘤細胞；4、來自腫瘤細胞分泌的外排體。ctDNA有助于腫瘤患者的早期診斷，療效監測、耐藥評估及提前預測腫瘤的轉移復發等。其中，由于胃癌高度異質性及治療過程中胃癌基因突變的不確定性，ctDNA和CTC檢測更能滿足胃癌精準治療的要求。

目前關于ctDNA的研究更多地集中于其攜帶的基因突變上，但利用基因突變不能回溯腫瘤原發灶，因此目前正在探索ctDNA甲基化作為腫瘤的生物標志物，DNA甲基化具有組織特異性，能幫助醫生精確地追蹤到原發腫瘤器官或組織。

圖二：血液中的ctDNA

（三）外泌體

?外泌體（Exosome），是一種能被大多數細胞分泌的微小膜泡，具有脂質雙層膜結構，直徑大約40-100 nm。最近幾年，人們發現這種微小膜泡中含有細胞特異的蛋白、脂質和核酸，能作為信號分子傳遞給其他細胞從而改變其他細胞的功能。研究發現腫瘤細胞釋放的外泌體的量較大，這些外泌體與腫瘤的發生、發展、轉移以及抗藥性具有一定的相關性。因此，可以利用腫瘤細胞釋放到血液中的外泌體，檢測其中特異的蛋白和非編碼RNA等，來分析腫瘤相關的信息。外泌體的分析主要對象是其中的特異性RNA和蛋白。例如，有研究發現胰腺癌病人血清中GPC1（glypican-1）陽性的外泌體占比顯著增高；另有研究者發現，腫瘤會釋放攜帶高水平miR-122的囊泡來營造適合腫瘤轉移的土壤，這暗示著腫瘤外泌體中miR-122可能是一個潛在的標志物和藥物靶點。

雖然外泌體應用的前景廣闊，但目前仍處于研究階段，其提取、純化的技術難度較高，對于外泌體中具體標志物的選擇，還需要科研上有更多成果的支持。

圖三：CTC、ctDNA與外泌體比較

由于腫瘤DNA水平變異研究得最為成熟，而測序技術的發展也為ctDNA檢測提供了技術手段。因此，目前ctDNA的應用最為成熟，尤其是在指導用藥方面，ctDNA有無可比擬的優勢。

ctDNA

（一）、ctDNA提取

ctDNA在外周血中含量很少, 片段很小, 容易與血漿蛋白結合, 常規的提取效率不高, 同時為排除凝血過程產生污染, 目前多采用血漿進行ctDNA 抽提。類似于PCR分子診斷的核酸前處理，常用于分離ctDNA 的方法也有兩種，二者并沒有本質區別，只是二氧化硅微粒的載體不同。?離心柱法：以硅膠濾膜作為固相載體的，基于二氧化硅選擇性結合DNA 的獨特屬性。其原理是帶負電的DNA骨架與帶正電的硅膠濾膜之間的高親和力。鈉離子起到陽離子橋的作用，它可以吸引核酸磷酸骨架里帶負電荷的氧。在高鹽條件（pH≦7）下,鈉離子可破壞水中的氫與硅中帶負電荷的氧之間的氫鍵。通過大量漂洗去掉所有雜物后，用TE或Tris-Hcl 緩沖液或蒸餾水在低離子強度下（pH≧7）洗脫純化的DNA。?磁珠法：帶有磁荷的顆粒可通過磁場中的永磁將其移除。這些磁顆粒可用表面包被二氧化硅的氧化鐵顆粒制成。因表面積大，結合核酸的能力較強，可作為較好的分離載體。如果賦予容器側壁磁性，樣品混合物中結合有核酸的磁珠則聚集到容器壁，直接傾倒容器可將其他雜質去除，避免了反復離心。磁珠表面包被有活性基團可特異性吸附核酸。

圖四：ctDNA提取的兩種方法比較

（二）、ctDNA檢測

1. 已知突變的ctDNA的檢測（PCR）由于腫瘤分離出的DNA 的質量和數量變化極大, 因此需要高特異性和高靈敏度的方法檢測ctDNA。對于已知突變的ctDNA而言，檢測手段有數字PCR (digital PCR, dPCR)、BEAMing (bead, emulsion, amplification and magnetic)、ARMS-PCR(amplification refractory mutation system, ARMS)。2. 未知突變的ctDNA的檢測（NGS）上述的幾種技術準確率高，成本低，但是通量低，不能檢測未知突變，未來發展能力有限。以肺腺癌為例，最大類的兩個突變KRAS 和EGFR 分別占了16%和8%，有65%的突變是未知的。目前，檢測未知序列的方法主要有兩種：標記擴增深度測序(tagged-amplicon deepsequencing, TAm-Seq)技術和癌癥個體化深度測序分析方法(cancer personalized profiling by deep sequencing, CAPP-Seq)。

圖五：液體活檢的檢測技術的靈敏度比較

液體活檢的巨大市場潛力

癌癥早篩液體活檢布局頭部及新銳企業

泛生子

是一家癌癥精準醫療公司，專注癌癥基因組學研究和應用，擁有5家醫學檢驗實驗室，提供癌癥早期篩查、用藥指導、預后監測、腫瘤新藥研發服務等覆蓋癌癥全周期的產品與服務。泛生子的分子醫療器械創新網和產品覆蓋了中國前十大癌種中的八種。并在北京（CAP、CLIA雙認證）、杭州、上海、廣州以及重慶開設LDT醫學檢驗實驗室。?泛生子擁有一步擴增技術核心專利技術，將傳統復雜的文庫構建方法簡化到PCR水平，1.5小時即可完成文庫構建。2020年9月30日，美國FDA授予泛生子肝細胞癌早篩液體活檢產品HCCscreenTM“突破性醫療器械”。

核心產品：泛生子人類8基因突變聯合檢測試劑盒（半導體測序法）（國械注準20203400072）。

融資情況：2018年1月獲4億多元C輪融資，由中金康瑞領投，源星資本、深商興業基金等數家機構跟投。2019年11月獲D輪融資金額逾五億元，由VIVO Capital、中金資本旗下CICC Healthcare Investment Fund及Alexandria Venture Investments領投，弘暉資本及現有股東跟投。2020年6月泛生子于納斯達克上市。

廣州燃石

燃石醫學于2018年7月獲國家藥品監督管理局（NMPA）頒發的中國腫瘤NGS檢測試劑盒第一證。同年，實驗室獲得廣東省臨檢中心頒發的?“高通量測序實驗室”技術審核，以及得美國CLIA和CAP實驗室質量體系資質認證。目前，燃石醫學已經針對不同癌種和臨床場景開發了32種檢測產品，與全國400多家醫院開展了合作，并積累了中國最大的實體瘤基因組數據庫之一。2020年1月，燃石醫學發布了ELSA-seq（細胞游離DNA（cfDNA）甲基化癌癥早檢技術）技術，媲美國際早檢公司Grail和Thrive等公開發表的數據。

專注于為腫瘤精準醫療提供具有臨床價值的二代基因測序（NGS）。

業務及研發方向主要覆蓋：

1）基于NGS的腫瘤患病人群檢測，累計檢測樣本超過18.5萬例，在中國擁有最高的市場份額；

2）基于NGS的癌癥早檢，目前已經進入臨床驗證階段。?

融資情況：2014年獲4300萬A輪風險投資，投資方為北極光及聯想之星。2015年獲1.5億元的A+輪風險投資，投資方包括濟峰資本、紅杉資本、聯想之星;2016年獲3億元B輪融資，投資方包括紅杉資本、聯想之星、濟峰資本、招銀國際；2019年獲8.5億C輪融資，投資方包括GIC（新加坡政府投資公司）、濟峰資本、招銀國際、禮來亞洲基金、紅杉中國、太和資本。

康立明生物

?專注于“長安心”糞便DNA腸癌檢測試劑盒等腫瘤早期診斷產品以及相關自動化檢測設備的研發、生產和銷售，并可提供相應的醫療器械創新網。康立明生物公司包括研發實驗室、GMP生產車間，在廣州、天津、武漢、濟南等地搭建了第三方醫學檢驗實驗室，超16000平方米。目前啟動上市輔導。

核心產品：-“長安心”：可以準確解讀糞便中基因異常改變（人類SDC2基因甲基化）的大腸癌早期檢測試劑盒，有希望將腸癌阻斷在早期階段，從而達到預防和根治腸癌的目的。是目前國內首個被批準用于結直腸癌輔助診斷的糞便DNA檢測產品。

-HemoPOC?凝血檢測儀和凝血酶原時間檢測卡（電化學法）：便攜式快速凝血酶原時間檢測設備。lHelixPOC全自動微流控熒光PCR一體機：通過微流控技術在熒光PCR檢測中的運用，構成封閉式芯片試劑盒的分子檢測POCT（即時檢測）平臺，實現從樣本處理、DNA提取、多重PCR擴增到基因分析全過程集成在封閉的一次性芯片試劑盒中全自動完成。?

融資情況：2016年1月、6月和2017年分別獲得天使輪、Pre-A輪和A輪融資，由元生創投、天士力資本和前海母基金、辰德資本以及渤溢基金投資。2019年4月獲B輪融資3億元人民幣，由鼎暉投資、IDG資本投資，老股東辰德資本和金闔、金垣基金繼續跟投。同年8月，引入戰略投資人國藥資本。2020年9月27日獲C輪融資6億元人民幣，由清松資本領投，海松資本、君度資本、領道資本、盛宇投資、興銳資本、廣州開發區基金、匯聚新星基金及天津華益跟投，原股東IDG資本和鼎暉投資繼續跟投

臻和生物

主要基于高通量測序技術平臺，提供ctDNA檢測，從事無創腫瘤個體化精準診療、伴隨診斷及病程中腫瘤突變負荷監測。目前，臻和科技針對的癌種主要包括肺癌、腸癌、肝癌、乳腺癌等，其主要通過與醫院合作為患者提供腫瘤基因醫療器械創新網，現在已有數十個項目正在進行。擁有4項專利、獨立醫學檢驗所、北京協和醫學院和北京大學醫學院實習基地、1400平GMP生產基地、腫瘤精準診療大數據中心及門診以及1200平高通量測序實驗室。

融資情況：

A輪融資2000多萬元：易孚澤領投

B輪融資1.28億元：清控銀杏領投，正心谷創新資本、凱風創投、雅惠精準醫療基金、澤厚資本等跟投。

C輪融資2.1億元：由經緯中國、正心谷創新資本領投，雅惠精準醫療基金、凱風創投跟投

D輪融資3億元：中金資本旗下基金領投，跟投方為凱風創投、雅惠精準醫療基金、經緯中國等。

E輪融資十億元：中國國有企業結構調整基金（國調基金）領投，泰康資產、建信股權、高瓴創投、蘇州中盟信、華興資本等多家投資機構跟投，老股東中金資本旗下基金、經緯中國等機構繼續追加投資。

威斯騰生物

威斯騰生物深耕生命科學領域14年，服務過10000+科研工作者以及全國300+三甲醫院。擁有雄厚的研發實力以及完善的銷售網絡。重點布局包括惡性腫瘤、傳染病等領域的早期篩查、快速診斷及伴隨診斷，擁有發明專利30余項。通過“IVD產品+LDT服務+CLR科研”三輪驅動組合模式，搭建從檢測人員培訓到樣本檢測到科研產出為一體的腫瘤早篩精準醫學服務體系。現擁有多項前沿技術儲備以及創新前沿產品。

核心產品：

(一)、?超微量納米全自動核酸捕獲系統?

全國獨家超微量納米核酸捕獲系統，為腫瘤早篩產業提供優質高捕獲量、高純度的cfDNA捕獲技術，搭配配套的超微量納米核酸提取試劑盒（包括血清、血漿、全血、尿液、糞便、痰液等超微量核酸提取試劑盒），全自動完成樣本核酸提取純化工作，實現樣本進結果出，可一次提取96個樣本。產品搭載自主研發的納米磁微囊，用于ctDNA的提取富集，提取量可達市面同類產品的5～20倍。

液體活檢核心材料國產替代，國外品牌的生物納米磁珠在分子診斷領域使用較為成熟，其價格較高，以毫升計價，通常是國產的6～10倍，國產廠家由于不能掌握制作磁珠的核心技術，所研制磁珠在懸浮性、磁吸等方面不能達到腫瘤早篩技術要求，提取效果差強人意，因此成為了中國腫瘤早篩產業發展的卡脖子技術。威斯騰生物從關鍵核心技術入手進行研發，優化核心材料及捕獲體系，以保證生產磁珠的優良特性，達到國際領先水平。在國家大力提倡國產替代，實現產業自主可控的大環境下，隨著用于腫瘤早篩技術的國產高品質磁珠的制備技術日漸成熟，勢必會帶動腫瘤早篩產業的新一輪投資機遇。?

（二)、多重甲基化PCR聯檢試劑盒?

與正常細胞相比，腫瘤細胞呈現出基因組整體甲基化水平降低和抑癌基因啟動子CpG島甲基化水平升高的趨勢。DNA甲基化改變，作為腫瘤發生過程中的早期分子事件之一，常導致相應的抑癌基因失活，因此可作為腫瘤早期診斷的理想標志物。?威斯騰生物自主研發的多重甲基化PCR聯檢產品可克服ctDNA微量及單一甲基化標記物敏感性,特異性不高的缺點,實現了對多個目的基因甲基化狀態的高效檢測,具有特異性強,準確性高等優點，只需微量樣本即可實現高靈敏度檢測。配合超微量納米核酸提取產品，形成從提取到檢測的全套產品線。?

（三）、第三代高通量基因測序腫瘤早篩

以三代高通量測序技術和生物信息學為核心，進行腫瘤的泛癌種早期篩查。本質是基于第三代高通量測序平臺的循環腫瘤DNA（ctDNA）未知突變檢測技術，進行腫瘤的早期篩查以及分型。?同時進行對肺癌、結直腸癌、婦科腫瘤等多癌種腫瘤早期特異性診斷標志物的篩選研究。?融資情況：德意志銀行、中金公司CICC、建設銀行建信信托、招商銀行招銀國際、香港圓中集團、中建投、中信建投資本、渝富集團等投資機構正與威斯騰生物進行A輪融資對接。

筆者語錄

以華為事件為導火索發生的一系列事件，國際貿易環境在不斷惡化。為了應對，我們必須加速國產替代進程。海外產品長期占據中國市場，因為他們有優越的性能，高的性價比。國產技術發展不夠成熟，不確定性、發展周期長、資金投入大等原因都阻礙著國產化進程，但是我們必須實現國產替代，才能不被別人卡脖子。所以說，實現國產替代就是實現自主可控，讓我們的產業能牢牢掌握在自己手中。此外，制約腫瘤早期診斷液體活檢產業發展的三個瓶頸1.腫瘤ctDNA的捕獲技術2.腫瘤特異性標志物篩選3. 平臺方法與系統的選用，其中ctDNA的捕獲技術是最難也最亟需攻克的瓶頸。如果有公司能攻克ctDNA捕獲技術的核心難點（微量，精準），一定將迎來更加廣闊的發展空間。

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