就在剛剛，FoundationOneCDx在中國大陸的首張報告新鮮出爐了，很多人都在期待的新技術(shù)終于落地。癌癥患者到底如何用藥，這或許就是解決的開(kāi)始。

“對人類(lèi)基因組的理解正在劇烈影響幾乎所有的醫學(xué)領(lǐng)域。FoundationMedicine正在利用基因組數據的力量來(lái)改善對癌癥的治療，這將是十分重要的一步。我很高興能夠成為它的支持者。”

這是2013年，在FoundationMedicine結束B(niǎo)輪投資之后，投資者BillGates在采訪(fǎng)中說(shuō)的話(huà)。整個(gè)B輪融資總額達5600萬(wàn)美元，投資者名單還包括谷歌風(fēng)投等行業(yè)大佬。[1]

而這家被引領(lǐng)時(shí)代的人所選擇的公司，2017年年底交出了一份接近滿(mǎn)分的答卷——該公司的基因測序產(chǎn)品FoundationOneCDx被FDA批準為首個(gè)泛瘤種伴隨診斷產(chǎn)品，324個(gè)基因、兩個(gè)可以預測免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效的分子標記（MSI/TMB）、覆蓋全部實(shí)體瘤（除肉瘤）、直接對應FDA批準的17個(gè)靶向治療方案！

可以說(shuō)，癌癥治療正在變得更加精準、更加有效，而這一切的基礎，都是我們對癌癥基因組越來(lái)越深刻的理解。

從薛定諤拋出“生命是什么”的疑問(wèn)，到人類(lèi)窺見(jiàn)整個(gè)生命底層的奧秘，期間也不過(guò)短短幾十年。

1952年，科學(xué)家首次證實(shí)，DNA就是我們心心念念已久的遺傳物質(zhì)；1953年，雙螺旋結構被闡明；1958年，發(fā)現中心法則；1966年破解遺傳密碼；1977年，Sanger測序法出現。

人類(lèi)有了一個(gè)近乎瘋狂的想法，我們要搞清楚人類(lèi)基因組的基本組成，揭開(kāi)這數萬(wàn)個(gè)基因與生老病死之間的聯(lián)系！

人類(lèi)基因組計劃（HGP）耗費了數十年光陰和無(wú)數資本，2001年草圖的發(fā)布被認為是該計劃的里程碑。

然而正所謂了解得越多，越認識到自己的無(wú)知。人類(lèi)基因組計劃就是生命的全部機密嗎？那么疾病呢，尤其是人類(lèi)第一大敵癌癥呢，它們和基因組又是什么樣的關(guān)系呢？癌癥基因組圖譜（TCGA）緊接著(zhù)啟動(dòng)了。

這兩項龐大的計劃，做的是以人力破解“天機”的工作，這期間涌現了無(wú)數優(yōu)秀的科學(xué)家，帶動(dòng)了測序技術(shù)的蓬勃發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)整個(gè)生物醫學(xué)行業(yè)進(jìn)入了分子時(shí)代。我們對癌癥的認知從組織病理學(xué)轉向分子層面，大批研究者開(kāi)始嘗試從基因角度去研究癌癥、攻克癌癥。

可以預見(jiàn)的未來(lái)里，市場(chǎng)將會(huì )出現大量針對癌癥相關(guān)基因突變的靶向藥物，那么相應的，我們也要有檢測基因突變的有力手段。癌癥相關(guān)的突變那么多，難道一個(gè)一個(gè)挨著(zhù)檢測過(guò)去嗎？

癌癥基因圖譜項目中，主要參與的有三個(gè)頂級科研機構，其中之一就是Broad研究所。正是出身于這里的幾位頂級科學(xué)家解決了上述的難題。

MatthewMeyerson是TCGA的首席研究員，主管肺癌項目，他的同事LeviGarraway則是黑色素瘤/頭頸癌項目的主管。這兩位作為癌癥基因組學(xué)的領(lǐng)軍人物，早早意識到了精準治療的市場(chǎng)前景。2006年，他倆就合作過(guò)一篇論文，嘗試通過(guò)焦磷酸測序技術(shù)對腫瘤組織中的238個(gè)腫瘤相關(guān)基因進(jìn)行大規模平行測序[2]。

好了，回到Meyerson和Garraway。完成研究之后，他倆就意識到，對癌癥的大規模測序絕對是未來(lái)的“剛需”，這個(gè)技術(shù)應該繼續發(fā)展并且推廣出去。不過(guò)那會(huì )兒基因測序還是一項十分昂貴的技術(shù)，如果不是人人都用得起，那也沒(méi)什么意義，到底怎么把技術(shù)落地還得商榷一下。

于是兩人決定找個(gè)人商量下。這個(gè)人就是Broad研究所的所長(cháng)EricLander。

Lander也是位真業(yè)界大牛，他是人類(lèi)基因組計劃的重要領(lǐng)導者，2001年發(fā)布的基因組草圖他就是第一作者[3]。巧的是，他也很早就意識到了基因組學(xué)對癌癥研究的意義。1993年，他曾經(jīng)牽頭成立過(guò)一家基因公司MillenniumPharmaceuticals，嘗試進(jìn)行癌癥基因組學(xué)研究。不過(guò)很可惜的是，思維雖已走得很遠，技術(shù)卻跟不上，Lander最初的努力失敗了。

不過(guò)這時(shí)已是2007年，正是454、Hiseq、Solid等下一代測序儀全面開(kāi)花的時(shí)候，以我們后來(lái)人的角度看，真是沒(méi)有再好的時(shí)機了。

MillenniumPharmaceuticals公司當年還健在的時(shí)候，CEO是位叫做MarkLevin的科學(xué)家。他離開(kāi)MP之后成了一名投資人，就職于投資了諸多生物技術(shù)企業(yè)的ThirdRockVentures。他對Lander們的想法也很感興趣，不過(guò)畢竟經(jīng)歷過(guò)一次失敗，也了解市場(chǎng)的行情，深知基因診斷業(yè)務(wù)開(kāi)展之艱難，對此還是比較謹慎。

接下來(lái)的兩年多時(shí)間里，開(kāi)荒者們找到了許多科學(xué)家、腫瘤學(xué)家、臨床研究者、律師甚至保險行業(yè)從業(yè)者，商討商業(yè)戰略。Garraway曾笑稱(chēng)，像是在“定制新時(shí)代商業(yè)診斷的全套流程”。當然了，這也是沒(méi)有辦法的，畢竟這事兒根本沒(méi)有先例可參考。

2010年，ThirdRockVentures注資成立了FoundationMedicineInc(FMI)，并派來(lái)了深知生物技術(shù)企業(yè)運營(yíng)的AlexisBorisy。而Lander、Meyerson、Garraway，還有ToddGolub——將DNA微陣列等基因組工具帶入癌癥研究的先驅——這四人作為創(chuàng )始顧問(wèn)，天時(shí)地利人和，FMI終于開(kāi)始了它的航行。[4]

兩年后，2012年，FMI推出了第一款診斷產(chǎn)品FoundationOne，能夠對臨床腫瘤樣本進(jìn)行高精度、大規模平行測序，檢測包括點(diǎn)突變、缺失插入、基因拷貝變化等關(guān)鍵突變類(lèi)型，并且涵蓋了常見(jiàn)的臨床治療/研究靶點(diǎn)。

FMI能夠健康發(fā)展，回頭看看MillenniumPharmaceuticals公司的失敗，只能感慨這是一滴時(shí)代的眼淚。

1977年，Sanger發(fā)明了第一代測序技術(shù)，讓人類(lèi)有了一窺“上帝密碼本”的能力。盡管這項技術(shù)統治了科研界30年，但由于測序周期長(cháng)、成本高，這項技術(shù)很難適應需要大規模測序的臨床應用。

2005年，第二代測序技術(shù)（下一代測序，NGS）的商業(yè)化，把人類(lèi)全基因組測序的時(shí)間從三年，縮短到一個(gè)禮拜！

僅一年后，Meyrson和Garraway就打算用這項技術(shù)造福癌癥患者了。2006年他們發(fā)表在《自然醫學(xué)》雜志上的論文就顯示[2]，二代測序技術(shù)能夠有效地檢出突變頻率低到0.2%的變異。更厲害的是，即使是福爾馬林固定、石蠟包埋（FFPE）的組織樣它也能準確地檢測，可見(jiàn)是更加適應臨床需求的。

2011年，經(jīng)過(guò)幾輪升級的新測序平臺發(fā)表在了《癌癥研究》上[5]。新技術(shù)對137個(gè)基因的2732個(gè)外顯子進(jìn)行了捕獲，平均測序深度能夠達到400倍。

值得稱(chēng)道的是，這次研究者們的目光直接對準了臨床，靶向的基因涵蓋了FDA已批準的藥物靶點(diǎn)、正在進(jìn)行臨床試驗的靶點(diǎn)、與預后或耐藥性相關(guān)的靶點(diǎn)、用于診斷的靶點(diǎn)，以及更多暫時(shí)“意義不明”的癌癥相關(guān)突變。

特別值得一提的是10個(gè)FFPE樣本中，有兩個(gè)腫瘤樣本純度只10-20%，也成功檢測到了KRAS、PIK3CA、MSH2等具有重要臨床意義的基因突變。研究者還與一種質(zhì)譜法檢測平臺OncoMap做了對比。在新技術(shù)檢出的所有的樣本突變中，OncoMap理論上可以檢出13種，不過(guò)實(shí)際上只檢出了10種。

以這項技術(shù)為基礎，很快，FoundationOne誕生了。

技術(shù)會(huì )停下腳步嗎？永遠不會(huì )！

從科研走向臨床，技術(shù)面臨的困難遠比我們想象得要多。臨床上腫瘤組織一般是FFPE切片樣本或者是穿刺取樣，前者會(huì )對DNA造成損傷，后者樣本量有限；還有另一個(gè)問(wèn)題，臨床上實(shí)際操作中難以精準定位腫瘤組織，這對檢測方法的靈敏性和特異性提出更高要求，畢竟患者可是容不得試錯的；在樣本有限的情況下，技術(shù)要實(shí)現對數百萬(wàn)個(gè)堿基的檢測，這樣大的數據，需要更加系統和嚴格的驗證。

臨床上評估癌癥基因，常用Sanger測序、質(zhì)譜基因分型技術(shù)、熒光原位雜交技術(shù)（FISH）、免疫組化分析（IHC）等技術(shù)。不過(guò)還是那句話(huà)，考慮到技術(shù)和樣本的限制，它們哪個(gè)都滿(mǎn)足不了大規模的基因檢測的要求。

到底還是得看NGS的！2013年，FMI核心技術(shù)登上NatureBiotechnology[6]，這個(gè)版本能夠檢測到基因點(diǎn)突變、插入缺失、拷貝數變化和基因重排，覆蓋287個(gè)癌癥相關(guān)基因，敏感性95-99%，特異性99%，而且與其他所有臨床手段對比，均有95%以上的一致性！在對2221例臨床病例檢查中，76%的患者檢測出了至少一個(gè)具有臨床意義的靶點(diǎn)，這些突變位點(diǎn)對于患者的治療、診斷和預后具有重要的價(jià)值！

為了測試技術(shù)到底多強，研究者通過(guò)將胚系點(diǎn)突變已知的多個(gè)正常細胞系，體細胞插入缺失突變已知的多個(gè)腫瘤細胞，以及拷貝數已知的腫瘤細胞和其對應的正常細胞分別按照不同的比例進(jìn)行混合，在不同等位基因突變頻率（MAF）條件下評估點(diǎn)突變，插入缺失和拷貝數變異的檢測性能。

在對點(diǎn)突變的檢測中，中位測序深度達到了738倍，99%以上的外顯子區域測序深度都達到了250倍。對于MAF≥10%的位點(diǎn)，敏感性>99%（1036/1036）；MAF<10%的位點(diǎn)也達到了99%（1013/1021）。那些沒(méi)有檢出的位點(diǎn)，都是MAF在5%以下的。

在檢測插入缺失上，數據同樣喜人，中位測序深度達667倍，對MAF≥20%的位點(diǎn)，敏感性98%（92/94）；MAF在10-20%之間的，敏感性97%（71/73）；MAF在5-10%之間的，敏感性也有88%。

對拷貝數變化的檢測則受限于樣本的純度和拷貝數變化的數量。對純度在30%以上、拷貝數變化大于8的樣本，敏感性也達到了99%（91/92）。

在這三項檢測中，整體的陽(yáng)性預測值（PPV）都在99%以上。

那么和其他技術(shù)對比一下，孰優(yōu)孰劣呢？研究者就NGS和質(zhì)譜基因分型、FISH、IHC四項技術(shù)，在249個(gè)FFPE樣本中進(jìn)行了盲測。

首先，在檢測堿基替換和插入刪除上，質(zhì)譜基因分型技術(shù)略輸了一籌。質(zhì)譜基因分型技術(shù)共檢測到101個(gè)突變，其中97個(gè)突變NGS也檢測到了，而且NGS還另外檢測到了7個(gè)突變，也就是共檢測到104個(gè)突變，比質(zhì)譜基因分型技術(shù)要更多。在檢測結果一致的位點(diǎn)中，有超過(guò)25%以上的位點(diǎn)MAF≤10%，可見(jiàn)在臨床癌癥基因檢測中高敏感性的必要性。

在檢測拷貝數變化上，NGS也表現優(yōu)異，與IHC、FISH一致性保持在95%-100%！

用在臨床病例上就更不用說(shuō)了，對2221名患者的組織樣本進(jìn)行檢測，95.1%（2112/2221）患者檢出突變，測序深度達到1134倍，平均每個(gè)樣本具有3.06個(gè)突變。就算只看那些具有臨床意義的突變，每個(gè)樣本也有1.57個(gè)，有76%的患者至少有一個(gè)有臨床意義的突變。

就拿著(zhù)名靶點(diǎn)HER2突變來(lái)說(shuō)吧，雖然目前FDA只在乳腺癌和食管癌上批準了相應的治療方案，但是實(shí)際上在其他的12種癌癥中也都檢出了HER2突變，占總病例的5%。而且這些HER2突變病例中，有40%屬于點(diǎn)突變或者插入刪除，這種情況用傳統的生物標記物檢測方法，如FISH/IHC是根本檢測不到的。

正如前文所說(shuō)，技術(shù)永遠不會(huì )停下腳步，在精準醫療上尤其如此。技術(shù)的完善只是起點(diǎn)，背后龐大的數據、海量的病例支持才是它能夠獲得廣泛應用的堅實(shí)后盾。

十數年的發(fā)展中，FoundationOneCDx作為研究工具協(xié)助無(wú)數科研成果的發(fā)現，在這個(gè)過(guò)程里也積累了大量的數據。FMI獨有的數據庫FoundationCore是目前世界上最大的癌癥基因組數據庫之一，擁有超過(guò)18萬(wàn)患者的數據記錄；FMI也與50家以上的生物制藥企業(yè)合作，幫助加速新的靶向藥物研發(fā)，科研成果匯總成340多篇科研論文。

在這些數據的基礎上，FoundationOneCDx能夠覆蓋到全部實(shí)體瘤、324個(gè)重要基因，特別是針對非小細胞肺癌、黑色素瘤、乳腺癌、結直腸癌、卵巢癌五大癌種，17中FDA批準的靶向療法中，12種是指南推薦的一線(xiàn)療法。

除此之外，FoundationOneCDx還可以計算微衛星穩定性（MSI）和腫瘤突變負荷（TMB）兩種分子標記，可以作為癌癥治療、特別是免疫治療的參考。

在最早嘗試利用基因組數據打敗癌癥的先行者里，喬布斯當是最有名的一個(gè)。他生前曾花費十萬(wàn)美元來(lái)剖析自己的基因組，嘗試與癌癥基因相應的治療方案。遺憾的是，當時(shí)尚未成型的技術(shù)沒(méi)能挽救這個(gè)走得太快的靈魂。

如今，診療技術(shù)愈發(fā)成熟，經(jīng)濟成本日漸降低；谷歌等互聯(lián)網(wǎng)公司的參與，將數據從實(shí)驗室搬到移動(dòng)設備，讓高端技術(shù)變得觸手可及。

可喜的消息是，今年8月起，FoundationOne?CDx經(jīng)歷了技術(shù)轉移、實(shí)驗室準備、臨床樣本驗證和生信團隊培訓等一系列工作后，終于可以在國內大展身手了，現在中國患者也能夠使用上最新的技術(shù)。

或許真的如同喬布斯所說(shuō)的那樣，“如果我不是第一批因精準醫療治愈癌癥的人，那么我也應當是最后一批在精準醫療時(shí)代死于癌癥的人。”[7]

未來(lái)尚且大有可期。