独家 | 单细胞基因检测即将爆发！这家公司率先实现临床应用，提升检测效率1000倍，成本降低10倍

文 | 张楠

2017年7月，Nature杂志专门发表一篇评论专刊，有科学家提出，10年以后，每位病人血液样本的每一个细胞都将采用单细胞基因组测序分析，单细胞测序将成为常规的临床手段。

随着精准医疗发展和生命研究的微观化，细胞群体的研究方法已明显不适用于肿瘤异质性、早期胚胎发育等重要领域，为此单个细胞的研究呼之欲出，成为科学家的一致性诉求。单细胞基因组测序是在单个细胞水平上进行测序，解决了组织样本无法获得不同细胞间异质性信息或样本量太少无法测序的难题，为科研和临床提供了全新方向。

目前单细胞基因组测序技术已广泛应用于神经科学、生殖系演化、器官发生、肿瘤、临床诊断、免疫学、微生物学、组织嵌合、胚胎发育以及产前遗传学诊断等热点领域，并被Nature Methods 列入2013年度最值得期待的技术之一。2016年11月启动的Human Cell Atlas(HCA)人类细胞图谱计划，被称为人类基因组计划以来，更高价值的全球研究计划。

在今年9月7日，北京协和医院举办的2017分子病理新进展研讨会上，来自协和医院病理科的专家教授，以《CTC分子验证的方法及临床意义》为题重点介绍了CTC单细胞的基因检测技术。

众所周知，CTC（循环肿瘤细胞）是从肿瘤上脱落并进入循环系统的癌细胞，能通过血液检测发现，作为癌症的生物标志物，指示远端是否存在肿瘤，并分析肿瘤的遗传状况和药物敏感性。CTC也是当今大热的液态活检技术的主要检测物之一。

协和医院专家讲授的CTC单细胞检测技术，实际上源自苏州浚惠生物科技有限公司（以下简称浚惠生物）自主研发的技术平台。

浚惠生物是专注开发单细胞基因检测临床应用的创新科技公司，研发了全球最贴近临床的单细胞功能鉴定、自动分离、和检测系统，该发明拥有多项全球发明专利，并获得2017年深创赛盐田赛区的一等奖及深创赛行业团队组前五名的佳绩。此外，浚惠生物也是基因产学研资联盟成员之一，该联盟是由华大基因牵头，联合国内多家基因科研院所及骨干企业，共同发起成立的联盟组织。

浚惠生物还将承办贝壳社于今年11月份举办的第七届Bio4P大会的单细胞基因检测技术临床应用（Single Cell Dx）分论坛，旨在普及该领域的前沿热点和推动临床转化。

产学医结合的互补团队

作为中国最早涉足单细胞检测技术的领军企业，浚惠生物也是将该技术引入临床应用的全球领跑者。其创始团队由500强高管、IVD企业家共同创立，并与科研专家紧密合作，形成‘产-学-医’行业互补的优势团队。

浚惠生物创始人兼CEO阎灼辉有着20年跨国企业运营及管理经验，拥有生物化学学士学位及牛津大学MBA学位，在CTC和单细胞领域创业数年；联合创始人李降龙曾任职于医院担任临床医生并成功创立多家IVD公司，公司产品覆盖超过500家医院；并与上海交通大学和多名国际专家合作。

 浚惠生物创始人兼CEO阎灼辉

在阎灼辉看来，公司拥有一支很棒的创始股东团队，构成了一支拥有“国际视野+最前沿技术+最接地气IVD企业家+产业链资源”的强劲团队，这是非常难能可贵的。

浚惠生物的独特技术可归结为，最贴近临床的稀有单细胞测序技术。不难理解，眼下所谓的基因测序，都是细胞混合在一起的基因测序，只能获得样本的平均值、丢失细胞特性差异，而肿瘤细胞特异性，恰恰是癌症检测和治疗的关键，浚惠生物CEO阎灼辉表示，癌症靶向药物产生耐药、PD-L1单抗药普适性低等原因都可能和肿瘤异质性密切相关。

率先应用临床的单细胞检测

由此浚惠生物提出单细胞无创肿瘤检测，主要在以下三方面取得技术突破：

一是实现了对含量稀少却具有重要临床价值的稀有单细胞的鉴定，建立“单细胞PET”检测方法。它是基于高通量测序和癌症细胞Warburg效应的共同特征，能高灵敏地在血液或样本中快速找到稀有肿瘤细胞。具有无创性，避免侵入性活检，减少患者痛苦等优点，对后续及时发现肿瘤的耐药突变及靶点变化、调整用药策略具有重大意义。

据悉，Warburg效应是癌症的共同特征之一，即肿瘤细胞摄取葡萄糖明显多于正常组织。这一发现被授予1931年的诺贝尔奖，已经通过PET-CT被广泛应用于临床。浚惠生物借鉴这一原理和相关发明，使用荧光标记的葡萄糖类似物及高速荧光成像细胞可在胸水或血液样本中快速筛选高摄取细胞的恶性组织，相当于给每个细胞做了一次“PET-CT”。

“该技术第一个实现了在单细胞水平鉴定稀有细胞，这也是我们的独特优势。”阎灼辉介绍，单细胞PET技术已于2016年申请全球发明专利利，原理论文也于2017年2月在国际一流科研期刊发表，通过对专利的转化，启动CFDA检测试剂盒注册。

第二点，浚惠生物搭建A Cell（AC）单细胞检测分离平台，以取得多项发明专利的单细胞检测分离仪器为核心特色，能自动化、高通量的进行单细胞分离、检测和培养，解决细胞富集困难的瓶颈。

因为1毫升血液中仅有1~10个CTC细胞，极低的浓度对细胞富集和准确检测提出极高挑战，但浚惠生物开发的分离仪能高通量一次性处理6000个细胞，平均每个细胞的处理时间仅1.3秒，远远高于手工分离法一天就处理20个细胞的低下效率。

浚惠生物的分离平台能做到检测单细胞后，真正观察到每个细胞，精细分析每个细胞的异质性差异，大大提高科研与应用的灵敏度，打通目标细胞与基因测序之间的对应关系。阎灼辉解释，现在的普遍测序方法是为一堆组织样本直接上机测序，无法看到细胞，也不清楚基因突变来自哪个细胞，但AC分析平台是能看到细胞，再分离和测序，将细胞与基因建立准确关系，研究肯定更精准。

不仅如此，该仪器能在不接触和破坏细胞、保持活性的前提下对细胞进行检测，具有95%的单细胞回收率。“目前单细胞研究越来普遍，但大多应用科研，只有我们是临床应用级产品，该单细胞仪器已被CFDA鉴定为二类医疗器械，预计1年内将拿到批文，到时将成为全球首款临床用单细胞检测仪器。中国创造领跑全球。”阎灼辉告诉贝壳社。

第三大竞争优势是浚惠生物在国内率先开展临床实验。目前与上海交通大学、北京协和医院、北京医学科学院肿瘤医院、上海胸科医院、华山医院等著名医疗机构、科研院所进行广泛的科研合作和临床实践，重点开发临床应用，比如为疑难病人作无创肿瘤检测的液体活检，研究CTC药敏性、肿瘤转移、靶向诊断、伴随诊断、及早检验等。

通过高效率的CTC活性单细胞分离、鉴定、扩增和测序，仅需4-8ml外周血、4ml胸水、1~2ml脑脊液等少量样本，就能为患者做最小创伤的肺癌、乳腺癌、结肠癌、骨肉瘤等癌种的液体活检。

一个典型的研究案例是，曾有医生发现病人组织上有三个突变，医生想确切知道三种突变的分布情况，因为分布于同类细胞还是不同细胞，对肿瘤耐药判定及后续研究、治疗方案制定将起到决定性关键作用，这也是单细胞检测的应用之一。

在无创产前检测领域，单细胞检测同样大有可为。人类的已知遗传性疾病近7000种，但目前广为普及的NIPT只能检测唐氏综合征等多倍体疾病，检测范围及其有限，大约仅占所有遗传疾病种类的很少一部分。而无创的单细胞检测，将有望打破这一瓶颈。

通过对6~9周的早孕产妇作核红细胞和滋养层细胞的检测分析，就能一次性判定新生宝宝的8000多种遗传疾病，浚惠生物在该领域已启动初步探索，未来前景不可估量，势必在新生儿出生缺陷检测市场开辟新天地。

“单细胞的临床诊断是我们的强项，只有突破单细胞鉴定、分离、成本和自动化高通量检测的技术瓶颈，才可能实现临床的大规模应用。” 阎灼辉介绍，浚惠生物起步早，研究深入，在眼下还以科研为主的行业形势下，领先一步推进到临床水平，不仅大幅提高检测效率，也将成本降至10~20倍，满足临床需求。

阎灼辉受邀参加基因产学研资联盟发起大会

放眼全球，两大优势凸显

全球来看率先进入CTC单细胞基因检测的竞品少于四家。阎灼辉表示，单细胞自动分离技术是创新CTC检测的关键技术之一，即将成为全球创新的热点。“现在的细胞分离技术经常使用流式细胞仪，但是流式细胞仪检测要求较高，需要细胞达到一定的浓度才能检出，不能进行稀有细胞样本的处理，细胞损失率较高。相比较之下，我们采取了单细胞检测技术，可以进行稀有细胞样本的处理，并且细胞损失率更低。”

美国有一款竞品FLUDIGM C1，可以进行单纯细胞样本的处理，但是无法进行混有细胞液的CTC样本处理，现在大量应用于科研；意大利制药公司MIENARINI，收购了DEPArrey单细胞分离技术和CellSearch CTC富集鉴定技术，形成完整单细胞检测技术方案，虽然已发表大量论文，但每2天只能处理3个样本，同样受制于效率和高成本问题，只能用于科研，只有浚惠生物能针对该难点，做到对混有细胞液的CTC样本处理，利用“单细胞PET”和“高通量单细胞分离仪器”两大核心优势专利，逐步进入临床实践的应用中。

对于商业模式，浚惠生物计划先期以第三方检测服务形式提供技术支持，后期也能在医疗机构、科研院所销售仪器、试剂和耗材。其中包括公司自主研发的细胞功能检测试剂、和单细胞检测仪器，科研与临床并行，主要服务临床医院、第三方医学检验所两大终端市场。“按照目前的发展，我们的市场将起步于国内，并扩展到国际市场。中国创造出现了领跑全球的良好机会。” 阎灼辉表示。

据了解，在未来的5-10年，液体活检的市场潜力将为200亿元。但现在，CTC检测领域面临瓶颈，亟待突破。，临床患者和医生期待有更高价值的、与用药和治疗结合的CTC检测新技术的出现。

对此阎灼辉深有感触，今年6月底他参加了美国NIH举办的单细胞分析大会，感到国外在单细胞领域的研究异常活跃，远比国内火热，实际上他今年参加的三场重量级单细胞技术大会，都在国外举行，而国内目前来看还未形成气候。

他认为，2016年由全球顶级科学家提出的人类细胞图谱计划（Human Cell Atlas），是点燃全球单细胞研究热情的导火索和标志性事件，表明人类已意识到单细胞的重要意义，其研究价值比人类基因组计划将有过之而无不及。

“虽然国内还较为冷门，市场也暂时空白，但我判断以技术的发展速度，和国内产业界的学习速率，明年将是单细胞检测的爆发元年。” 阎灼辉说道。