就在剛剛，F(xiàn)oundationOneCDx在中國大陸的首張報(bào)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始。

“對(duì)人類基因組的理解正在劇烈影響幾乎所有的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。FoundationMedicine正在利用基因組數(shù)據(jù)的力量來改善對(duì)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(jié)束B輪投資之后，投資者BillGates在采訪中說的話。整個(gè)B輪融資總額達(dá)5600萬美元，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分的答卷——該公司的基因測(cè)序產(chǎn)品FoundationOneCDx被FDA批準(zhǔn)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(yù)測(cè)免疫檢查點(diǎn)抑制劑療效的分子標(biāo)記（MSI/TMB）、覆蓋全部實(shí)體瘤（除肉瘤）、直接對(duì)應(yīng)FDA批準(zhǔn)的17個(gè)靶向治療方案！

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

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

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(jié)構(gòu)被闡明；1958年，發(fā)現(xiàn)中心法則；1966年破解遺傳密碼；1977年，Sanger測(cè)序法出現(xiàn)。

人類有了一個(gè)近乎瘋狂的想法，我們要搞清楚人類基因組的基本組成，揭開這數(shù)萬個(gè)基因與生老病死之間的聯(lián)系！

人類基因組計(jì)劃（HGP）耗費(fèi)了數(shù)十年光陰和無數(shù)資本，2001年草圖的發(fā)布被認(rèn)為是該計(jì)劃的里程碑。

然而正所謂了解得越多，越認(rèn)識(shí)到自己的無知。人類基因組計(jì)劃就是生命的全部機(jī)密嗎？那么疾病呢，尤其是人類第一大敵癌癥呢，它們和基因組又是什么樣的關(guān)系呢？癌癥基因組圖譜（TCGA）緊接著啟動(dòng)了。

這兩項(xiàng)龐大的計(jì)劃，做的是以人力破解“天機(jī)”的工作，這期間涌現(xiàn)了無數(shù)優(yōu)秀的科學(xué)家，帶動(dòng)了測(cè)序技術(shù)的蓬勃發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)整個(gè)生物醫(yī)學(xué)行業(yè)進(jìn)入了分子時(shí)代。我們對(duì)癌癥的認(rèn)知從組織病理學(xué)轉(zhuǎn)向分子層面，大批研究者開始嘗試從基因角度去研究癌癥、攻克癌癥。

可以預(yù)見的未來里，市場(chǎng)將會(huì)出現(xiàn)大量針對(duì)癌癥相關(guān)基因突變的靶向藥物，那么相應(yīng)的，我們也要有檢測(cè)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)挨著檢測(cè)過去嗎？

癌癥基因圖譜項(xiàng)目中，主要參與的有三個(gè)頂級(jí)科研機(jī)構(gòu)，其中之一就是Broad研究所。正是出身于這里的幾位頂級(jí)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(xiàng)目，他的同事LeviGarraway則是黑色素瘤/頭頸癌項(xiàng)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(shí)到了精準(zhǔn)治療的市場(chǎng)前景。2006年，他倆就合作過一篇論文，嘗試通過焦磷酸測(cè)序技術(shù)對(duì)腫瘤組織中的238個(gè)腫瘤相關(guān)基因進(jìn)行大規(guī)模平行測(cè)序[2]。

好了，回到Meyerson和Garraway。完成研究之后，他倆就意識(shí)到，對(duì)癌癥的大規(guī)模測(cè)序絕對(duì)是未來的“剛需”，這個(gè)技術(shù)應(yīng)該繼續(xù)發(fā)展并且推廣出去。不過那會(huì)兒基因測(cè)序還是一項(xiàng)十分昂貴的技術(shù)，如果不是人人都用得起，那也沒什么意義，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EricLander。

Lander也是位真業(yè)界大牛，他是人類基因組計(jì)劃的重要領(lǐng)導(dǎo)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(shí)到了基因組學(xué)對(duì)癌癥研究的意義。1993年，他曾經(jīng)牽頭成立過一家基因公司MillenniumPharmaceuticals，嘗試進(jìn)行癌癥基因組學(xué)研究。不過很可惜的是，思維雖已走得很遠(yuǎn)，技術(shù)卻跟不上，Lander最初的努力失敗了。

不過這時(shí)已是2007年，正是454、Hiseq、Solid等下一代測(cè)序儀全面開花的時(shí)候，以我們后來人的角度看，真是沒有再好的時(shí)機(jī)了。

MillenniumPharmaceuticals公司當(dāng)年還健在的時(shí)候，CEO是位叫做MarkLevin的科學(xué)家。他離開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(duì)Lander們的想法也很感興趣，不過畢竟經(jīng)歷過一次失敗，也了解市場(chǎng)的行情，深知基因診斷業(yè)務(wù)開展之艱難，對(duì)此還是比較謹(jǐn)慎。

接下來的兩年多時(shí)間里，開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(xiǎn)行業(yè)從業(yè)者，商討商業(yè)戰(zhàn)略。Garraway曾笑稱，像是在“定制新時(shí)代商業(yè)診斷的全套流程”。當(dāng)然了，這也是沒有辦法的，畢竟這事兒根本沒有先例可參考。

2010年，ThirdRockVentures注資成立了FoundationMedicineInc(FMI)，并派來了深知生物技術(shù)企業(yè)運(yùn)營的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(qū)——這四人作為創(chuàng)始顧問，天時(shí)地利人和，F(xiàn)MI終于開始了它的航行。[4]

兩年后，2012年，F(xiàn)MI推出了第一款診斷產(chǎn)品FoundationOne，能夠?qū)εR床腫瘤樣本進(jìn)行高精度、大規(guī)模平行測(cè)序，檢測(cè)包括點(diǎn)突變、缺失插入、基因拷貝變化等關(guān)鍵突變類型，并且涵蓋了常見的臨床治療/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(cè)序技術(shù)，讓人類有了一窺“上帝密碼本”的能力。盡管這項(xiàng)技術(shù)統(tǒng)治了科研界30年，但由于測(cè)序周期長、成本高，這項(xiàng)技術(shù)很難適應(yīng)需要大規(guī)模測(cè)序的臨床應(yīng)用。

2005年，第二代測(cè)序技術(shù)（下一代測(cè)序，NGS）的商業(yè)化，把人類全基因組測(cè)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(xiàng)技術(shù)造福癌癥患者了。2006年他們發(fā)表在《自然醫(yī)學(xué)》雜志上的論文就顯示[2]，二代測(cè)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(zhǔn)確地檢測(cè)，可見是更加適應(yīng)臨床需求的。

2011年，經(jīng)過幾輪升級(jí)的新測(cè)序平臺(tái)發(fā)表在了《癌癥研究》上[5]。新技術(shù)對(duì)137個(gè)基因的2732個(gè)外顯子進(jìn)行了捕獲，平均測(cè)序深度能夠達(dá)到400倍。

值得稱道的是，這次研究者們的目光直接對(duì)準(zhǔn)了臨床，靶向的基因涵蓋了FDA已批準(zhǔn)的藥物靶點(diǎn)、正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的靶點(diǎn)、與預(yù)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(cè)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(cè)平臺(tái)OncoMap做了對(duì)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，不過實(shí)際上只檢出了10種。

以這項(xiàng)技術(shù)為基礎(chǔ)，很快，F(xiàn)oundationOne誕生了。

技術(shù)會(huì)停下腳步嗎？永遠(yuǎn)不會(huì)！

從科研走向臨床，技術(shù)面臨的困難遠(yuǎn)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(duì)DNA造成損傷，后者樣本量有限；還有另一個(gè)問題，臨床上實(shí)際操作中難以精準(zhǔn)定位腫瘤組織，這對(duì)檢測(cè)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(cuò)的；在樣本有限的情況下，技術(shù)要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)百萬個(gè)堿基的檢測(cè)，這樣大的數(shù)據(jù)，需要更加系統(tǒng)和嚴(yán)格的驗(yàn)證。

臨床上評(píng)估癌癥基因，常用Sanger測(cè)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)。不過還是那句話，考慮到技術(shù)和樣本的限制，它們哪個(gè)都滿足不了大規(guī)模的基因檢測(cè)的要求。

到底還是得看NGS的！2013年，F(xiàn)MI核心技術(shù)登上NatureBiotechnology[6]，這個(gè)版本能夠檢測(cè)到基因點(diǎn)突變、插入缺失、拷貝數(shù)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(duì)比，均有95%以上的一致性！在對(duì)2221例臨床病例檢查中，76%的患者檢測(cè)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(duì)于患者的治療、診斷和預(yù)后具有重要的價(jià)值！

為了測(cè)試技術(shù)到底多強(qiáng)，研究者通過將胚系點(diǎn)突變已知的多個(gè)正常細(xì)胞系，體細(xì)胞插入缺失突變已知的多個(gè)腫瘤細(xì)胞，以及拷貝數(shù)已知的腫瘤細(xì)胞和其對(duì)應(yīng)的正常細(xì)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(píng)估點(diǎn)突變，插入缺失和拷貝數(shù)變異的檢測(cè)性能。

在對(duì)點(diǎn)突變的檢測(cè)中，中位測(cè)序深度達(dá)到了738倍，99%以上的外顯子區(qū)域測(cè)序深度都達(dá)到了250倍。對(duì)于MAF≥10%的位點(diǎn)，敏感性>99%（1036/1036）；MAF<10%的位點(diǎn)也達(dá)到了99%（1013/1021）。那些沒有檢出的位點(diǎn)，都是MAF在5%以下的。

在檢測(cè)插入缺失上，數(shù)據(jù)同樣喜人，中位測(cè)序深度達(dá)667倍，對(duì)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(duì)拷貝數(shù)變化的檢測(cè)則受限于樣本的純度和拷貝數(shù)變化的數(shù)量。對(duì)純度在30%以上、拷貝數(shù)變化大于8的樣本，敏感性也達(dá)到了99%（91/92）。

在這三項(xiàng)檢測(cè)中，整體的陽性預(yù)測(cè)值（PPV）都在99%以上。

那么和其他技術(shù)對(duì)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(xiàng)技術(shù)，在249個(gè)FFPE樣本中進(jìn)行了盲測(cè)。

首先，在檢測(cè)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(cè)到101個(gè)突變，其中97個(gè)突變NGS也檢測(cè)到了，而且NGS還另外檢測(cè)到了7個(gè)突變，也就是共檢測(cè)到104個(gè)突變，比質(zhì)譜基因分型技術(shù)要更多。在檢測(cè)結(jié)果一致的位點(diǎn)中，有超過25%以上的位點(diǎn)MAF≤10%，可見在臨床癌癥基因檢測(cè)中高敏感性的必要性。

在檢測(cè)拷貝數(shù)變化上，NGS也表現(xiàn)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了，對(duì)2221名患者的組織樣本進(jìn)行檢測(cè)，95.1%（2112/2221）患者檢出突變，測(cè)序深度達(dá)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。

就拿著名靶點(diǎn)HER2突變來說吧，雖然目前FDA只在乳腺癌和食管癌上批準(zhǔn)了相應(yīng)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(tǒng)的生物標(biāo)記物檢測(cè)方法，如FISH/IHC是根本檢測(cè)不到的。

正如前文所說，技術(shù)永遠(yuǎn)不會(huì)停下腳步，在精準(zhǔn)醫(yī)療上尤其如此。技術(shù)的完善只是起點(diǎn)，背后龐大的數(shù)據(jù)、海量的病例支持才是它能夠獲得廣泛應(yīng)用的堅(jiān)實(shí)后盾。

十?dāng)?shù)年的發(fā)展中，F(xiàn)oundationOneCDx作為研究工具協(xié)助無數(shù)科研成果的發(fā)現(xiàn)，在這個(gè)過程里也積累了大量的數(shù)據(jù)。FMI獨(dú)有的數(shù)據(jù)庫FoundationCore是目前世界上最大的癌癥基因組數(shù)據(jù)庫之一，擁有超過18萬患者的數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，F(xiàn)oundationOneCDx能夠覆蓋到全部實(shí)體瘤、324個(gè)重要基因，特別是針對(duì)非小細(xì)胞肺癌、黑色素瘤、乳腺癌、結(jié)直腸癌、卵巢癌五大癌種，17中FDA批準(zhǔn)的靶向療法中，12種是指南推薦的一線療法。

除此之外，F(xiàn)oundationOneCDx還可以計(jì)算微衛(wèi)星穩(wěn)定性（MSI）和腫瘤突變負(fù)荷（TMB）兩種分子標(biāo)記，可以作為癌癥治療、特別是免疫治療的參考。

在最早嘗試?yán)没蚪M數(shù)據(jù)打敗癌癥的先行者里，喬布斯當(dāng)是最有名的一個(gè)。他生前曾花費(fèi)十萬美元來剖析自己的基因組，嘗試與癌癥基因相應(yīng)的治療方案。遺憾的是，當(dāng)時(shí)尚未成型的技術(shù)沒能挽救這個(gè)走得太快的靈魂。

如今，診療技術(shù)愈發(fā)成熟，經(jīng)濟(jì)成本日漸降低；谷歌等互聯(lián)網(wǎng)公司的參與，將數(shù)據(jù)從實(shí)驗(yàn)室搬到移動(dòng)設(shè)備，讓高端技術(shù)變得觸手可及。

可喜的消息是，今年8月起，F(xiàn)oundationOne?CDx經(jīng)歷了技術(shù)轉(zhuǎn)移、實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備、臨床樣本驗(yàn)證和生信團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)等一系列工作后，終于可以在國內(nèi)大展身手了，現(xiàn)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的那樣，“如果我不是第一批因精準(zhǔn)醫(yī)療治愈癌癥的人，那么我也應(yīng)當(dāng)是最后一批在精準(zhǔn)醫(yī)療時(shí)代死于癌癥的人。”[7]

未來尚且大有可期。