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潛入精準醫學

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/07/11

檢驗室正在應用次世代定序,以支持最新的腫瘤學實踐。

在腫瘤學診斷和護理方面,免疫療法和其他個體化療法是主要的治療工作之一。隨著新癌症診斷數量不斷增加,臨床醫生需要能夠更快且更經濟地提供答案的工具。

在接下來的5年內,精準醫學在腫瘤學中的應用將使全球數百萬患者受益。根據行業估計,2018年至2023年間,將進行51億次精確癌症診斷檢測​​,市值在2023年上升至近200億美元。遺傳和基因組檢測在這些分析中佔很大比例,但目前分析患者樣本中特定突變的主要做法需要更長時間,並且在將患者與腫瘤特徵的最佳治療方法相聯繫的效率較低,而這就是次世代定序(NGS)的用武之地。NGS不是檢查單個基因,而是讓檢驗人員使用分子條碼同時檢測多個基因。檢測結果可以更有效地提供診斷和治療答案。

在臨床試驗環境中進行試驗和檢測,NGS現在正在向腫瘤學實踐展開。根據底特律亨利福特醫院解剖病理學副主席Dhananjay Chitale的說法,實踐已經轉移到學術醫療機構和大型癌症中心等地。

事實上,加州大學聖地亞哥分校醫學院臨床科學副主任Razelle Kurzrock博士解釋說,更廣泛的NGS利用率是一個增長趨勢。以前在她的實踐中,只有在學術環境中尋求醫療護理的患者,才能從NGS中受益,但現在大多數患者均已完成。

明尼蘇達州羅切斯特市梅約診所的實驗室,醫學與病理學副教授Rondell Graham博士說,大多數NGS仍然在大都市區提供,但隨著癌症護理需求的持續增長,更多小型的郊區醫療院所,甚至一些社區醫院開始將NGS作為常規檢測技術。

分子診斷服務負責人Marc Ladanyi博士與斯隆凱特琳癌症中心分子腫瘤學主席William J. Ruane表示,在許多情況下,醫療機構決定接受內部NGS,將取決於患者的需求和數量。在深入研究NGS之前,感興趣的團隊應該分析他們每月或每年運行多少次這種檢測,以確保他們能夠產生足夠的收入來克服設置成本。他補充說,如果創建一個實驗室在經濟上不可行,那麼外包NGS檢測,則是一個可行的選擇。

MRHS醫學主任Artur Ra​​ngel-Filho認同,在很大程度上,患者數是主要驅動實驗室是否會透過NGS產生收入的決定因素。

在提供NGS之前,MRHS每年花費大約100萬美元用於外包其NGS測試。他解釋說,在今年早些時候實施NGS之後,支出下降了大約80%。Rangel-Filho強調,醫院不僅實現了大量的成本節約,而且現在還可以控制數據,並可以用它來長期改善患者的總體結果。

Chitale強調,執行NGS的實驗室最好有一位腫瘤學家,他們可以幫助確定如何使用這一強大工具生成的數據,以及博士級分子遺傳學檢驗人員,以監督這些工作的處理和分析。

此外,Kurzrock說,場域應該有一位由臨床檢驗專業人員,和腫瘤學家組成的分子腫瘤委員會,他們定期會面討論結果和患者治療的後續步驟。

迄今為止,NGS已用於鑑定與幾種癌症組相關的實體瘤中的基因突變,包括結腸癌、肺癌和乳腺癌。可以使用例如全基因組或全外顯子組定序,但它們也增加了進行分析的變體數量。相反地,許多設施選擇多基因套組。這些通常是實驗室開發的檢測,但美國食品暨藥物管理局(FDA)批准的分析選項數量正在增加。

例如,Ladanyi的實驗室提供了一個名為MSK Impact468基因小組,可檢測實體腫瘤中罕見和常見癌症的基因突變。他說,截至2017年,已有超過20,000名患者接受了FDA批准的NGS檢測。一項名為MSK-Access的新型無細胞DNA液體活檢,也將很快獲得最終批准。他說,這些類型的套組極大地促進了篩選工作。

Ladanyi補充說:「透過更大的NGS專家組,不必為不同的癌症或不同的目標維持多個單獨的檢測,更有效地利用了技術和時間。」

此外,Kurzrock極其同事在iPredict研究中使用了多基因套組定序,並且正在尋求在臨床實踐中實施這種方法。該研究使用NGS來確定149名患有IV期癌症的個體遺傳圖譜,以確定比單一療法更有效的個體化組合療法。根據該研究的NGS數據,88%的參與者接受了停止疾病進展的個體化聯合療法。

Rangel-Filho說,在頂級學術研究機構之外建立一個實驗室可能會更複雜。「這與波士頓或灣區不同,那裡有幾所大學的博士後研究員,他們都是訓練有素,目前正在研究這項技術,但佛羅里達州的情況並非如此,我們必須從零開始建立我們的團隊。」

為了克服這一挑戰,MRHS聘請了具有研究背景的醫療技術人員,並對他們進行了分子生物學技術培訓,以便他們能夠準確地完成系統提供的NGS套組。此外,MRHS還購買了商用軟體來滿足其生物資訊學需求。

儘管在內部執行NGS有幾個好處,但仍然存在障礙。Graham說,其中最重要的是啟動成本。NGS機器的初始成本可能超過10萬美元,並且簽署該支出可能很困難。

確保報銷也很複雜。截至2018年,醫療保險和醫療補助服務中心,僅限於支付FDA批准的分析實體腫瘤的NGS檢測。對於使用內部篩檢機制進行的檢測,或為研究和調查目的進行的檢測,目前無法獲得報銷。

Ladanyi說,另一項重大挑戰是對生物資訊學支持的巨大需求。他說,擁有訓練有素的技術人員和資訊學證書的重要性不容小覷,特別是因為對NGS掌握程度很高的人很少。Chitale支持這一斷言。「因為這是新技術,需要內部專業知識來設計檢測能力,」他說。「相關生物資訊學團隊必須能夠驗證這些分析,並且解釋和報告。」

但是,即使有合格的生物資訊學團隊,Graham提醒說,檢驗室領導者和臨床醫生必須記住,NGS是一種極其敏感的檢測選擇。因此,它為假陽性提供了更大的機會。檢驗室技術人員還應監測分析中的雜訊,以確保每項檢測都能提供最佳品質的資訊。

Chitale說,擁有足夠的儲存空間來容納從NGS收集的大量數據也存在問題,特別是對於規模較小的機構而言。實驗室負責人應與其資訊技術團隊密切合作,以確保患者的檢測結果安全地存在一個系統。他說,如果無法進行現場儲存,雲端存儲是一種可行的替代方案。

最終,Chitale說,NGS是下一波腫瘤測試浪潮,臨床醫生及機構需要準備好充分利用它。他說:「癌症遺傳學正逐漸滲透到臨床領域,我們必須在精準醫學計劃中充分利用這些資訊。」