2019年7月，優迅醫學CSO關永濤團隊關於NIPT新算法的最新成果《Inferring fetal fractions from read heterozygosity empowers thenoninvasive prenatal screen》發表於美國ACMG會刊《Genetics in Medicine》，這是關教授團隊繼2017年後，就NIPT算法創新所發表的第二篇重磅學術文章。該方法解決了當前行業領域中不能準確推斷胎兒濃度的重大技術難題，這一成果結合優迅醫學獨家的貝葉斯算法，為無創微缺失微重複症候群的檢測提供了更為可靠的技術保證。自2019年9月份起，優迅醫學成為國內首家在NIPT PLUS報告中明確給出胎兒濃度信息的檢測機構，完成了優迅志在打造業內最強NIPTPLUS的最後一塊拼圖。
優迅醫學CSO關永濤團隊在ACMG會刊上發表文獻
優迅醫學進入NIPT市場以來，依靠極強的渠道優勢在快速佔領市場份額方面進展顯著，但優迅的技術團隊顯然有著更大的野心和前瞻的眼光。幾年來，從NIPT到NIPT PLUS再到無創單病，從貝葉斯理論、隱馬爾科夫模型到常染色體胎兒濃度定量方法，從北京市自然科學基金到科技部十三五重大專項再到TriMax全國多中心臨床試驗
優迅醫學完成了從NIPT技術並驅者、市場跟隨者，到NIPT PLUS技術領先者、市場開拓者的重大角色轉換，而美國杜克大學關永濤教授的加入，更是在生信算法領域行業高地插上了優迅醫學的一面大旗。
NIPT能成為基因行業第一個產業化落地的產品，並於近幾年在全球範圍迅速普及，有機緣，有巧合；有需求，有成果；有調整，有突破。今天，就讓我們以此為引，翻看NIPT從業者們之前走過的路，跌過的坑，直到最強PLUS的誕生。
一直苦苦尋找的，就這樣不經意的出現
別看現在基因檢測看似臨床普及，大眾熟悉，但如果拿通信行業進行類比，現在頂多算2G時代，基因檢測還有很大的空間，很長的路要走。NIPT上市以前，基因行業所處的就是1G時代，其作為絕對的高冷技術主要還是為國內各大高校和科研院所提供測序及分析服務，特別是隨著NGS成本的快速下降，使得基因測序越來越觸手可及，以基因測序為亮點的高質量文章大量湧現，當時華大發過CNS的員工據粗略統計就有數十人之多，基因測序一時風頭無兩。但作為一個產業來講，科技服務有它的發展瓶頸，就是市場容量和服務對象相對固定。
正因如此，實際上那時的基因er就已經開始在尋找更大的市場，並很快把目光放到了臨床領域，畢竟基因行業發展追蹤溯源，就是源自為解決大眾健康問題的，與曼哈頓原子彈計劃和阿波羅登月計劃並稱為20世紀人類自然科學三大工程的人類基因組計劃。
NIPT就等在那裡，而且一切都是對的
NIPT就這樣進入了視野。另一方面，我國出生缺陷發生率5.6%，每年由於出生缺陷造成的社會經濟負擔超百億元。臨床上也一直在尋找一種既安全又準確的方法，幫助孕婦在產前判斷胎兒是否攜帶染色體疾病。自1997年開始Dennis Lo等研究者陸續發表的文章提供了無創產前胎兒染色體異常檢測的科學依據，但使用什麼手段呢，研究者們最初嘗試用數字PCR方法檢測，可惜準確性不行，而當那些做NGS的傢伙們關注到這裡後，直接大喊一聲：我行！
究竟是什麼能讓素來見多識廣沉穩有度的科學家前輩能如此脫口而出？因為他站在前面研究者的肩膀上一看，心中頓時噴薄出兩個字：完美。原來在仔細研究了母體外周血後發現其有如下特性：
1）孕婦外周血中存在胎兒的游離DNA，含量是胎兒細胞DNA含量的近千倍；
2）這些游離DNA在孕5周即可檢出，並隨孕周的增加而增加；
3）胎兒游離DNA片段長度與母親DNA片段長度有差異；
4）胎兒游離DNA片段平均大小約為160bp；
5）胎兒游離DNA在分娩後迅速消失，2個小時後無法檢出。
這些特性保證了使用NGS測序平臺，在孕12周起（基於孕婦個體差異的保守考量），僅通過對孕婦外周血測序，得到胎兒染色體的信息數據，就能夠判斷是否為唐氏兒。特別是測序數據的分析方法Z-score簡單易行，並不要複雜的統計模型。
正是有了盧教授等前輩的突破性發現、胎兒游離DNA特性、臨床痛點以及入門級的統計算法加持，才有了NIPT第一個基因組科技臨床產品的快速落地及普及。當然，前面的因素形成了一個行業風口，而從業者的努力更是NIPT產業快速發展的基石。近幾年肉眼可見的變化是，醫生從排斥到接受再到力薦，孕婦從謹遵醫囑到主動諮詢，臨床上基於國人數據的大規模臨床試驗從無到有，國家政策從不禁不薦到叫停整頓再到試點運營直至全面放開，NIPT產品從擦邊球式操作發展到已有部分地區政府定價、納入醫保甚至政府採購全民免費。
那新的問題來了，對於這樣一個爆款，從業者的下一步該往哪走？如何修建自己的技術護城河？如何站在盧教授等巨人的肩膀上再求更高突破？這就是優迅人近年來日以繼夜要探尋的答案。
激烈競爭之下看優迅的選擇
對於優迅來說，在前期借渠道之力迅速佔領市場後，面臨一個重要選擇，是創新開發下一個爆款？還是研發爆款的延伸性產品？
優迅說：小孩子才做選擇，我兩個都要。
優迅從成立第一天起，就確定了出生缺陷和腫瘤精準醫療雙產業主線並行推進的發展方針。腫瘤方向要搞，必爭之地，前期重積累儲備，單拉隊伍潛心做產品做項目，ctDNA&CTC液態活檢、泛腫瘤早篩和國人乳腺癌復發風險評估的臨床多中心項目三箭齊發；生育方向要搞，規模化是關鍵，重技術創新突破，做優迅特色的NIPT，是優迅技術團隊的使命。接下來的問題，如何有特色，如何突破，很簡單，傳統NIPT的局限性在哪裡，就往哪裡發力攻關。
對於NIPT的創新，優迅主要瞄準兩個方面：核心算法的突破與檢測範圍的擴展。
NIPT-ZSCORE方法的灰區尷尬
NIPT夠準了嗎，相比唐篩，已經有了革命性的進步，但這還不夠。
這裡再次提到Z-score的算法，本身存在一個明顯的BUG——灰區尷尬。Z檢驗讓每個人套進一個模型中，算法和依據算法設定的閾值都是死死的，比如這個閾值是3，如果結果小於3，就是低危，出低風險報告；結果大於3，就是高危，出高風險報告並建議去做羊穿。但如果是2.9或者3.1呢，數據一旦落在閾值附近這一灰區時，實際判讀一直讓人很頭疼：2.9與3.1真的是有著天壤之別麼？閾值3是一個統計結果，這是一個概率問題，也是各家的經驗值，並不足以判定胎兒染色體情況。
這裡另說一句，當數據結果落入灰區，當下為了解決這個問題，大多數檢測機構的做法是，重新單獨分析這個樣本，如果還是落入灰區，就只能採用間接的方法——拿不準了就報陽性。這種規避假陰性樣本產生的做法導致了假陽性率的上升。必須說明的是，這並非是不負責任的魯莽行為，因為相較生下唐氏兒而言，報陽性而建議孕婦做產前診斷挨一針，是當時技術條件下最好的方式，當然，某種程度也是無奈之舉，並且羊穿的費用也由檢測公司支付。退一步說，算上由於灰區問題導致的假陽性情況，NIPT的準確率還是遠遠高於普通唐篩的。
現在，擺在從業者面前的技術難題已很清楚，如何避免灰區尷尬？這已經不是方法優化的問題，而必須從底層算法上引入新的思路、設計新的統計模型來解決。就這樣，優迅開始了連續奮戰；就這樣，優迅找到了貝葉斯因子。
貝葉斯因子，告別頭疼的灰區，特別的結果給特別的你
優迅2017年發表的文章《Informativeprior on fetal fraction increases power of noninvasive prenatal screen》顯示，優迅自主研發了基於貝葉斯統計學原理的NIPT算法。此模型引入胎兒濃度和疾病發病率等先驗知識，通過貝葉斯理論計算後驗概率，從而構建出貝葉斯因子（貝葉斯因子是用來描述一個分布優於另一個分布的相對確證性）。
將貝葉斯因子引入到NIPT模型，實在是關永濤教授匠心獨運的絕妙一筆，再加上同步引入的隱馬爾科夫模型，能夠有效剔除母體CNV（copy number variance）的背景幹擾，以及通過行之有效的smooth GC矯正方法來降低幹擾誤差，使優迅的NIPT檢測效力大增，PPV\NPV數據均處於行業領先水平（下圖顯示貝葉斯理論在PPV/NPV性能上遠優於Z檢驗，詳細報導見之前文章解析。）。
女胎胎兒濃度定量的困擾
在算法上取得創新性突破之後，優迅緊接著開始了NIPT PLUS的產品研發，旨在拓展NIPT的臨床適用範圍，以進一步滿足正在快速增長的無創出生缺陷檢測服務升級需求。NIPT產品雖然已經得到了臨床和客戶的認可，奈何檢測範圍極其有限，僅針對三大染色體非整倍性異常進行檢測。實際上，其他染色體以及其他變異類型導致的疾病同樣或許更值得我們關注。針對這一需求，從技術上講，優迅已經將現有貝葉斯分析方法檢測的效力顯著提升，但是對於NIPT PLUS而言，還需要一個十分重要的數據參數——胎兒濃度。
胎兒濃度是十分重要的信息。美國醫學遺傳學與基因組學學會（ACMG）在2016年更新的NIPT聲明中，對胎兒濃度與NIPT檢測效力進行了專門闡述，建議NIPT檢測報告應包含明確的胎兒濃度信息。但是，對於胎兒濃度的準確定量一直是行業技術難題。這其中，男胎的胎兒濃度可以利用Y染色體進行分析得到，但是女胎的胎兒濃度定量卻沒有行之有效的辦法。
基於低深度測序的SNP雜合性分析推斷胎兒濃度模型
要想突破女胎難題，就必須告別性染色體的思路，通過常染色體信息進行分析，才有突破的希望。優迅醫學正是基於這一技術決心，把關注重點放在了SNP遺傳特點的分析上。此前業內的研究成果中，有的需要進行額外的靶向富集，有的需要較高深度的測序，對於臨床上作為篩查手段的NIPT PLUS而言，僅理論可行，成本增加問題突出，是實現臨床產業轉化的重大阻礙。
所以，結論就是，在保持較低測序深度的同時，仍然可以準確分析胎兒濃度的方法，才是NIPTPLUS真正需要的好方法、產業轉化可行的方法。可是低深度測序，真的能測到足夠位點嗎？優迅給出了肯定答案（預知詳情，可以移步最新文章解析）。就這樣，優迅構建出了一個根據SNP的雜合性推斷胎兒濃度的分析模型。
檢驗性能的時刻到了！
如前所述，對於男胎，通過Y染色體定量相對準確，因此最好的檢驗方式就是用男胎性染色體定量方法做比較。
圖中是回顧了69個真實的男胎臨床樣本得到的數據，兩個數據結果一致性非常棒，R2 = 0.971。偏離的兩個小星星不是結果不好，反而是結果太好，發現了兩個龍鳳胎！（胎兒濃度是男胎的兩倍）。
就這樣，優迅解決了胎兒濃度定量這一難題。該成果已經申報了多項國內國際專利。有了核心算法的加持，優迅迅速推出了業內最強的NIPT PLUS，能夠檢測16個染色體非整倍性異常、115種染色體微缺失微重複症候群以及295個智力障礙相關區域，並國內獨家在報告中加入胎兒濃度信息。
激烈拼殺中的市場策略——左手成本、右手轉化
NIPT發展到現階段，成本已經是最大的行業壁壘，誰能將成本壓低，誰就有競爭優勢，而NIPT成本的控制與優化，不僅體現在科技研發水平上，更需要一定時間的基礎性積累。
今年年初，華大基因與優迅醫學達成深度合作並完成戰略入資。二季度，優迅完成了所有產線華大測序平臺的轉產工作，成為全球除華大之外，唯一全產線使用華大測序平臺的基因公司，測序儀器及試劑的國產化再加上創新算法所帶來的低深度高質量數據成本，確保了優迅在市場渠道拓展上始終具有自身獨特優勢，尤其是中美戰略博弈大背景下，相較眾多依賴於美國測序儀和試劑的其他公司，具有更大的底層成本優勢與從根本上講無憂無隱患、自主可控的可持續發展基礎。
在市場布局上，優迅在鞏固原有優勢區域的基礎上用NIPT主打二三級市場，尋覓機會做渠道下沉；而對於競品激烈同時升級需求強勁的重點目標醫院，則以NIPT PLUS做業務切割，依靠產品力進行強勢滲透，實現業務轉化。目前優迅醫學整體業務NIPTPLUS轉化率已經超過30%，獨佔行業鰲頭，相信隨著臨床的逐步布局推進和延展，以及需求的逐步啟發、引導和擴大，優迅基於全新算法的NIPT PLUS一定會引領行業的新一輪變革。
特別補充一點，看似涇渭分明的腫瘤和生育在臨床上卻有著神奇的共通之處，因為對於人體來說，不管是母體的胎兒和人體的腫瘤，都可看做是人體外來的「異物」，而臨床上大都是針對「異物」的游離DNA進行檢測，在檢測方法和後續信息分析方面，很多技術是相通的，這也為兩條線研發上未來的互通互助互用帶來了可能。縱觀科技發展史，很多時候，科學上的閃光點恰恰來自此類「跨界」創新思維。
與早期單純NIPT業務渠道型公司不同，優迅有著全面的中長期發展戰略規劃，包括腫瘤線的發展和布局在公司成立之初已經開始，從平臺搭建、產品研發、生產轉產到市場推廣，從團隊組建到社會資源橫縱聯合，都在計劃周期內，都在自己的節奏中。
優迅通過短短幾年的發展，在兩條線都已經形成了自己的差異化發展方向和產品優勢，NIPT的貝葉斯統計模型和女胎定量方法，更是為優迅貼上了算法領先的標籤，得到了專家的高度認可和同行的紛紛效仿；而腫瘤的國人乳腺癌復發風險評估和泛腫瘤早篩的臨床項目，則為腫瘤線明確了未來著力的方向，展現出廣闊的發展前景。相信優迅作為成立伊始就秉持「更貼近臨床」理念的從業者，最終會跨越巨人的肩膀，繼續砥礪前行。
關於優迅醫學
優迅醫學系國高新技術產業單位，國家科技部「十三五」生殖健康及重大出生缺陷防控專項承擔者，中國癌症基金會合作機構，液態活檢大規模臨床試驗推動者。優迅醫學秉承「更貼近臨床」的服務理念，致力於規模化出生缺陷防控與腫瘤精準醫療產業開發。在生殖健康領域，優迅醫學自主研發的基於貝葉斯理論的NIPT新算法，發表於《Genetics in Medicine》，是近年來唯一NIPT方法學的重大革新類文章，並以此推出國內領先的優馨安NIPT PLUS檢測產品。截至目前，優迅滿分通過國家衛健委、美國CAP各項室間質量評價50餘次，業務覆蓋全國30個省市地區及1500+醫療機構。
2017年7月A輪融資獲得高特佳投資。