單細胞技術在臨床上的應用方向

2021-01-20 單細胞天地

在我們錯過的歲月裡,我們看到NGS在臨床上的應用主要是檢測和診斷。近來,隨著NGS技術的下沉和成熟,我們看到它開始在藥物開發中得到應用。

身邊有不少產品經理問我如何基於單細胞技術開發臨床產品以讓這個技術儘快落地,為人類的健康提供新的見解(早日上市)。其實在回答這個問題之前,我們需要知道目前NGS的臨床應用走到了一個什麼樣的階段。


在檢測和診斷方面,NGS的出現可以可以說給我們帶來了許多新的機會,特別是體外診斷行業。第一點我們要理清楚的是檢測和診斷關係:

檢測:要求要快,不一定對應病症

診斷:要求要準,對應病症

比如在我們遺傳諮詢裡面就有產前檢測和產前診斷的區別。又如2020年大規模的核酸檢測,小區門口排著隊呢,如果有人有發燒/咳嗽/的症狀,還在排隊做檢測嗎?就要去醫院做診斷,看看是不是新冠肺炎了。

2019年之前,NGS的檢測沒有這麼大的規模,也不是它在臨床應用的主力。那麼主力是什麼呢?

診斷。

為什麼?

感冒了我們需要做診斷嗎?診斷的興起主要是因為:一些異質性很大的疾病,有明顯的病症但是人類對其機理的理解還不足以用望聞問切來對症下藥(首先,你得有藥)。

是的,這就是癌症和罕見病。

對他們的診斷是一個複雜的過程,那麼,我們為什麼要做這個,做了之後又怎樣呢?如果診斷不清,我們就不可能開發出穩定的治療方案。正如一位學者講的:


檢測和診斷的意義就在這裡,如是,一個是開發準確高效的方法,一個就是要積累經驗。所以我們看到做診斷的公司基本都有:

如果你們家公司也想致力於NGS的臨床應用,這兩個技術指標幾乎是躲不掉的。如果還沒有,那就從現在開始積累吧。

體外診斷的基本邏輯就是取出受試者(人,畜,植)的血液,體液,組織等進行檢測(生化,DNA,RNA,代謝等)進而獲得臨床診斷信息,以判斷疾病或機體功能。

所以你說單細胞要怎麼應用?就找那些拉到單細胞水平的時候,會讓我們眼前一亮的時刻。你比如說胚胎發育場景。

在外面蒙昧的早期,我們會這樣想:


但是這樣的光輝時刻並不總是自然而然的,於是基於單細胞的技術,我們可以做輔助生殖的事。胚胎形成之後,有了既定的軀體計劃,但是總會有一些調皮的小鬼不按套路出牌。我們湯神在這方面做了大量有意義的工作,刻畫了胚胎發育的圖景。


透過這個例子,我們發現單細胞其實不是一項技術,而是一個概念/一個視野/一個層面。就像「原子」這個概念一樣,它提供了一個新的視角讓我們來重新思考物質的基本組成。單細胞是一個概念,圍繞這個概念我們可以開發出相應的技術,比如10X的單細胞技術體系。這一點是需要明確的,特別是那些只是名義上做單細胞的人。

單細胞水平的診斷意義對癌症和罕見病無疑是巨大的,因為它們的異質性,也因為單細胞是揭示異質性的有力武器。這對之前我們積累的bulk數據有著重要的補充,一段時間之後,bulk數據將成為單細胞數據的補充。

在未來的一段時間裡,我相信面對單細胞的技術會進一步得到發展,為我們檢測和診斷癌症和罕見病提供見解。


那麼,之前我們提到:隨著NGS技術的下沉和成熟,我們看到它開始在藥物開發中得到應用。在臨床上只有診斷是遠遠不夠的,如果NGS止於診斷,那只能說是葉公好龍,不能緩解具體病痛的診斷,和路邊的算命先生有什麼區別呢?

所以下階段就是對病症的預防和治療,預防我們指向疫苗開發,治療我們指向藥物開發。藥物和疫苗我們也是區分開來講的,雖然都可以稱作藥品,但是它們的邏輯畢竟不同。但是他們在免疫學這一塊有著密不可分的聯繫:

80講堂腫瘤免疫研究進展專題直播PPT

單細胞免疫組庫在免疫治療中的作用是顯而易見的,不久前,北京大學北京未來基因診斷高精尖創新中心(ICG)主任謝曉亮團隊領銜多家合作單位在 Cell 雜誌發文:Potent neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 identified by high-throughput single-cell sequencing of convalescent patients』 B cells。利用高通量單細胞 RNA 和 VDJ 測序技術,從恢復期患者的抗原富集 B 細胞中快速鑑定出新冠病毒中和單克隆抗體(mAb)。在對 hACE2 轉基因小鼠的感染實驗中,也證實該抗體較強的治療和預防效果。證明了通過高通量單個 B 細胞測序技術可有效地發現人源中和單克隆抗體,這無疑可以為單抗藥物開發提供支持。

要做疫苗或者藥物開發,重點要求我們對機理的理解要透。也就是要利用單細胞技術來觀察藥物的機理,代謝反應。這是不同於做診斷的,診斷是拿著攝像機去拍照,而藥物是去幹預。所以採用的技術路線也是不同的:

湯神直播ppt

當我們思考單細胞技術在臨床上的應用方向的時候,其實我們是想在臨床的這塊田裡種下單細胞的果實,這個果實是通過一個又一個技術體現出來的。現在看來應用方向很多,但是還是要根據自己的實際情況來找好切入點,一步一步地推進工作。

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