格源致善蘇小平:AI助力新抗原預(yù)測,解決個(gè)性化腫瘤疫苗難題

巫盼 7年前 (2019-05-17)

“我們一直非常認(rèn)可腫瘤免疫疫苗的未來發(fā)展,臨床案例出來后,我們就快速跟進(jìn)創(chuàng)辦了格源致善?!?/p>

古人有云,對(duì)癥下藥。

然而對(duì)癥下藥只是具體到某個(gè)癥狀,在當(dāng)前的醫(yī)學(xué)技術(shù)發(fā)展下,我們已經(jīng)在研究如何“對(duì)人對(duì)癥下藥”,也就是現(xiàn)在的精準(zhǔn)醫(yī)療。

據(jù)一份調(diào)查數(shù)據(jù),2016至2020年,全球精準(zhǔn)醫(yī)療市場規(guī)模將以每年15%的速率增長。預(yù)計(jì)2020年全球精準(zhǔn)醫(yī)療市場規(guī)模將破千億,達(dá)到1050億美元。

精準(zhǔn)醫(yī)療通常包含診斷和治療兩個(gè)方面,“精準(zhǔn)”是核心,基因測序是基礎(chǔ),從應(yīng)用來看,目前的基因檢測、細(xì)胞免疫治療、基因編輯、腫瘤靶向用藥、個(gè)性化腫瘤疫苗都是精準(zhǔn)醫(yī)療的細(xì)分領(lǐng)域。

在鎂客網(wǎng)于智博會(huì)期間主辦的“M-TECH 2019智能醫(yī)療創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)論壇”上,我們采訪了格源致善的創(chuàng)始人蘇小平博士,作為國內(nèi)最早研究精準(zhǔn)醫(yī)療的創(chuàng)業(yè)者之一,蘇小平博士談到了他們是如何用基因測序、人工智能等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)腫瘤的個(gè)性化免疫治療。

格源致善蘇小平:AI助力新抗原預(yù)測,解決個(gè)性化腫瘤疫苗難題

圖 |格源致善創(chuàng)始人蘇小平博士

對(duì)癥下藥,為腫瘤患者提供個(gè)性化免疫療法

癌癥有多可怕?

根據(jù)世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機(jī)構(gòu)去年發(fā)布最新報(bào)告:僅2018年就新增1810萬癌癥病例,死亡人數(shù)高達(dá)960萬。

即便是到今天,我們依然對(duì)很多癌癥束手無策。用蘇小平博士的話說,大家之所以會(huì)談癌色變,問題癥結(jié)在于腫瘤的異質(zhì)性。舉個(gè)例子,同樣是患有腎癌的患者,他們腫瘤組織里的腎癌細(xì)胞是不同的。也就是說,每個(gè)患者的腫瘤突變是不同的。如果是通過傳統(tǒng)的手術(shù)切除或者化療,治療效果不會(huì)特別理想。

隨著精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展,我們可以通過基因測序工具找出腫瘤突變,通過靶向療法有針對(duì)性地治療,但是現(xiàn)在很多患者檢測到很多突變,遺憾的是絕大多數(shù)突變并沒有相應(yīng)的靶向藥,對(duì)于那些缺乏靶向藥的患者來說,如何得到有針對(duì)性地治療呢?

這就是格源致善正在做的個(gè)性化腫瘤疫苗,通過基因測序來分析腫瘤的突變,然后預(yù)測、設(shè)計(jì)、制備針對(duì)突變基因的新生抗原疫苗,疫苗回輸患者體內(nèi)進(jìn)而激發(fā)患者自身免疫以殺傷腫瘤細(xì)胞。

此處的新生抗原來源于腫瘤特異性基因突變,它不受免疫中心耐受的影響,可以引起針對(duì)腫瘤細(xì)胞的特異性T細(xì)胞活化,產(chǎn)生強(qiáng)大的抗腫瘤免疫反應(yīng)。

談及格源致善選擇這個(gè)技術(shù)方向的契機(jī),蘇小平博士覺得這是一個(gè)順其自然又恰逢其時(shí)的事情。

蘇小平博士曾在醫(yī)學(xué)免疫學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)工作13年,長期從事細(xì)胞生物學(xué)、腫瘤學(xué)與免疫學(xué)相關(guān)的研究。他和團(tuán)隊(duì)在腫瘤疫苗和基因測序等方面的經(jīng)驗(yàn)豐富,也一直在關(guān)注二代測序技術(shù)催生的很多新興治療方案,比如靶向藥以及現(xiàn)在很火的PD-1和CAR-T。

2017年7月,《Nature》接連發(fā)表了兩篇個(gè)性化腫瘤疫苗成功治療黑色素瘤患者的案例,讓他們看到了腫瘤新生抗原療法的臨床有效性。

格源致善蘇小平:AI助力新抗原預(yù)測,解決個(gè)性化腫瘤疫苗難題

“我們一直非常認(rèn)可腫瘤免疫疫苗的未來發(fā)展,臨床案例出來后,我們就快速跟進(jìn)創(chuàng)辦了格源致善。”

值得注意的是,今年年初MIT Technology Review公布了2019年度“十大突破性技術(shù)”榜單,其中定制癌癥疫苗赫然在列,這意味個(gè)性化腫瘤疫苗的前景非常可觀。

蘇小平博士也認(rèn)為切入到個(gè)性化腫瘤疫苗產(chǎn)業(yè)的時(shí)機(jī)非常關(guān)鍵。“創(chuàng)業(yè)不像做研究,做研究關(guān)鍵是找到一個(gè)亮點(diǎn),但是創(chuàng)業(yè)非常注重時(shí)機(jī)。現(xiàn)在這個(gè)行業(yè)全世界都才剛剛開始,后續(xù)發(fā)展的速度會(huì)非常快。”

AI助力新抗原預(yù)測,解決個(gè)性化腫瘤疫苗難題

說到個(gè)性化腫瘤疫苗,其實(shí)它和PD-1和CAR-T一樣都屬于腫瘤免疫治療,腫瘤免疫治療具有針對(duì)性強(qiáng)、持久性長,覆蓋范圍廣,副作用小等特點(diǎn)。

和PD-1或者CAR-T相比,個(gè)性化腫瘤疫苗的技術(shù)路線更為復(fù)雜。蘇小平解釋道,“CAR-T和PD1都屬于治療方案,這些方案本身沒有囊括精準(zhǔn)診斷。靶向用藥是精準(zhǔn)醫(yī)療的開始,其治療方案包含一個(gè)精準(zhǔn)的診斷,但藥物是現(xiàn)成的。腫瘤個(gè)性化疫苗可以說是精準(zhǔn)醫(yī)療的典范,因?yàn)樵撝委煼桨讣劝粋€(gè)對(duì)患者的的精準(zhǔn)診斷,后面又包含了一個(gè)針對(duì)患者本身的精準(zhǔn)治療方案。”

腫瘤個(gè)性化疫苗方案最關(guān)鍵的核心便是對(duì)新生抗原(獨(dú)特存在于癌細(xì)胞中并且具有免疫原性)的預(yù)測,因?yàn)椴⒉皇撬械耐蛔兌寄艹蔀樾驴乖蛘吣軌蛑谱饕呙?,因?yàn)橛绊懟蛲蛔兂蔀樾律乖囊蛩睾芏啵喊ㄋ遣皇欠峭x突變,該突變是否表達(dá),突變基因能否被剪切以及和HLA分子結(jié)合等因素。

據(jù)了解,整個(gè)個(gè)性化腫瘤疫苗的制造過程包括患者腫瘤組織取樣、基因測序、突變分析、新生抗原的預(yù)測分析和選擇、疫苗設(shè)計(jì)制備以及評(píng)估,最后是臨床回輸,當(dāng)疫苗進(jìn)入到病人體內(nèi),腫瘤疫苗被抗原遞逞細(xì)胞進(jìn)行吞噬,誘導(dǎo)T細(xì)胞回到腫瘤部位殺傷腫瘤。

格源致善蘇小平:AI助力新抗原預(yù)測,解決個(gè)性化腫瘤疫苗難題

由于格源致善整個(gè)團(tuán)隊(duì)既有擅長數(shù)據(jù)分析和人工智能的專家,也有腫瘤免疫治療領(lǐng)域的專家,所以他們的研究進(jìn)程非???。“我們僅僅用了半年的時(shí)間就走通了整個(gè)流程,現(xiàn)在已經(jīng)在三家三甲醫(yī)院開展臨床實(shí)驗(yàn)。”

據(jù)了解,圍繞腫瘤的個(gè)性化疫苗治療,格源致善開發(fā)了兩個(gè)系統(tǒng):TumorNeo™新生抗原AI預(yù)測優(yōu)選系統(tǒng)和TumorVac™新生抗原體外高效評(píng)測系統(tǒng),分別用于新抗原預(yù)測和個(gè)性化腫瘤疫苗的體外評(píng)估。

在新生抗原預(yù)測方面,他們通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法同時(shí)檢測多種突變產(chǎn)生的變異肽段,基于腫瘤突變產(chǎn)生的變異肽段預(yù)測以上變異肽段與MHC I和MHC II的親和力,再結(jié)合中國人群腫瘤新生抗原數(shù)據(jù)庫預(yù)測和篩選出高質(zhì)量腫瘤新生抗原序列。

體外評(píng)測平臺(tái)則由T細(xì)胞體外誘導(dǎo)體系、人源化PDX小鼠評(píng)測體系和細(xì)胞單MHC親和力評(píng)測體系三套系統(tǒng)構(gòu)成,以確保腫瘤新生抗原的安全性和有效性。

格源致善蘇小平:AI助力新抗原預(yù)測,解決個(gè)性化腫瘤疫苗難題

在鎂客網(wǎng)的活動(dòng)現(xiàn)場,蘇小平分享了一個(gè)臨床應(yīng)用案例,有個(gè)患有原發(fā)性腎癌的病人入院時(shí)情況非常差,醫(yī)生評(píng)估其生存期只有兩個(gè)月。對(duì)患者進(jìn)行取樣進(jìn)行基因檢測后,他們發(fā)現(xiàn)了有500多個(gè)基因突變,用TumorNeo™新生抗原AI預(yù)測優(yōu)選系統(tǒng)進(jìn)行新生抗原預(yù)測最后從中挑選出了13個(gè)新生抗原進(jìn)行相關(guān)疫苗的制備,疫苗回輸治療七個(gè)月后,檢測發(fā)現(xiàn)該患者的腫瘤有縮小的趨勢,并且檢測到肺部微小的病灶已經(jīng)消失,患者的生活質(zhì)量得到明顯改善。

最后

談及當(dāng)前精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展,蘇小平博士認(rèn)為國內(nèi)科研和臨床實(shí)驗(yàn)的步伐緊跟國外,雙方水平基本保持一致。同時(shí),現(xiàn)在的醫(yī)生、患者以及家屬對(duì)新興的治療方案接受度都比較高。

不過,蘇小平博士也談到,如何降低定制癌癥疫苗的成本以及縮短制作時(shí)間并且優(yōu)化提升癌癥疫苗藥物的效力將是很大的挑戰(zhàn)。

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