癌症的伴随诊断：NGS是否有一席之地？

伴随诊断（Companion diagnostics，CDx）是指体外诊断的设备或成像工具，能够为相应治疗产品的安全性和有效性提供重要的信息。如今，伴随诊断已成为肿瘤学家不可或缺的工具。因此，分析师预计，全球伴随诊断市场到2019年有望达到87.3亿美元。

在临床试验中，利用伴随诊断来指导治疗，可鉴定出最有可能响应特定疗法的患者群体，从而改善治疗反应。这些检测不仅能指示分子靶点的存在，还能提示治疗的脱靶效应，预测与药物相关的毒性和副作用。

对于制药公司而言，在药物开发的过程中使用伴随诊断可以提高药物的成功率。之前，一项研究曾经调查了1998-2012年间非小细胞肺癌药物开发过程中临床试验失败风险。研究人员分析了199种药物化合物的676个临床试验。

数据显示，III期临床试验的失败是药物获批的最大障碍，其总体成功率只有28%。不过，在生物标志物指导的试验中，成功率达到62%。研究人员通过数据分析得出结论，在III期药物开发过程中使用伴随诊断检测可明显提高临床成功的机会。

监管考虑

据美国FDA肿瘤治疗产品部门的监管专员Patricia Keegen博士介绍，如果新药物作用于特定的基因或生物学靶点，但这个靶点只存在于部分患者体内，那么FDA需要伴随诊断检测。这种检测能够确定哪些个体将受益于治疗，而哪些患者无法受益，甚至可能受到伤害。FDA将伴随诊断划到III类设备，需要最严格的医疗器械审批程序。

制药公司与诊断公司之间的紧密合作已经推动一些药物和伴随诊断同时获得FDA批准。目前，市场上一些主要的检测开发商包括罗氏诊断、雅培、安捷伦、QIAGEN、赛默飞世尔科技以及Myriad Genetics。

不过，基于NGS的检测还未被批准用于癌症的伴随诊断。所有已批准的检测包括PCR检测、免疫组化和原位杂交技术。尽管FDA已批准Illumina的MiSeqDx测序仪用于囊性纤维化的筛查和诊断，“但将NGS用于靶向肿瘤药物还必须克服多个挑战，”DAKO顾问Jan Trøst Jørgensen评论道。

Illumina的MiSeqDx平台、两种囊性纤维化检测以及一个文库制备试剂盒已经获得FDA的上市前许可（premarket clearance）。这标志着新一代测序系统首次获得FDA的批准。不过，FDA对MiSeqDx仪器平台的审查采用de novo classification process，遵循的是新型低中度风险的医疗器械的审批程序。

Jørgensen博士进一步指出：“我们的靶向药物开发已经逐渐从‘一个生物标志物：一种药物’的场景转移到更加综合的方法，有着多个生物标志物和药物。这种‘新模式’将为在临床中引入多重策略铺平道路，包括基因表达芯片和新一代测序。”

Illumina认为，NGS代表了理想的方案，将肿瘤分析的模式从一系列单基因检测转变到多分析物的方法，带来精确的肿瘤学。Illumina已经与一些制药公司结成了伙伴关系，以开发一种基于NGS的通用型肿瘤检测系统。合作对象包括阿斯利康、杨森、赛诺菲和默克雪兰诺。他们试图重新定义肿瘤的伴随诊断，重点是开发靶向治疗临床试验所用的系统，以便推出一个多基因产品，用于疗法的选择。

2014年1月份，Illumina和Amgen宣布，他们将合作开发基于NGS的伴随诊断，针对结直肠癌抗体Vectibix（帕尼单抗）。Illumina将在MiSeqDx仪器上开发伴随诊断。Vectibix是一种抑制EGFR的单克隆抗体，不建议用于带有KRAS突变或KRAS状态未知的转移性结直肠癌患者。

Illumina表示，对于那些考虑用Vectibix治疗的患者，美国FDA尚未批准伴随诊断检测，以评估KRAS的突变状态。Illumina希望获得美国和欧洲监管部门的批准。Illumina和Amgen将验证检测平台，而Illumina将推出商业化产品。

治疗选择

Foundation Medicine表示，它的癌症基因组鉴定方法将帮助医生发现那些驱动癌症生长的改变，并确定靶向治疗方案。它的第一个临床产品，FoundationOne，拷问315个癌基因的完整编码序列，以及28个在实体瘤中经常发生重排和改变的基因中的内含子。

这些基因经过深度测序，以确定相关的可行动体细胞改变，包括单碱基改变，插入缺失、拷贝数改变以及基因融合。测序所产生的基因组图谱与癌症治疗选择工具互补，将每位患者与靶向疗法和临床试验相匹配，以扩展治疗方案。

随着Foundation Medicine的NGS分析被越来越多地应用，最近的临床报道也举例说明，FoundationOne检测所实现的全面基因组图谱分析带来了诊断再分类，使靶向药物治疗有了激动人心的临床反应。在一些报道中，NGS发现了其他方法不可能发现的改变。

TRK融合癌症

2015年7月，科罗拉多大学癌症中心和Loxo Oncology在《Cancer Discovery》在线版上发表了一篇研究简报，介绍了第一名原肌球蛋白受体激酶（TRK）融合癌症的患者登记参加LOXO-101 I期临床试验。LOXO-101是一种口服的TRK激酶抑制剂，仅适用于TRK受体家族。

尽管作者表示TRK融合很少发生，但它们却存在于多种肿瘤组织中。研究称，一名晚期软组织肉瘤的患者已经全面转移到肺部。医生将患者的肿瘤标本提交给Foundation Medicine，以便利用FoundationOne Heme进行全面的基因组图谱分析。结果发现她带有TRK基因融合。患者于2015年3月参加LOXO-101的I期临床试验。经过四个月的治疗，CT扫描显示最大的肿瘤几乎完全消失。

FDA负责个性化医疗的官员Elizabeth Mansfield博士表示，关于肿瘤生物学的新知识的快速积累以及诊断技术的快速演化正在挑战FDA，使其不断重新定义对伴随诊断的看法。如此看来，诊断检测的合并似乎是不可避免的，以通过单个或少量检测来获得治疗所需的所有信息。这是否意味着伴随诊断检测将融合NGS测序，让我们拭目以待吧。

（作者：Patricia Fitzpatrick Dimond博士 / 生物通编译）