癌癥個性化治療的藥物遴選

　　據統計，我國每年新增癌癥病例300多萬例，220萬人死亡，每分鐘有6人被診斷為惡性腫瘤。癌癥發病率排在前5位的，在男性中分別為肺癌，胃癌，肝癌，食管癌和大腸癌；女性中分別為肺癌，乳腺癌，胃癌，大腸癌和肝癌。在中國排在最前面的致癌因素分別是環境因素、慢性感染、吸煙等。

　　在老百姓的印象中，診斷出癌癥基本上就是判了死刑，目前全國癌癥病人5年的總體生存率約為30%左右。我們還經常聽到這樣一種說法，"有些癌癥病人是被治死的"。為什么會有這樣的說法呢？在中國，對于腫瘤住院病人，最多采用的治療手段是手術、放療和化療（藥物治療）。癌癥病人用藥遵循一定的標準治療規程(SOC)，包括一線、二線和三線四線用藥等。然而，與病原菌引起的疾病不同，腫瘤的發生是由于自身細胞的基因突變造成的，也是非常個性化的。可以說沒有兩個人的腫瘤是一樣的，這就決定了癌癥治療用藥也不能像抗生素那樣簡單。每種藥物針對的靶點或作用機制雖然是確定的，但用到非常個性化的癌癥病人身上，藥物的有效性就不是那么容易預測了。對某個病人有效的藥物，對于另一個看似同樣癌癥的病人可能完全沒有效果。所以，雖然醫生在治療過程中遵循了SOC，但也有可能因為藥物無效而讓病人錯過寶貴的治療時機。所以，說部分癌癥病人是被治死的也是有道理的。人不是小白鼠，生命只有一次機會，用錯一次藥或是用的藥沒有效果，就會付出不可挽回的生命代價。免疫治療藥物anti-PD1抗體在黑色素瘤治療中的確定療效引發了類似藥物的研發熱潮，但實際上也只有20%的的黑色素瘤被治愈。對任何一個病人來講，哪怕一種藥物在80%的病人身上有效，而萬一自己是那20%藥物無效病人中的一個呢？對病人而言，有效和無效都是非黑即白的，是不能把自己的生命寄托在一個統計數據上的。所以，個性化治療就成了一個非常值得期待的事情。

　　一提起個性化治療，大家想到的基本上都是基因測序。通過對腫瘤DNA進行深度測序，找到突變基因，再針對突變基因選擇合適的靶點藥物，比如針對ALK、MEK、EGFR等的靶點藥物，是大家印象中的個性化治療。但是這個印象可能不是準確的。首先，絕大部分的癌癥并不是單純的由這些突變導致的，而更可能是多基因突變促成的，尤其是在中國這樣一個環境污染嚴重的地方；第二，絕大部分的腫瘤組織是異質性程度很高的細胞群，也就是說，是由各種不同基因突變細胞組成的；第三，即使是能夠發現比較單一的基因突變，靶向藥物也不是100%有效的。所以，測序距離真正的癌癥個性化治療還是有一定的距離的。這類似于O2O或電商里的最后一公里問題，而這最后一公里就應該由PDX來完成。

　　所謂PDX，就是將人的組織（咱們這里就專指腫瘤組織吧）移植（接種）到小鼠體內（Patient-Derived xenograft)，這種帶有人腫瘤組織的小鼠就叫PDX。我們知道，因為免疫排斥，一個物種是不能接受其它物種的組織器官的。因此，人的腫瘤組織也不能移植到普通小鼠體內，否則就會被小鼠的免疫系統排斥掉。要想做成PDX，就需要先將小鼠的免疫系統破壞掉，做成免疫缺陷小鼠。而且，小鼠免疫缺陷的程度越高，對病人腫瘤的接受程度越高，成瘤率也就越高。幾十年前，就有科學家將人的原代腫瘤(即直接從病人身上取下來的新鮮腫瘤)接種到裸鼠（nude mice)身上，雖然有成功，但成瘤率很低，這是因為裸鼠只是T細胞缺失。隨后，科學家開始使用SCID或NOD-SCID小鼠，因為SCID小鼠沒有T和B細胞，也就是說它既沒有細胞免疫，也沒有體液免疫，所以相比裸鼠，成瘤率也大大提高。但這個小鼠還是保留了一部分免疫性狀，比如有自然殺傷細胞(NK細胞)。最近幾年，一種叫NSG的小鼠開始被用于PDX制備。NSG是在NOD-SCID的基礎上，又缺失了IL-2受體gamma亞基（IL2Rg)基因。因為IL2Rg同時也是其它一些重要的免疫細胞因子(IL-2， IL-4， IL-7， IL-9， IL-15， IL-21等)的受體亞基，這就使得這個小鼠的免疫系統基本喪失掉了，同時也沒有了NK細胞。所以，NSG小鼠是目前已知免疫缺陷程度最高的小鼠，在NSG小鼠上的成瘤率也遠遠好過NOD-SCID和裸鼠。而且，跟NOD-SCID與裸鼠相比，基于NSG小鼠的PDX更好的保留了人腫瘤組織的異質性以及基因表達譜，也就是說更接近病人的腫瘤特性。在這樣的PDX模型上遴選出來的有效藥物和藥物組合，就能夠直接用到病人身上，達到指導用藥的作用。那到底怎樣用PDX來遴選有效藥物呢？

　　首先是醫生在為癌癥病人做手術的時候，可以將從病人身上取下的腫瘤塊兒，在實驗室里被切成小塊兒，再移植到免疫缺陷小鼠的皮下（一般接種2-4個點）。一般情況下，腫瘤越新鮮越好，也就是說，從醫生取下腫瘤到小鼠接種之間的窗口期越短越好。經過幾周的時間，腫瘤塊兒會在小鼠體內長大。然后再將這些腫瘤塊兒收集并繼續切成小塊兒，放到更多的免疫缺陷小鼠體內，這樣就得到了足夠數量的可用于藥物遴選的PDX小鼠。在不同的時間段，給這些PDX小鼠分別用不同的藥物或藥物組合，觀察哪種藥物可以抑制或殺死腫瘤，并將這個結果給醫生，從而給醫生提供用藥指導。同時，這些腫瘤塊兒也可以通過液氮凍存的下來，用于醫藥企業進行新藥研發。

　　藥物研發公司為一直在為癌癥藥物研發進行著巨大的投入，然而，再好的新藥也只是對一部分癌癥病人有效，而且，癌癥的種類也遠遠多過我們能夠預測的。很多時候，對于醫生來講，面對一個癌癥病人，可選擇的藥物不是太少，而是太多，導致無從選擇。比如，盡管都是肺癌，可能發病機制完全不同。相反，看似不同的癌癥，其分子機制也可能是一樣的。也有的時候，即使是看似同樣的發病機制，因為有其它機制的參與，不同病人也會對某個藥物產生不同的反應。既然已經有這么多的癌癥藥物，而我們又不愿意把病人當作小白鼠，所以，我們可以用PDX來幫助醫生遴選出最佳藥物，從而為病人找到最合適的治療方案。這些PDX小鼠也可被稱作病人的"驗藥化身"。大量研究已經證明，在"驗藥化身"上有效的藥物，在病人身上同樣有效。

　　盡管大家承認，"驗藥化身"是藥物遴選的最好工具，也是實現"癌癥個性化治療"的最完美方式。但也有不少專家認為現在將PDX廣泛用于癌癥個性化治療還為時過早，主要有以下兩個因素：一是時間，二是價格（尤其是在美國，目前保險公司還不支付PDX藥篩的費用）。

　　在時間方面，整個過程也許要3-6個月，有些病人可能會等不及這個結果出來就會離開人世。但也會有很多病人會等到結果，并從中受益延長壽命。而且，因為腫瘤在NSG小鼠上長得更快，并且無論是在成瘤率還是保持人腫瘤組織的異質性方面，NSG小鼠也更有優勢，所以相信可以在更短的時間內，更高效地為病人遴選到最好的藥物。如果將測序（縮小篩藥范圍）和"驗藥化身"結合起來，就能夠使藥物遴選進程更快，真正幫助病人，延長病人壽命。

　　另外一個就是價格。從國外的報價來看，從PDX制備到完成藥物遴選，一般收費在4-6萬美元。在保險公司不支付這筆費用的情況下，的確是一個巨大的家庭負擔。而在國內，如果利用國內的規模化、低成本優勢，相信可以將價格降低到10萬元人民幣以下。在進入醫保之前，對于很多家庭來講，用這個費用來換取自己或家人的生命，我想這也是很多人愿意承擔的。

　　時間和價格是醫生和病人關心的。而對于提供這方面服務的企業來講，要做好"驗藥化身"，必須要有最好的工具小鼠。上面提到，目前最好的小鼠是NSG小鼠。美國Jackson lab是國外NSG小鼠的主要供應商，但該小鼠不在中國出售。國內也有公司已經開發出自己的NSG小鼠并實現了規模化供應，比如百奧賽圖的B-NSG小鼠。JAX的NSG小鼠是通過回交的方式，將129／B6遺傳背景的IL2Rg突變回交到NOD-SCID背景上，目前還在繼續回交過程中。而百奧賽圖則是通過直接在NOD-SCID小鼠上將IL2Rg基因全部敲除，獲得了純系NOD背景的B-NSG小鼠。百奧賽圖的大規模動物生產能力，也保障了能夠為客戶長期提供高質量低成本的B-NSG小鼠。同時，百奧賽圖正在進行下一代B-NSG小鼠的研發，比如，在B-NSG小鼠的基礎上進行更多的基因修飾，加上各種人源化細胞因子，從而提高成瘤率，縮短腫瘤生長時間。

　　PDX藥物遴選，是真正的"癌癥個性化治療"，同時，也是一個很好的商機。國外已經有公司（ChampionsOncology，Oncotest等）通過這種方式幫助腫瘤病人遴選最合適的藥物或藥物組合。在國內，也有多家有PDX經驗的公司正在進入這個領域，并有很多創業企業已經或準備進入這個領域。這個趨勢之所以逐漸明朗，第一，隨著成瘤率逐步提高，成瘤時間縮短，藥物遴選標準化流程(SOP)的完善，可以加快遴選速度并及早給出治療方案；第二，如果將收費降低到10萬元以下，以中國的人口基數，將是一個很大的市場；第三，這個市場容量巨大，容得下多家公司涉足。而將測序和"驗藥化身"結合起來的第三方臨檢機構將有巨大市場前景和想像空間。

　　總體來講，我認為在2年的時間內，這個將會出現很多公司，并獲得投資公司的青睞。