目前，恶性肿瘤是严重威胁人类健康的重要原因之一，给社会带来了沉重的经济负担。随着人口老龄化，肿瘤防治领域面临越来越严峻的挑战。2019年1月，我国发布了中国癌症统计报告——《2015年中国恶性肿瘤流行情况分析》数据显示，我国2015年有新发恶性肿瘤病例392.9万平均每分钟有7.5个人被确诊为癌症。每年恶性肿瘤所致的医疗花费超过2200亿元。

大部分早期恶性肿瘤通过根治性手术即可得到有效的治疗。当肿瘤在患者体内仅发生微小转移灶，但仍未被临床影像学检查发现的情况下，仍然有50%的患者可通过全身系统性治疗（如化疗、免疫治疗等）达到治愈。一旦恶性肿瘤患者发生了临床明确的转移，将难以被治愈，患者的生存期也将大幅缩短。以肺癌为例，Ⅰ期的非小细胞肺癌患者5年生存率为70%，而Ⅳ期患者的5年生存率则低于5%。可见，癌症的早期发现和早期治疗将直接降低癌症患者的死亡率、提高患者的生存期。目前的多数癌症筛查方式只能针对单一癌种，如果对多个癌症进行筛查需要逐一完成多项检查；同时，部分筛查方式有侵入性、操作繁琐、预约周期长等情况，导致实际进行全身肿瘤筛查的人群比例较低，为推动癌症的早期诊断和筛查工作带来了困难，因此临床急需精准便捷的肿瘤早筛技术。

液体活检

据了解，目前我国肿瘤检测方法主要分为传统检测和基因检测两种，涵盖血清肿瘤标记物、医学影像学检查、组织活检、液体活检等方式，而对肿瘤早期诊断最有效的方法是通过体外诊断寻找体液中的肿瘤标志物——液体活检。

液体活检作为体外诊断的重要分支，通过捕获和检测体液（如：血液、尿液、唾液、腹水、胸膜积液等）中的生物标记物（如：血清肿瘤标志物、循环肿瘤细胞（CTC）、循环游离肿瘤DNA（ctDNA）、外泌体等）来诊断和监测肿瘤等疾病。相较于组织活检，液体活检的优势在于非介入性、可重复性地获得肿瘤样本，其副作用小、操作简便、成本较低、检测速度快，在减小了肿瘤异质性对诊断造成的偏差的同时，也能及时地反应肿瘤发展的动态变化，其临床适应症也极为广泛，如常见的肺癌、乳腺癌、前列腺癌、结直肠癌、食管癌、胃癌、肝癌、胰腺癌等肿瘤均可用液体活检进行诊断与监测。液体活检相较于传统的组织活检以及医学影像学等手段，能够提前发现尚处于早期的肿瘤，为肿瘤的早筛早诊提供了极具潜力的途径。基于液体活检技术的肿瘤早筛早诊是目前国际肿瘤领域研究集中攻克的热点和难点。JP摩根将液体活检分为早期筛查、诊断分型、药物伴随检测、患者病情检测4个细分领域，预计全球市场潜力达千亿元。

液体活检肿瘤生物标志物

（一）CTC

循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell, CTC），是指从实体瘤中脱离出来并进入外周血液循环的肿瘤细胞。CTC数目往往很少，而血液中血细胞的数量则非常庞大，要想检测CTC，关键在于根据CTC的物理学特征（大小、密度、电荷、可变形性）和生物学特征（表面抗原、侵袭性等），来实现CTC从血液中的识别和富集。CTC的富集和后续分析，目前还很少有应用，一是技术难度大，更重要的是少数几个CTC很难完整反映肿瘤完整的信息。目前FDA和CFDA有批准的CTC检测产品，均是根据肿瘤细胞特定抗原对CTC进行计数，利用血液中CTC数目提示疗效、预后等信息。

图一：血液中的CTC

（二）ctDNA

ctDNA（circulating tumor DNA，循环肿瘤DNA）是指人体血液循环系统中不断流动的携带一定特征（包括突变， 缺少，插入，重排，拷贝数异常，甲基化等）来自肿瘤基因组的DNA 片段。ctDNA 的主要来源包括：1、来自坏死的肿瘤细胞；2、来自凋亡的肿瘤细胞；3、循环肿瘤细胞；4、来自肿瘤细胞分泌的外排体。ctDNA有助于肿瘤患者的早期诊断，疗效监测、耐药评估及提前预测肿瘤的转移复发等。其中，由于胃癌高度异质性及治疗过程中胃癌基因突变的不确定性，ctDNA和CTC检测更能满足胃癌精准治疗的要求。

目前关于ctDNA的研究更多地集中于其携带的基因突变上，但利用基因突变不能回溯肿瘤原发灶，因此目前正在探索ctDNA甲基化作为肿瘤的生物标志物，DNA甲基化具有组织特异性，能帮助医生精确地追踪到原发肿瘤器官或组织。

图二：血液中的ctDNA

（三）外泌体

 外泌体（Exosome），是一种能被大多数细胞分泌的微小膜泡，具有脂质双层膜结构，直径大约40-100 nm。最近几年，人们发现这种微小膜泡中含有细胞特异的蛋白、脂质和核酸，能作为信号分子传递给其他细胞从而改变其他细胞的功能。研究发现肿瘤细胞释放的外泌体的量较大，这些外泌体与肿瘤的发生、发展、转移以及抗药性具有一定的相关性。因此，可以利用肿瘤细胞释放到血液中的外泌体，检测其中特异的蛋白和非编码RNA等，来分析肿瘤相关的信息。外泌体的分析主要对象是其中的特异性RNA和蛋白。例如，有研究发现胰腺癌病人血清中GPC1（glypican-1）阳性的外泌体占比显著增高；另有研究者发现，肿瘤会释放携带高水平miR-122的囊泡来营造适合肿瘤转移的土壤，这暗示着肿瘤外泌体中miR-122可能是一个潜在的标志物和药物靶点。

虽然外泌体应用的前景广阔，但目前仍处于研究阶段，其提取、纯化的技术难度较高，对于外泌体中具体标志物的选择，还需要科研上有更多成果的支持。

图三：CTC、ctDNA与外泌体比较

由于肿瘤DNA水平变异研究得最为成熟，而测序技术的发展也为ctDNA检测提供了技术手段。因此，目前ctDNA的应用最为成熟，尤其是在指导用药方面，ctDNA有无可比拟的优势。

ctDNA

ctDNA是血浆游离DNA（cell free DNA，cfDNA）的一部分。我们所说的ctDNA检测，实际上检测的是全部的cfDNA，再从中分析肿瘤特异的基因变异，也就是说利用肿瘤变异特征来代表其中的ctDNA。ctDNA在cfDNA中的比例波动范围较大，0.01％～90％，受肿瘤分期、转移等影响，大部分在千分之几的数量级，导致cfDNA中能检测到的肿瘤突变频率很低，因此，ctDNA的检测需要高灵敏度的技术以及解决捕获量低的新型富集方法。

（一）、ctDNA提取

ctDNA在外周血中含量很少, 片段很小, 容易与血浆蛋白结合, 常规的提取效率不高, 同时为排除凝血过程产生污染, 目前多采用血浆进行ctDNA 抽提。类似于PCR分子诊断的核酸前处理，常用于分离ctDNA 的方法也有两种，二者并没有本质区别，只是二氧化硅微粒的载体不同。 离心柱法：以硅胶滤膜作为固相载体的，基于二氧化硅选择性结合DNA 的独特属性。其原理是带负电的DNA骨架与带正电的硅胶滤膜之间的高亲和力。钠离子起到阳离子桥的作用，它可以吸引核酸磷酸骨架里带负电荷的氧。在高盐条件（pH≦7）下,钠离子可破坏水中的氢与硅中带负电荷的氧之间的氢键。通过大量漂洗去掉所有杂物后，用TE或Tris-Hcl 缓冲液或蒸馏水在低离子强度下（pH≧7）洗脱纯化的DNA。 磁珠法：带有磁荷的颗粒可通过磁场中的永磁将其移除。这些磁颗粒可用表面包被二氧化硅的氧化铁颗粒制成。因表面积大，结合核酸的能力较强，可作为较好的分离载体。如果赋予容器侧壁磁性，样品混合物中结合有核酸的磁珠则聚集到容器壁，直接倾倒容器可将其他杂质去除，避免了反复离心。磁珠表面包被有活性基团可特异性吸附核酸。

图四：ctDNA提取的两种方法比较

（二）、ctDNA检测

1. 已知突变的ctDNA的检测（PCR）由于肿瘤分离出的DNA 的质量和数量变化极大, 因此需要高特异性和高灵敏度的方法检测ctDNA。对于已知突变的ctDNA而言，检测手段有数字PCR (digital PCR, dPCR)、BEAMing (bead, emulsion, amplification and magnetic)、ARMS-PCR(amplification refractory mutation system, ARMS)。2. 未知突变的ctDNA的检测（NGS）上述的几种技术准确率高，成本低，但是通量低，不能检测未知突变，未来发展能力有限。以肺腺癌为例，最大类的两个突变KRAS 和EGFR 分别占了16%和8%，有65%的突变是未知的。目前，检测未知序列的方法主要有两种：标记扩增深度测序(tagged-amplicon deepsequencing, TAm-Seq)技术和癌症个体化深度测序分析方法(cancer personalized profiling by deep sequencing, CAPP-Seq)。

图五：液体活检的检测技术的灵敏度比较

液体活检的巨大市场潜力

2020年3月份国家卫健委发布的《癌症防治核心信息及知识要点》显示，我国每年新发癌症病例超过350万，死亡病例超过200万，防控形势严峻。近年来，肺癌、乳腺癌及结直肠癌等发病呈显著上升趋势，肝癌、胃癌及食管癌等发病率仍居高不下。以肝癌为例，据西南证券研究报告，在不考虑市场渗透率的情况下，我国肝癌早筛早诊市场空间高达2000亿元。液体活检技术使得癌症早期阶段的筛查成为可能，无论是肿瘤诊断，治疗还是监控领域，液体活检的优势都使其成为最具发展潜力的肿瘤无创诊断手段，具有极高的临床应用价值和市场前景。
国家层面也对肿瘤早筛给予了高度重视，《“健康中国2030”规划纲要》就指出，要强化慢性病筛查和早期发现，针对高发地区重点癌症开展早诊早治工作，推动癌症脑卒中冠心病等慢性病的机会性筛查。并提出到2030年要实现全人群全生命周期的慢性病健康管理，总体癌症5年生存率提高15%。受到政策和市场的双重推崇，肿瘤早筛早诊已成为国内和国际研究的热门领域。
液体活检在资本市场的热度也越来越高，目前A股市场就有华大基因（300676SZ）、迪安诊断（300244SZ）、贝瑞基因（000710SZ）、美康生物（300439SZ）等十余家上市公司将肿瘤早筛以及液体活检纳入其业务范畴。美国ExactSciences公司的早期肝细胞癌（HCC）血液检产品在2019年获得FDA授予的突破性医疗器械认定；而Grail、广州燃石等在泛癌种液体活检早筛上也正在积极研发。在国内，已有多个研究机构在此领域开展研究，目前已有多家生物科技企业积极入局癌症早筛早诊领域，并进行产品转化。

癌症早筛液体活检布局头部及新锐企业

泛生子

是一家癌症精准医疗公司，专注癌症基因组学研究和应用，拥有5家医学检验实验室，提供癌症早期筛查、用药指导、预后监测、肿瘤新药研发服务等覆盖癌症全周期的产品与服务。泛生子的分子检测服务和产品覆盖了中国前十大癌种中的八种。并在北京（CAP、CLIA双认证）、杭州、上海、广州以及重庆开设LDT医学检验实验室。 泛生子拥有一步扩增技术核心专利技术，将传统复杂的文库构建方法简化到PCR水平，1.5小时即可完成文库构建。2020年9月30日，美国FDA授予泛生子肝细胞癌早筛液体活检产品HCCscreenTM“突破性医疗器械”。

核心产品：泛生子人类8基因突变联合检测试剂盒（半导体测序法）（国械注准20203400072）。

融资情况：2018年1月获4亿多元C轮融资，由中金康瑞领投，源星资本、深商兴业基金等数家机构跟投。2019年11月获D轮融资金额逾五亿元，由VIVO Capital、中金资本旗下CICC Healthcare Investment Fund及Alexandria Venture Investments领投，弘晖资本及现有股东跟投。2020年6月泛生子于纳斯达克上市。

广州燃石

燃石医学于2018年7月获国家药品监督管理局（NMPA）颁发的中国肿瘤NGS检测试剂盒第一证。同年，实验室获得广东省临检中心颁发的 “高通量测序实验室”技术审核，以及得美国CLIA和CAP实验室质量体系资质认证。目前，燃石医学已经针对不同癌种和临床场景开发了32种检测产品，与全国400多家医院开展了合作，并积累了中国最大的实体瘤基因组数据库之一。2020年1月，燃石医学发布了ELSA-seq（细胞游离DNA（cfDNA）甲基化癌症早检技术）技术，媲美国际早检公司Grail和Thrive等公开发表的数据。

专注于为肿瘤精准医疗提供具有临床价值的二代基因测序（NGS）。

业务及研发方向主要覆盖：

1）基于NGS的肿瘤患病人群检测，累计检测样本超过18.5万例，在中国拥有最高的市场份额；

2）基于NGS的癌症早检，目前已经进入临床验证阶段。 

融资情况：2014年获4300万A轮风险投资，投资方为北极光及联想之星。2015年获1.5亿元的A+轮风险投资，投资方包括济峰资本、红杉资本、联想之星;2016年获3亿元B轮融资，投资方包括红杉资本、联想之星、济峰资本、招银国际；2019年获8.5亿C轮融资，投资方包括GIC（新加坡政府投资公司）、济峰资本、招银国际、礼来亚洲基金、红杉中国、太和资本。

康立明生物

 专注于“长安心”粪便DNA肠癌检测试剂盒等肿瘤早期诊断产品以及相关自动化检测设备的研发、生产和销售，并可提供相应的检测服务。康立明生物公司包括研发实验室、GMP生产车间，在广州、天津、武汉、济南等地搭建了第三方医学检验实验室，超16000平方米。目前启动上市辅导。

核心产品：-“长安心”：可以准确解读粪便中基因异常改变（人类SDC2基因甲基化）的大肠癌早期检测试剂盒，有希望将肠癌阻断在早期阶段，从而达到预防和根治肠癌的目的。是目前国内首个被批准用于结直肠癌辅助诊断的粪便DNA检测产品。

-HemoPOC®凝血检测仪和凝血酶原时间检测卡（电化学法）：便携式快速凝血酶原时间检测设备。lHelixPOC全自动微流控荧光PCR一体机：通过微流控技术在荧光PCR检测中的运用，构成封闭式芯片试剂盒的分子检测POCT（即时检测）平台，实现从样本处理、DNA提取、多重PCR扩增到基因分析全过程集成在封闭的一次性芯片试剂盒中全自动完成。 

融资情况：2016年1月、6月和2017年分别获得天使轮、Pre-A轮和A轮融资，由元生创投、天士力资本和前海母基金、辰德资本以及渤溢基金投资。2019年4月获B轮融资3亿元人民币，由鼎晖投资、IDG资本投资，老股东辰德资本和金阖、金垣基金继续跟投。同年8月，引入战略投资人国药资本。2020年9月27日获C轮融资6亿元人民币，由清松资本领投，海松资本、君度资本、领道资本、盛宇投资、兴锐资本、广州开发区基金、汇聚新星基金及天津华益跟投，原股东IDG资本和鼎晖投资继续跟投

臻和生物

主要基于高通量测序技术平台，提供ctDNA检测，从事无创肿瘤个体化精准诊疗、伴随诊断及病程中肿瘤突变负荷监测。目前，臻和科技针对的癌种主要包括肺癌、肠癌、肝癌、乳腺癌等，其主要通过与医院合作为患者提供肿瘤基因检测服务，现在已有数十个项目正在进行。拥有4项专利、独立医学检验所、北京协和医学院和北京大学医学院实习基地、1400平GMP生产基地、肿瘤精准诊疗大数据中心及门诊以及1200平高通量测序实验室。

融资情况：

A轮融资2000多万元：易孚泽领投

B轮融资1.28亿元：清控银杏领投，正心谷创新资本、凯风创投、雅惠精准医疗基金、泽厚资本等跟投。

C轮融资2.1亿元：由经纬中国、正心谷创新资本领投，雅惠精准医疗基金、凯风创投跟投

D轮融资3亿元：中金资本旗下基金领投，跟投方为凯风创投、雅惠精准医疗基金、经纬中国等。

E轮融资十亿元：中国国有企业结构调整基金（国调基金）领投，泰康资产、建信股权、高瓴创投、苏州中盟信、华兴资本等多家投资机构跟投，老股东中金资本旗下基金、经纬中国等机构继续追加投资。

威斯腾生物

威斯腾生物深耕生命科学领域14年，服务过10000+科研工作者以及全国300+三甲医院。拥有雄厚的研发实力以及完善的销售网络。重点布局包括恶性肿瘤、传染病等领域的早期筛查、快速诊断及伴随诊断，拥有发明专利30余项。通过“IVD产品+LDT服务+CLR科研”三轮驱动组合模式，搭建从检测人员培训到样本检测到科研产出为一体的肿瘤早筛精准医学服务体系。现拥有多项前沿技术储备以及创新前沿产品。

核心产品：

(一)、 超微量纳米全自动核酸捕获系统 

全国独家超微量纳米核酸捕获系统，为肿瘤早筛产业提供优质高捕获量、高纯度的cfDNA捕获技术，搭配配套的超微量纳米核酸提取试剂盒（包括血清、血浆、全血、尿液、粪便、痰液等超微量核酸提取试剂盒），全自动完成样本核酸提取纯化工作，实现样本进结果出，可一次提取96个样本。产品搭载自主研发的纳米磁微囊，用于ctDNA的提取富集，提取量可达市面同类产品的5～20倍。

液体活检核心材料国产替代，国外品牌的生物纳米磁珠在分子诊断领域使用较为成熟，其价格较高，以毫升计价，通常是国产的6～10倍，国产厂家由于不能掌握制作磁珠的核心技术，所研制磁珠在悬浮性、磁吸等方面不能达到肿瘤早筛技术要求，提取效果差强人意，因此成为了中国肿瘤早筛产业发展的卡脖子技术。威斯腾生物从关键核心技术入手进行研发，优化核心材料及捕获体系，以保证生产磁珠的优良特性，达到国际领先水平。在国家大力提倡国产替代，实现产业自主可控的大环境下，随着用于肿瘤早筛技术的国产高品质磁珠的制备技术日渐成熟，势必会带动肿瘤早筛产业的新一轮投资机遇。 

（二)、多重甲基化PCR联检试剂盒 

与正常细胞相比，肿瘤细胞呈现出基因组整体甲基化水平降低和抑癌基因启动子CpG岛甲基化水平升高的趋势。DNA甲基化改变，作为肿瘤发生过程中的早期分子事件之一，常导致相应的抑癌基因失活，因此可作为肿瘤早期诊断的理想标志物。 威斯腾生物自主研发的多重甲基化PCR联检产品可克服ctDNA微量及单一甲基化标记物敏感性,特异性不高的缺点,实现了对多个目的基因甲基化状态的高效检测,具有特异性强,准确性高等优点，只需微量样本即可实现高灵敏度检测。配合超微量纳米核酸提取产品，形成从提取到检测的全套产品线。 

（三）、第三代高通量基因测序肿瘤早筛

以三代高通量测序技术和生物信息学为核心，进行肿瘤的泛癌种早期筛查。本质是基于第三代高通量测序平台的循环肿瘤DNA（ctDNA）未知突变检测技术，进行肿瘤的早期筛查以及分型。 同时进行对肺癌、结直肠癌、妇科肿瘤等多癌种肿瘤早期特异性诊断标志物的筛选研究。 融资情况：德意志银行、中金公司CICC、建设银行建信信托、招商银行招银国际、香港圆中集团、中建投、中信建投资本、渝富集团等投资机构正与威斯腾生物进行A轮融资对接。

笔者语录

以华为事件为导火索发生的一系列事件，国际贸易环境在不断恶化。为了应对，我们必须加速国产替代进程。海外产品长期占据中国市场，因为他们有优越的性能，高的性价比。国产技术发展不够成熟，不确定性、发展周期长、资金投入大等原因都阻碍着国产化进程，但是我们必须实现国产替代，才能不被别人卡脖子。所以说，实现国产替代就是实现自主可控，让我们的产业能牢牢掌握在自己手中。此外，制约肿瘤早期诊断液体活检产业发展的三个瓶颈1.肿瘤ctDNA的捕获技术2.肿瘤特异性标志物筛选3. 平台方法与系统的选用，其中ctDNA的捕获技术是最难也最亟需攻克的瓶颈。如果有公司能攻克ctDNA捕获技术的核心难点（微量，精准），一定将迎来更加广阔的发展空间。

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