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百奥智汇胡学达:药靶开发与病人分层双线并行,引领单细胞测序新时代

发表于:2023-05-18 来源:

本文来源 | 单细胞测序网

随着单细胞测序技术的持续快速发展,越来越多科学家与创新企业开始探索其临床推广与全新应用场景,期盼着单细胞与空间组学技术能够更快地造福于人类健康。百奥智汇是国内单细胞领域的领军企业,长期致力于将单细胞机理研究平台和生物信息学大数据/AI平台充分应用于癌症等重大人类疾病的诊断和治疗中,充分利用自身强大的科研能力、自有平台和数据,创建人类疾病的精准细胞图谱,寻找具突破性的疾病诊断和治疗靶标、开发颠覆性的治疗方法。

本期,《时空对话》栏目有幸邀请到百奥智汇副总裁胡学达博士进行访谈,分享百奥智汇在探索单细胞技术推广与临床应用的场景方面的经验与思考。

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百奥智汇副总裁胡学达

胡学达毕业于中国科学院北京基因组研究所,具有十余年基因组学研究经验,长期从事肿瘤基因组学研究和基于单细胞转录组的肿瘤免疫学研究,参与发表Nature、Science、Cell、Nature Medicine、Cancer Cell 等多篇杂志论文,系统刻画多种癌症肿瘤微环境组成、状态和谱系。现任百奥智汇副总裁,负责公司的药靶研发及诊断开发工作。

《时空对话》:百奥智汇的产品和业务均围绕单细胞测序技术展开,请您具体谈一下公司在单细胞测序方面的优势,以及是怎样应用这项前沿技术的?

胡博士:我们公司的创始人是北京大学的张泽民教授,他本人的学术背景是生物信息学,所以我们公司的核心技术能力也是生物信息技术。我们的生物信息团队核心骨干大多来自于张教授北大的实验室,我们开发了一系列的算法,也建立了一系列高效的生物信息解决方案。

此外,我们也建立了单细胞多组学测序平台,可以给客户提供从人到各种模式动物,以及各种动植物的单细胞测序实验服务,包括单细胞DNA测序、单细胞RNA测序、单细胞表观组测序,当然也包括空间组学测序。另外我们广泛收集和下载了国内外其他实验室的单细胞测序数据,由此建立了国际上最大规模的单细胞转录组数据库OmniBrowser™。

公司成立以来,已与300余家医院、药企及科研院所建立合作关系,支持客户在 Cell、Science、Cancer Cell、Cell Discovery、Gut、Nature Immunology 等高水平期刊发表多篇文章,平均影响因子达33.8。

在此基础上,我们致力于用单细胞大数据去发现新的治疗靶点,我们现在也有这样一个实验平台去验证这些靶点的生物学功能,并开发大分子药物,这是我们公司的总体技术能力。

《时空对话》:您认为目前单细胞技术走向临床转化面临的最大的挑战是什么呢?百奥智汇在推进单细胞技术临床转化上做了哪些努力呢?取得了哪些重大突破?

胡博士:在TICSSO大会的产业界的圆桌讨论,以及学术界的圆桌讨论当中都提到了价格是限制单细胞技术应用于临床的一个主要因素,我想这是一个瓶颈因素,但这不应该是一个最主要的瓶颈因素。我想更重要的瓶颈因素在于我们需要找到具体的临床突破口——到底是什么样的场景最需要通过单细胞测序技术去服务于患者,让患者获益。

单细胞测序是一种高维的数据,甚至可以说是一种两重高维的数据,一重就是在细胞上面,我们现在把一个样本拆分成成百上千,甚至上万个细胞来去做检测,另一方面我们也是在整个组学的角度来去做检测,而不是十几个或者是几十个基因。

但是临床的应用一定是有一个具体目的的,在有的场景需要很高通量的细胞,在有的场景需要很高通量的基因,但是有些场景并不需要,那么我们完全可能也有必要对于一个特定的应用场景来有目的、有方向地去研发特定的单细胞解决方案。那么研发的过程我想成本是可以降低的,而且现在国内很多的实验室和公司也都给出了造价更低的单细胞实验平台。所以现在我想我们更需要的是和临床医生密切讨论,去发现真正有意义的、可以使患者获益的这种突破口,然后我们再看看能不能通过单细胞测序和分析的方法去解决它。

对于我们公司而言,我们现在选择的突破口是肿瘤免疫治疗的疗效预测。我所说的免疫治疗主要是指PD-1/PD-L1单抗为代表的肿瘤免疫检验点抑制剂治疗,在现在国内外很多的癌症类型上面都得到了很成功的应用,但是仍然不能保证每一个患者都能够从中获益,所以区分患者、预测治疗的效果是非常有必要的一件事情。

现在常用的疗效预测的方法或者说诊断的方法,是PD-L1蛋白的表达,或者是肿瘤突变负荷(TMB),但是这两种指标相对比较间接,而这种治疗直接针对的是肿瘤的T细胞,而T细胞还有一个特点是它在循环系统和肿瘤组织内存在着一定的共享,所以我们正在开发一种方法,可以检测患者外周血中的T细胞来预测病人对于肿瘤免疫检验点抑制剂治疗的效果。

我们选择的第一种适应症是非小细胞肺癌,我们已经收集了60名患者的样本,然后用我们建立的这套方法去进行检测,到现在为止准确性可以做到85%。比起同队列产出的PD-L1免疫组化和肿瘤突变负荷这两个指标都要更好,而且检测的便捷性也会更高,所以我们相信我们这个技术以后可能会成为一种改变临床诊疗指南的新技术。当然60多个病人这个数字还远远不足以说明问题,所以我们现在仍然在继续这一项工作,再去扩大队列,再去继续我们的研发。

《时空对话》:百奥智汇在利用单细胞大数据挖掘药物靶点及病人分层方面也有所布局,请您简单介绍一下这方面的业务。

胡博士:这就说到我们公司的另一个方向的业务,就是我们会利用单细胞大数据去发现新的治疗靶点,然后我们自己或者我们和其他药企去共同开发针对这些新靶点的创新型药物。在这个方向上,我们公司的单细胞测序和分析的能力可以归结为三种解决方案:

第一个解决方案目的是靶点发现,我们称之为ITIPA,包括了三个环节,第一是单细胞数据的产出和下载管理;第二是我们针对一个特定的药物开发领域去整合分析我们获取到的单细胞数据;第三就是我们有一个pipeline去系统性地提出和评价候选的靶点,整体上这是药靶发现这一阶段。

那么在第二个阶段也就是临床前开发的阶段,我们也把我们的能力凝练成了一个解决方案,称之为CCSMAP。我们可以把人和模式动物,当然主要是小鼠,这种细胞分群的信息去对应起来,通过在小鼠模型体内的单细胞测序研究去预测对一个靶点的干涉,或者说对一个靶点的药物处理,将在人体内产生什么样的结局和反应。

第三,在药物的临床开发阶段,我们也可以去依托特定的临床实验来去收集病人的肿瘤组织和外周血的样本,然后通过单细胞的测序去发现Biomarker帮助病人分层,也就是帮助药物寻找到最适合的病人,帮助一个候选药物尽快通过临床实验得到获批。在这一方面,我们的解决方案被称之为iSTRATIFY。

这三个解决方案就是我们利用我们自己的单细胞测序和分析的能力,在药物开发方面做的一些工作。

《时空对话》:请您展望一下未来单细胞测序技术在疾病的临床诊断和治疗中的应用前景。

胡博士:我个人的经验而言,也同样就现在时间点而言,我想单细胞测序主要会应用在两个主要的方向上,第一个是生殖健康或者说是产前诊断,那么主要是需要单细胞DNA测序的技术。实际上国内已经有一些企业成功的在这个方向上面提供了适应市场需求的产品。另外一个就是在癌症这个方向,这也是我们公司的一个主要致力方向。

就像刚才我提到的,我们在主动免疫治疗的疗效预测方面有一些工作,这个是基于单细胞RNA水平的测序,当然同样单细胞DNA水平的测序可能也会起到作用,比如针对肿瘤循环细胞单细胞表观或者单细胞蛋白质,在一些癌症的诊疗上面可能也有用武之地。

暂时来看的话是这两个方向,但是我相信通过这个领域全体同仁的努力,单细胞测序在各种疾病的诊疗方面都会有很多的应用的空间,我们在这一方面的未来的前景是非常光明的。