单细胞测序作为当下大势的新兴检测技术,能够通过少量组织或体液样本,精准高效地解析病人病灶的细胞组成与转录异质性,对治疗效果做出多维评估,并精确解析复发耐药机制。这样的技术优势,使其成为加速医药研发的得力新型武器。
新格元生物科技致力于将优质的单细胞组学技术服务于新药研发和临床检测。新格元生物科技自2018年成立以来,目前已自主开发并推出了覆盖单细胞转录组、单细胞免疫组库、单细胞靶向突变、单细胞动态转录等多组学产品,实现从基因型、表型、转录活性等多个维度对样本细胞进行全面而深层次的解析。
单细胞测序的数据量庞大且复杂,从中完整、深度地提取和解读生物学意义是理解并运用好单细胞测序技术的关键。新格元除了灵活多维的自有产品外,还拥有强大的生物信息团队并构建SynEcoSysTM单细胞临床意义解读数据库,共同打造优质高效的单细胞组学服务。新格元生物科技生信副总裁&药企事业部负责人范珏博士,从2018年加入新格元以来,从零开始创建公司数据分析、数据库搭建、药物靶点发现和药企产品等创新型服务和产品团队。在2018年加入新格元之前,曾在国内外创业公司、大型跨国企业负责数据分析和算法产品开发,涉及医疗器械和液体活检等领域。我们有幸采访范珏博士,听她对于单细胞组学在药物研发上的应用有何见解。
问:单细胞测序作为新兴技术,其在新药研发中是否有应用先例?
范珏:单细胞测序有高分辨率、高精准度的优势,已经被国内外领先的创新型药企所看好。Celsius Therapeutics,AbCellera,Cerevance,Cellarity等创新生物技术公司专门依托于单细胞测序技术进行药物靶点发现、新药开发和临床诊断标志物开发。国内也已经有创新药赛道领先公司将单细胞测序应用于免疫调节药物、CAR-T、TIL等创新药物和治疗方法的机制研究。单细胞测序在临床实验中也有其技术优势,辉瑞、诺华等众多跨国传统大药企,与国内信达等创新型企业,都已将单细胞测序应用到在不同阶段的肿瘤与非肿瘤临床试验中。
问:单细胞测序在新药研发中的具体应用场景有哪些?
范珏:单细胞测序技术可以在药物研发全流程里的多个步骤中提升效率或者获取更高的分辨率。在药物研发初期,通过精准刻画疾病相关细胞与病灶微环境的特征,单细胞测序能够更准确的定位药物靶点,进一步提升从组学数据出发进行药物靶点发现的分辨率;在临床前,能够在单细胞层面上阐明药物作用机制与毒副作用发生机制,对后续临床试验有重要的指导作用;在临床中,单细胞测序既能够及时、精准地对病人进行检测,还能够发现传统病理方法无法发现的作用机制与标志物,为新适应症发现提供治疗效果与安全性证据。单细胞测序对于肿瘤或其它疾病病灶的评估是多维的,从细胞类型结构、细胞表型与基因型的内在关联、细胞通路功能活性状态、细胞间通讯作用等各方面去寻找病灶组织的细胞与转录特征。以此为基础进行药物靶点评估,以及从中发现的生物标志物,对于病灶组织特征的刻画更为全面且精准。在临床中,精准全面的生物标志物对于病人准确分型,治疗方案选择,甚至到病人的生命决策都有重要指导意义。
问:您能否介绍一下目前新格元生物在药物研发方向上做的一些工作?
范珏:新格元发挥单细胞测序技术本身的优势,结合自研产品的优秀质量与定制灵活性,为药企提供药物靶点发现与筛选、适应症寻找、临床治疗效果检验与机制研究、以及伴随的生物标志物发现等多项服务。新格元与晶泰科技合作,运用SynEcoSysTM数据库做出药物靶点推荐,由晶泰科技的AI药物研发平台做出可成药小分子预测,将单细胞大数据与人工智能的优势有机结合起来,服务于靶点和药物的发现。在与君实生物合作的三期临床试验中,新格元检测病人治疗前后的肿瘤与血液样本,通过细胞亚群数量占比与基因表达变化,评价免疫和化疗联合用药效果,并寻找预测治疗效果的生物标志物。对于创新药的不同赛道,新格元也通过自身的技术和产品优势,帮助药企解决一些难点问题。比如对细胞治疗产品,进行产品细胞亚群的表征,并找出亚群与治疗反应的关联,来帮助企业更好地把控个体间差异大、质控困难的产品。对于肿瘤免疫治疗结果不理想的状况,分析肿瘤微环境中的耐药、复发、转移相关机制,来指导联合用药方案,提升治疗效果。在抗体药物方面,新格元拥有基于单细胞技术的单克隆B细胞筛选平台,通过提升通量,大幅降低B细胞筛选的周期与成本。基于单细胞技术的高通量筛选平台,还可以应用在成药前分子和剂量筛选上,通过平行检测海量不同药物分子或不同剂量在细胞中引起的反应,将药物筛选周期由以年为单位缩短至以月为单位。
问:新格元荣获数字医疗赛道的独角兽企业称号,为新药研发的服务愿景是?
范珏:单细胞测序能够挖掘不同疾病关键性的细胞水平和基因水平动态变化信息,加速动物模型和临床实验的数字化。结合前沿的生物学技术、数据处理和信息提取能力,新格元希望能够服务于医药研发,破解病人治疗方案所需关键信息,挽救更多生命。同时也能为药物研发者提供高分辨率下的药效参数与病人免疫表征,从而助力药物研发流程,利用前沿科技力量,帮助中国制药腾飞,造福广大患者。