闻丹忆：基因测序在药厂里的那些事儿

千姿百态

基因测序作为推动精准医疗发展的一门技术，不仅应用在科研、临床领域，其对于药物的研发和筛选也同样具有重要的作用。因此各大药厂也采用基因测序手段开展各项工作。本期NGS接龙，由上海立迪生物CEO闻丹忆来给大家讲述近些年基因测序在药厂里的那些事儿...

我在海外的学习和职业生涯

虽然我在NGS领域算是个外行，但过去10年的工作中也的确与NGS有着不解之缘，所以欣然接受了测序中国的邀请，参与NGS十周年纪念的接龙活动。

与测序的渊源可以追述到20 多年前了，我在美国哈佛医学院做Post-Doc 和讲师时，研究红细胞生成素（EPO）结构与功能的关系，很多时候要用到一代测序技术，那时，每天下班前要铺几大板测序胶，供第二天测序反应的跑胶之用，每天最紧张的时刻，就是“起板”，稍不留神，胶破了，一天的活就白干了。我在哈佛的老板Dr. Franklin Bunn 是Brigham &Women’s Hospital 血液与肿瘤部的主任，也是全美血液年会(ASH) 的主席。 那时，同实验室的一些M.D., Ph.D 双料的二老板，fellow等就是靠一代测序技术发表了很多重要的科研论文，日后，他们都成了全球大药企的风云人物。Dr. Gary Gilliland (President & Director, Fred Hutchinson Cancer Research Center), 之前曾任Merck Oncology Head; Dr. Todd Golub (Founder and CSO of Broad Institute of MIT); Dr. Kerry Blanchard (SVP of Eli Lilly); Dr. Mark Goldberg (President & COO of Parexecel), 之前曾任 SVP of Genzyme。

1996 年我加入了Millennium Pharmaceutical (美国一家生物科技公司)。确切的说，现在很流行的 “Translational Medicine”, “Personalized Medicine” 都是 Millennium 的CEO Mark Levin 发明的。在Millennium的第一个项目是与Bayer合作的Target Identification。 用Transcriptional Profiling 加 TaqMan Real Time PCR 和免疫组化验证，寻找与疾病相关的基因。我们用Robert 自己点芯片，公司雇的第一个生物信息学家是Dr. Keith Robison。我在黑板上画DNA双螺旋，给数学家解释“基因”的含义。

其后在Millennium的十年侧重新药研发中药理方面的工作，与阿斯立康，赛诺非等有很多合作，但与测序似乎有些远了。

PDX国际测序联盟成功组建

2007年，我辞去 Biogen-Idec 的稳定工作，回国做了“海龟”，加盟上海睿智化学帮其组建生物部。5年时间里生物部从10多人发展到500多 人。在给药厂做CRO（Clinical Research Organization，临床试验业务）服务时，发现全球各大药厂都在抗肿瘤药物筛选中广泛用到人源肿瘤模型 （PDX, Patient Derived Xenograft）。传统肿瘤模型是将培养了无数代的ATCC肿瘤细胞系打到免疫缺陷鼠的皮下，建成Xenograft 移植瘤进行抗肿瘤药物的筛选，这种Xenograft与临床药效相关性不足5%，所以大家一直在寻找更有效的抗肿瘤药物筛选模型。 大约20年前德国人开始把手术样本新鲜接种到免疫缺陷小鼠身上，建成人源肿瘤模型（PDX），药厂在过去20年做了很多系统的相关性研究，发现PDX与临床相关性高达90%。 所以目前全球药厂无一例外都在广泛使用PDX。 很多大药厂用PDX做Mouse Trial， 并发表很多有价值的文章。 于是，我于2011年底与朋友们一起注册了上海立迪生物，专注于PDX 平台的临床前和临床应用。由于一个PDX模型代表一个特定病人，所以PDX 的基因遗传分析成为必不可缺的工作，这样我的事业轨迹又不可避免的与NGS交接了。

当时，药厂要用到CRO的PDX模型时，第一步都要做一些基因检测，用于寻找适合药厂靶点的PDX模型。往往A药厂出钱做了检测，B药厂可能出钱做同样的检测，而做为CRO是不能把A药厂的数据给B药厂看的。实实在在是一种浪费，而且每家药厂项目的测序深度，样本制备流程不尽相同，所以结果之间也缺乏可比性。我们与一些大药厂的客户进行了深入的沟通，大家一致认为有必要成立一个PDX基因鉴定的国际联盟，统一PDX建模的国际标准，用系统顶层设计的方法，按同一标准进行系统的基因鉴定。数据仍属于每家提供模型的CRO，但测序的费用由参加联盟的药厂均担，因是Baseline（PDX基线）数据，所以，也不存在专利问题。 这个想法与药厂客户一沟通，立即得到他们的支持，其中美国礼来制药，美国默沙东和德国默克雪兰诺（EMD）帥先确认了参与。2012 年4月上海立迪的全资子公司西安立迪成立之时，立迪与数家跨国药企共同组织了一个PDX Consortium Workshop。 邀请了全球做PDX的CRO公司（德国的Oncotest，法国的Xentech，美国的Champaign and START） 以及国内的CRO （药明康德，中美冠科，康龙化成，精迪，睿智化学）多家国际大药企出席会议，并介绍了他们如何用PDX支持药企的抗肿瘤药物研发。除美国礼来制药，美国默沙东，德国默克雪兰诺外，其他药厂也参加了会议：阿斯利康，辉瑞，拜尔，赛诺非，GSK，诺华，安进, 强生等。华大基因和上海伯豪也作为测序公司出席了会议。其后，又分别在2014年的全美肿瘤年会上专门召开卫星会议讨论落实细节，最终经过1.5年的时间完成了PDX国际测序联盟的合作协议，一期会员包括：美国礼来制药，美国默沙东，德国默克雪兰诺三家药厂，立迪作为项目管理公司协调各方工作。 药厂当时做了调研，把全球在Public Domain能提供服务的PDX汇总在一起（约4000 PDX）, 由Consortium Member 从中挑选符合标准的PDX，进行全外显子测序（WES）和RNAseq （由BGI 华大基因完成）， SNP（由上海伯豪承担）。因为这个项目，我们与药厂一起多次访问了华大基因的深圳，香港和上海设施，并与BGI一起完成了此项目的Pilot Study.。 因PDX模型中混有老鼠的DNA，所以，我们为BGI提供了用于建PDX的老鼠品系的DNA，BGI 设计了相应的Filter， 去除鼠源DNA对测序结果的影响。就项目，同药明康德的测序中心和美国的 Complete Genomics 也有过多次讨论。

目前项目的一期已顺利结束，今年5月的全美肿瘤年会AACR上由一期会员牵头召开了卫星会议，总结第一阶段的工作，并开始接受二期会员的加入。

这件事花了我们大量的时间和精力，但我非常自豪有机会参与这个项目，为人类的基因组数据库尽了我们的微薄之力。最终的项目落地多亏了这几家药厂中有共同梦想的几位总监：礼来的叶祥胜博士和于春萍博士，美国Merck的王耀林博士，陈荣华博士和德国默克雪兰诺的马建国博士，华大基因的李英睿，龚若琳，解春兰，上海伯豪的肖华胜博士和李玉华博士等等，以及上海立迪的尹新河博士和王科博士。 没有他们大量细致，耐心的工作，就不会有项目一期的圆满完成。

NGS临床应用，激情和理智共存

目前，精准医疗成了最热门的话题，国家也从顶层设计的角度考虑建立人类基因组的大数据库，从指导用药的角度，临床数据收集再全，也只能获得某特定病人对某2-3种药的药效反应结果，不可能从一个病人身上收集到其对20多不同药物的疗效反应，而作为完整的药效预测数据库，这种信息又是必需的，所以PDX的药效数据库将对预测临床药物药效有着至关重大的意义。许多科研院所，学校，医院都在与我们沟通，希望借力已建成的PDX库建立完整的基因药效反应的数据库， 这将是未来个性化精准医疗的基础。

现在NGS 变得很火，很多公司和医院也在探索NGS的临床应用。但大家应用理智的思路看待NGS。目前NGS 指导临床靶向用药是很有意义的。但用分子诊断基因检测结果预测化疗药的药效是没有足够依据，而且在ASCO上被否定了的。NGS的临床应用需要大量的 Clinical Validation Study 进行验证。我们在工作中就碰到了一个实例，愿与大家分享，共同借鉴。 立迪与上海胸科医院的陆舜主任合作，从循环肿瘤细胞建成一例 ALK+ 的CTC Derived Xenograft (CDX) model。病人ALK1-EMK4 +, 用过辉瑞的克唑替尼产生耐药，我们从分离的CTC中成功建立PDX。 为了解耐药机理，我们将样本送到朋友的一家测序公司做外显子的测序。NGS报告结果是未发现ALK融合基因。百思不得其解的情况下，按陆主任建议，样本送上海立闻做了FISH和ARMS PCR。金标准结果显示很明确的ALK融合基因阳性。我们差点就被NGS结果引到叉路上了。

NGS 日益广泛的临床应用是未来的发展方向，但任一NGS产品都需经过系统完整的临床实验验证才能用于临床。我们也在积极参与，与很多侧重NGS的公司合作，共同开发新产品，包括CTC 的单细胞测序技术等。未来几年，NGS将取得更快的发展，指导个性化精准医疗。我们很荣幸能是Part of it!

闻丹忆博士是截至目前参加NGS十周年接龙活动的唯一的女性，着实应了那句“巾帼不让须眉”，她点名誉衡药业CSO吕强先生继续精彩故事！

截至今日，“NGS接龙”的第一场比赛的六位选手（贝瑞和康CEO周代星，药明康德高级副总裁茅矛，元码基因创始人田埂，海普洛斯创始人兼董事长许明炎，前华大科技COO、深圳瑞奥康晨创始人杨旭，上海立迪生物董事长兼执行总裁闻丹忆）已全部出发！

来源：测序中国