肿瘤NGS进入自动化时代，臻和科技给出全链条集成式解答

如果说2018年，临床肿瘤NGS检测进入了合规产品化的元年，那么这种复杂的技术真正渗透到临床上适用的各个场景，或许会从2021年开始。

好消息相继爆出。作为年度重磅新品，在11月的进博会上，赛默飞和罗氏诊断两大巨头默契地发布了各自的NGS自动化解决方案。

其中，赛默飞表示此次发布的Ion Torrent™ Genexus™高通量测序系统作为首个从样本到报告全流程实现自动化的NGS一体化系统，是高精密工业制造与高科技生命科学的完美结合，拥有极致的一体化集成，具有极高自动化程度、极简手动操作、极快检测速度、极高结果准确性；而罗氏诊断则表示其发布的AVENIO Edge System全自动NGS建库工作站，集文库制备、靶向探针捕获和文库质控于一体，突破了高通量测序试验流程的关键门槛。

国内方面，肿瘤NGS头部厂商也在积极布局，NGS核酸提取、文库构建、生信分析、报告解读等环节相继实现了自动化。12月中旬，臻和科技在举行武汉医学检验实验室开业仪式的同时，宣布推出“全链条集成自动化NGS检测系统”。

据了解，自2021年初获批国内首张专注于结直肠癌的NGS检测试剂盒产品注册证以来，臻和科技陆续推出全自动建库仪、全自动分析一体机等产品。此番进一步升级IVD整体解决方案，真正实现了院内NGS检测从分布式模块化系统向完整全链条的端到端集成，在国内同行中率先跨进完全自动化时代。

临床落地的最后一公里

如今，肿瘤NGS技术落地临床的可行性已经在一定程度上得到验证。

一方面，业内已有十家企业拿下NGS肿瘤检测试剂盒Ⅲ类医疗器械注册证，NGS技术在肿瘤用药方向的上游设备、检测试剂及配套软件，均已获得产品注册批准，实现了全流程的临床应用。

另一方面，NGS技术逐步被写入全球肿瘤诊疗临床指南体系。2021年5月，欧洲医学肿瘤学会（ESMO）正式发布了的转移性癌症患者NGS指南，作为医学界的首个NGS使用指南，它明确了肺癌、乳腺癌、结直肠癌等高发癌种发生发展，与EGFR、BRCA、BRAF等热门基因位点变异的相互关系，并强调在NSCLC、胆管癌、前列腺癌、卵巢癌中使用肿瘤多基因二代测序。

但在临床可及性上，肿瘤NGS技术又遭遇了新的挑战。总体而言，这项前沿技术在临床落地比想象中复杂。

典型困境包括操作繁琐、实验难度大、人员要求高、实验室空间不足，单次操作通量低，临床样本的异质性，带来临床实验的多样性、复杂性，以及环境、设备、人员等一系列问题导致的实验不稳定等，在许多原本存在需求的场景，NGS技术并不能很好的嵌入临床流程，导致整体渗透进展缓慢。

“此外，临床应用范围的扩大增加了NGS检测本身的复杂性，涉及更丰富的检测产品和方案，从而实验流程、操作细节也更加多元化，增加了医生的学习和执行成本。”臻和科技高级IVD运营总监郑杉先生表示，“这就要求进入院内的NGS解决方案同时具备人工需求少、成本低、耗时、结果准确稳定等特点。”

换言之，NGS技术广泛应用到临床场景中，还需要走完满足可及性的最后一公里，将进一步降低这项技术的临床应用成本，而这可能比验证其临床可行性本身，难度还要大。

“不缩水”的一体化集成

据介绍，臻和科技的全链条集成自动化NGS检测系统将样本前处理、核酸提取、文库构建、杂交补获、高通量测序等湿实验环节，生信数据分析、医学注释解读、报告出具等干试验环节及全流程质控进行了系统集成，实现NGS检测从样本到报告一键式、智能化、全自动完成。

运行过程中，NGS试验涉及的核酸提取、PCR仪、液体工作站、打断设备、浓缩仪、测序仪等流程性设备，酶标仪、核酸片段分析仪等质控设备，冰箱、储板栈等样本存储设施通过机械臂整合调用。

“NGS试验步骤错综复杂，我们不会为了自动化而自动化，而是强调实验与质控流程的完整性，系统化地组合能够同步进行的环节，以此提升试验效率。”郑杉先生指出，“实际上，自动化系统出来的实验结果灵敏度、准确性往往比同等条件下的人工操作更高，因为它避免了人工操作可能造成的误差。”

臻和科技全链条集成自动化NGS检测系统（图片来源：臻和科技）

颇值得注意的是，检测准确性的把控方面，臻和科技对包含基因数据在内的院内医疗大数据的整合和开发。

具体而言，臻和科技在全链条集成自动化NGS检测系统中嵌入了基于人工智能并融合了生物信息与临床表型信息的精准医学知识库，通过全面、及时更新的临床医学知识库做支撑，汇总患者信息、临床信息、样本信息、实验数据、质控系统等NGS全流程的完整数据流，实现NGS全流程数据的自动搜集、存储、动态分析及可视化展示，实现院内基因检测大数据的深化集成。从这个意义上讲，这套系统其实为院内NGS实验室搭建起一套以真实数据为平台的数据平台，得以全面深化院内肿瘤基因检测数据的积累与高效利用。

此外，全链条集成自动化NGS检测系统基于一套有机整合各设备接口的时序软件体系来控制，实现实时设备状态跟踪与样本追溯，并全程记录样本检测进度、状态、实验设备及质控参数，及时反馈设备运行情况。

“院内常常会出现多样本并行的情况，”郑杉先生强调，“这套软件系统能够同时控制复杂多任务流，极大提高了样本运转效率，进一步压缩TAT时间，也给医生带来更好的使用体验。”采用全链条集成自动化NGS检测系统，医院可以灵活地选择单次运行的样本数量和检测流程。

“通过这套集成系统，实现院内检测流程人工操作的极简化，只需要简单地通过创建实验流程，装载实验耗材，在2~3天真正无人职守的状态下，获得临床检测报告，大幅提高临床NGS的检测的效率。”郑杉先生表示。

目前，全链条集成自动化NGS检测系统已经完成工程样机的设计，开始面向大中型医院展开临床验证并探索商业合作的模式。武汉臻和医学检验实验室开业当天，这个安静演示移液操作的机器吸引了不少来宾驻足观看。

与全面的肿瘤NGS产品线协同

武汉臻和医学检验实验室位于武汉光谷园区的高科医疗器械园，毗邻华大智造、爱博泰克、希望组、未来组等生命科学头部企业。这个设在九省通衢之地的医学检验实验室，是臻和科技在华中地区落下的关键一子。

据臻和科技创始人兼CEO杜波先生介绍，武汉臻和医学检验实验室将重点实现两方面功能， 第一，承接集团在IVD研发业务上的布局，建设IVD产品研发中心；为全链条集成自动化NGS检测系统的全国推广提供技术和市场支撑。第二，以武汉医学检验所为中心，作为与全国医院合作共建精准医学实验室的总部基地，为院内检测提供医学和技术支撑。

近年来，NGS技术在各级医院中的普及程度不断提高。但具体到不同医院，他们为患者提供高通量基因测序的实施路径差别很大。

比如，在肿瘤患者相对集中、医疗资源比较丰富的大三甲医院，有条件引入设备在院内落地，无疑会大幅提高NGS检测效率，但更多的医院或受制于通量，或基础条件有限，涉及NGS检测时，仍需要第三方检验所做技术支持。有从业者告诉动脉网，患者的NGS检测需求体量在各级医院中都保持了相对快速的增长速度。

“为医院提供NGS检测服务，必须综合考虑现阶段分级医疗体制下，各级医院的软硬件水平的差异，”杜波先生指出，“第三方和院内检测并行，可能会在NGS检测临床普及的过程中持续一段时间，我们也将通过服务和产品相互协同，来保持面向临床的创新力和服务能力。”

作为国内最早面向临床提供肿瘤NGS检测服务的厂商之一，臻和科技已经构建了几乎最全面的肿瘤NGS产品体系。

具体而言，臻和科技打造出了一整套多维分子标志物检测的平台体系，利用NGS高通量测序，提供包含数百个肿瘤相关基因到全外显子的Panel检测，可同时检测单碱基变异（SNV）、插入缺失突变（Indel）、拷贝数变异（CNV）、肿瘤突变负荷（TMB）、肿瘤微卫星不稳定性（MSI）、基因融合与重排（Fusion）、微小残留病变（MRD）、同源重组缺陷（HRD）、组织相容性抗原（HLA）等，为肿瘤精准诊疗提供国际先进标准的检测报告。

除了文章开头提到的结直肠癌NGS检测试剂盒外，臻和科技还开发了覆盖靶向药物敏感性检测、免疫治疗用药多维评估、化疗药物有效性及毒副作用评估、肿瘤治疗伴随监控、肿瘤早期筛查、肿瘤术后复发风险评估等全周期精准诊断，适用于肺癌、结直肠癌、乳腺癌、神经胶质瘤等实体瘤，针对泛癌种的相关产品也陆续投入商业化应用。

“我们在武汉的布局，其实是一个检验所、两个技术中心（IVD研发中心、IVD技术支持中心）的结构。”杜波先生表示，“这3个板块可以有机地共同支撑整体的IVD业务发展，形成从提供基础的检测服务，到推进产品开发，利用技术支持中心做产品演示、用户培训的完整链条。”

按照臻和科技的设想，3大板块的协同，可以让NGS技术更高效走出实验室，普及、便利地在医院落地，走完向临床渗透的最后一公里。诚然，肿瘤NGS终会成为患者确有需求时的一种常规选项，自动化或将让这一刻更快到来。

写作参考：

《转移性癌症患者二代测序指南》

未来已来，无需等待 | 赛默飞自动化NGS系统重磅上市

重新定义测序全流程自动化！罗氏诊断全新一代全自动NGS建库工作站在华上市