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首張呼氣檢測NMPA證!全球首款呼出氣檢測質(zhì)譜儀獲批,1min完成VOCs精準(zhǔn)快檢

日期:2021-08-18

2021年7月23日,從中國藥品監(jiān)督管理局(NMPA)官網(wǎng)獲悉,深圳步銳科技旗下全資子公司湖南步銳生物科技有限公司(后簡稱:步銳科技)自主研發(fā)的“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”獲得了國家二類醫(yī)療器械注冊認(rèn)證,產(chǎn)品適用于人體呼出氣中小分子揮發(fā)性特征代謝物進(jìn)行檢測分析。


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值得一提的是,這是人體呼出氣檢測分析領(lǐng)域全球范圍內(nèi)第一個(gè)成功產(chǎn)品化并取得NMPA認(rèn)證的平臺(tái)型產(chǎn)品,具有行業(yè)里程碑意義。同時(shí),該產(chǎn)品由步銳科技掌握全部知識(shí)產(chǎn)權(quán),是典型中國創(chuàng)造,標(biāo)志著我國本土團(tuán)隊(duì)在呼氣檢測上實(shí)現(xiàn)了技術(shù)及產(chǎn)品的國際領(lǐng)先。

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“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”可以檢測并分析人體呼氣樣本中的小分子揮發(fā)性有機(jī)代謝產(chǎn)物(VOCs),用于診斷和篩查腫瘤及感染性疾病,且具備無創(chuàng)、準(zhǔn)確、快速(1分鐘/樣本)、高通量、低成本、操作簡單等特點(diǎn),切實(shí)契合臨床IVD檢測需求。

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步銳科技作為該產(chǎn)品背后唯一的研發(fā)廠商,自成立以來一直專注于呼出氣代謝組學(xué)研究,并自主研發(fā)了單光子電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(SPI-TOFMS)技術(shù),能夠?qū)θ梭w呼出氣體中VOCs進(jìn)行精準(zhǔn)檢測,從而實(shí)現(xiàn)惡性腫瘤與感染性疾病的早期篩查?;赟PI-TOFMS檢測VOCs的技術(shù)原理,早在2020年9月步銳科技便向NMPA提交了相關(guān)送審文件,眼下產(chǎn)品已獲得官方批件,公司將大力開發(fā)后續(xù)腫瘤及感染性疾病的篩查診斷產(chǎn)品。

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對于此次獲批,步銳科技創(chuàng)始人王東鑒也感謝道,這離不開步銳科技優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)和步銳科技合作醫(yī)療機(jī)構(gòu)醫(yī)生的辛苦付出與努力;以及,國家鼓勵(lì)創(chuàng)新醫(yī)療產(chǎn)品的利好政策也是公司能夠率先拿到業(yè)內(nèi)第一張證的重要外部因素。


緊抓臨床檢測需求:呼氣檢測有望成為IVD市場爆發(fā)點(diǎn)


在臨床疾病檢測上,無創(chuàng)、快速、準(zhǔn)確、低成本且易操作一直是核心需求,特別是在感染性疾病上,以結(jié)核病為代表,參照WHO指南檢測金標(biāo)準(zhǔn)是“取痰培養(yǎng)”,雖然這可以保證檢測結(jié)果良好的特異性,但是檢測方法復(fù)雜,更有40%結(jié)核病患者無咳痰癥狀,進(jìn)一步加大了取痰檢測的難度;而即便成功取到患者痰液,最終的痰液培養(yǎng)成功率也不到50%。?面對中國每年依舊有80萬新發(fā)的結(jié)核病患者,“取痰培養(yǎng)”檢測方法大大限制了結(jié)核病的防治工作,大量菌陰患者難以實(shí)現(xiàn)明確診斷,嚴(yán)重影響了結(jié)核病患者的早發(fā)現(xiàn)、早治療。?同樣,癌癥早篩也是臨床疾病檢測中一大市場。相較于其他疾病IVD,腫瘤早篩對臨床檢測的敏感度和成本要求更高,不僅需要篩查出每一個(gè)腫瘤風(fēng)險(xiǎn),更要求檢測成本達(dá)到民眾能夠普遍承擔(dān)得起的價(jià)位。在臨床上,雖然基于分子診斷的疾病檢測手段能夠保證良好的敏感性和特異性,但是人均高達(dá)數(shù)千元甚至近萬元的檢測成本,讓其檢測手段也難以在臨床篩查中推廣。?相較之下,呼氣檢測的優(yōu)勢則顯得更加明顯,通過快速簡單的呼氣檢測,1分鐘內(nèi)便可以出具檢測結(jié)果,檢測的靈敏性與特異性均已驗(yàn)證超過95%,這有望顛覆性地改變未來多種疾病的臨床檢測路徑,成為未來全球超千億美元IVD體外診斷市場的爆發(fā)點(diǎn)。?對于綜合性醫(yī)院來講,呼吸系統(tǒng)疾病的門診量最大,醫(yī)生首先要考慮確定或者排除結(jié)核病、腫瘤,步銳科技創(chuàng)始人王東鑒展望道:“呼氣檢測的高依從性和低成本特性,可以幫助醫(yī)生迅速完成判斷,有望成為像血常規(guī)一樣的門診必備常規(guī)檢驗(yàn)項(xiàng)目。”?

30億呼吸檢測市場,

國產(chǎn)龍頭嶄露頭角?


1970年,美國化學(xué)家Linus Pauling就用氣相色譜儀(GC)檢測到人類呼氣中的200多種揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs),可用于評(píng)估身體健康和疾病狀況;經(jīng)過50多年的發(fā)展,VOCs與疾病的相關(guān)性已經(jīng)被數(shù)十萬臨床樣本的支持,并被收錄到《Human Breathomics Database》的2000+篇研究文獻(xiàn)中,確定了近60種疾病和呼氣中VOCs疾病信號(hào)分子的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。?然而,在過去由于沒有專門用于呼出氣檢測的平臺(tái),絕大多數(shù)VOCs研究都是基于氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)實(shí)驗(yàn)室通用平臺(tái)進(jìn)行,這種檢測過程需要對樣本進(jìn)行吸附富集、熱解析脫吸附、色譜分離和質(zhì)譜定性定量檢測等處理,不僅成本高,且單次樣本檢測時(shí)間長達(dá)2-7小時(shí)、操作過程要求專業(yè)性強(qiáng),使得其只能應(yīng)用于科學(xué)研究,而無法在臨床場景中產(chǎn)品化大規(guī)模推廣。
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幾種呼氣檢測技術(shù)原理相關(guān)性能對比
?“站在巨人肩膀,才能看到更遠(yuǎn)的風(fēng)景?!辈戒J科技創(chuàng)始人王東鑒說道。步銳科技的“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”正是基于該公司自主研發(fā)的單光子電離-飛行時(shí)間質(zhì)譜(SPI-TOFMS)技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)直接樣品進(jìn)樣,省去吸附富集過程,并低成本快速檢測,徹底解決科研VOCs研究中存在的諸多痛點(diǎn)問題,使得呼氣檢測產(chǎn)品化及大規(guī)模進(jìn)入臨床應(yīng)用成為可能。?根據(jù)Frost & Sullivan公司數(shù)據(jù),2018年我國的呼氣檢測市場規(guī)模約為19億人民幣,2020年增長到30億元。而感染性疾病的診斷市場已超過千億規(guī)模,腫瘤診斷篩查市場更是達(dá)到萬億級(jí)別。伴隨人類對品質(zhì)生活要求的不斷提高,對診斷和篩查產(chǎn)品追求更加準(zhǔn)確、方便、經(jīng)濟(jì),VOCs檢測行業(yè)的未來發(fā)展空間巨大。?從全球范圍來看,國外VOCs檢測行業(yè)與中國基本是在同一起跑線上。2015年,步銳科技起步時(shí),國外只有英國的Owlstone Medical開始嘗試將研發(fā)技術(shù)與產(chǎn)品推進(jìn)到臨床驗(yàn)證和改進(jìn)中。目前,國內(nèi)外VOCs檢測技術(shù)各有特點(diǎn),其差距并不明顯。?從發(fā)展的角度來看,探索和建立多種疾病的譜圖庫是企業(yè)在硬件技術(shù)壁壘之上更高的壁壘。而國內(nèi)企業(yè)在這方面具有更大的優(yōu)勢,與西方企業(yè)相比,國內(nèi)企業(yè)獲取臨床樣本的難度更低、效率更高,更有利于借助這些優(yōu)勢快速發(fā)展。眼下步銳科技的“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”獲批,成為了全球第一個(gè)呼氣VOCs專用檢測平臺(tái),步銳科技也更有機(jī)會(huì)率先完成譜圖庫的建設(shè),躋身呼氣檢測領(lǐng)域國際第一梯隊(duì)。?隨著呼氣檢測行業(yè)的發(fā)展,未來也會(huì)有更多的企業(yè)入場,技術(shù)路線和產(chǎn)品也會(huì)逐漸多元化,呼氣VOCs檢測也將與基因組、免疫組、蛋白組等技術(shù)形成互補(bǔ)和競爭。而作為賽道頭部的步銳科技也將有更多的機(jī)會(huì)參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定,進(jìn)而有利于其市場布局,以及在技術(shù)和資本的推動(dòng)下強(qiáng)化主場優(yōu)勢。?在疾病檢測領(lǐng)域,目前臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)、指南、臨床路徑等大多數(shù)話語權(quán)還在西方。所以要求企業(yè)不僅要在國內(nèi)展開研究和市場推廣,更是要積極與國外頂級(jí)醫(yī)療及研究機(jī)構(gòu)合作,爭取獲得全球范圍內(nèi)行業(yè)專家的廣泛認(rèn)同,助力企業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)成為指南推薦。步銳科技創(chuàng)始人王東鑒告訴動(dòng)脈網(wǎng),盡管受到疫情的影響,步銳科技暫時(shí)沒有全面展開海外合作,但他們已經(jīng)與美國國家癌癥中心、英國帝國理工等頂級(jí)研究機(jī)構(gòu)的專家展開的線上溝通,探討后續(xù)的合作。?

10-12量級(jí)濃度SPI-TOFMS“機(jī)器狗鼻”,步銳科技已完成近萬例臨床驗(yàn)證


作為呼氣檢測領(lǐng)域的先行者,步銳科技的在線分析質(zhì)譜平臺(tái)已經(jīng)可以達(dá)到PPT量級(jí)(10-12)的檢出限及秒級(jí)的響應(yīng)速度,實(shí)現(xiàn)對VOCs檢測10-9痕量級(jí)濃度的定性定量檢測。PPT量級(jí)形象地理解,其檢測氣味的濃度已經(jīng)可以和狗鼻子的嗅覺靈敏度匹敵。王東鑒笑稱,人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀更像一只機(jī)器狗。
該質(zhì)譜儀采用真空紫外燈的新型高氣壓光電離及光致化學(xué)電離復(fù)合離子源,可在多種電離模式間快速切換,實(shí)現(xiàn)不同種類和性質(zhì)的小分子揮發(fā)性代謝物高效電離和廣譜分析,有效拓寬儀器可分析物質(zhì)范圍;其樣本碎片化程度低,且能實(shí)現(xiàn)VOCs烷烴類物質(zhì)的分析;無需樣本分離純化預(yù)處理,避免損耗,60s快速檢測,1min出報(bào)告。?

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人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀?基于SPI-TOFMS在線質(zhì)譜分析平臺(tái),步銳科技產(chǎn)品管線主要集中在感染性疾病和腫瘤領(lǐng)域,并已經(jīng)在結(jié)核病、肺癌、食管癌等病種中展開了前瞻性臨床研究。?在結(jié)核病領(lǐng)域,步銳科技已經(jīng)完成了近萬例臨床樣本的診斷與篩查,前瞻性試驗(yàn)結(jié)果顯示出極高的敏感度和特異性(敏感性、特異性均>95%)。其研究成果也在2020年第51屆世界肺部健康大會(huì)上,由步銳科技專家團(tuán)隊(duì)的付亮醫(yī)生分享了其臨床應(yīng)用成果,這是中國醫(yī)生首次在該會(huì)上發(fā)言。?在肺癌領(lǐng)域,步銳科技已經(jīng)完成了超過4000例樣本的驗(yàn)證并取得了非常突出的進(jìn)展?;赟PI-TOFMS質(zhì)譜設(shè)備進(jìn)行的VOCs檢測相較于臨床主流技術(shù)的CT掃描或LDCT(低劑量CT),更具備無創(chuàng)、無輻射、依從性和可及性好、操作簡單、成本低的特點(diǎn)。?值得一提的是,步銳科技與北京大學(xué)人民醫(yī)院胸外科王俊院士團(tuán)隊(duì)合作開展的呼出氣檢測用于肺癌診斷的初步研究成果已經(jīng)在著名臨床醫(yī)學(xué)期刊《JAMA Network Open》上發(fā)表;另一篇關(guān)于食管癌的呼氣檢測研究也即將刊出。?在步銳科技檢測平臺(tái)獲得NMPA認(rèn)證后,公司將計(jì)劃申請F(tuán)DA及CE等認(rèn)證,為進(jìn)入國際市場做準(zhǔn)備。同時(shí)繼續(xù)強(qiáng)化在結(jié)核病、肺癌、食道癌等領(lǐng)域與國內(nèi)外頂級(jí)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的科研合作,盡快完成多中心、大樣本、前瞻性的驗(yàn)證工作,并有計(jì)劃地推進(jìn)其他感染性疾病和癌種的產(chǎn)品。?此外,步銳科技開始多病種分析診斷軟件產(chǎn)品Ⅱ、Ⅲ類NMPA認(rèn)證、FDA和CE認(rèn)證,為多種代謝相關(guān)疾病的快速診斷提供輔助手段,給醫(yī)院、科研機(jī)構(gòu)、第三方檢驗(yàn)中心等機(jī)構(gòu)提供全新的高靈敏、無創(chuàng)、精準(zhǔn)、便捷、低成本的篩查及鑒別診斷解決方案,幫助臨床醫(yī)生快速提升篩查診斷精度和效率。?目前來看,無論是產(chǎn)品化、疾病譜圖庫積累還是行業(yè)監(jiān)管審批等方面,步銳科技都已經(jīng)走在了全球范圍內(nèi)的最前沿。作為行業(yè)的先行者,步銳科技創(chuàng)始人王東鑒也在最后總結(jié)道,企業(yè)如果要在呼氣檢測領(lǐng)域長遠(yuǎn)地發(fā)展下去,一是要選擇貼合場景需求的技術(shù)方向,力求準(zhǔn)確、簡單、快捷、方便、低成本;其次要基于科學(xué)思維,快速發(fā)展的同時(shí)不斷夯實(shí)基礎(chǔ)研究;最后要求企業(yè)注重與臨床機(jī)構(gòu)密切合作,不斷用大樣本的驗(yàn)證來強(qiáng)化,爭取獲得行業(yè)專家群體的認(rèn)可,這條路沒有捷徑可走。?據(jù)悉,2020年年底步銳科技完成了數(shù)千萬元的Pre-A輪融資,團(tuán)隊(duì)關(guān)鍵崗位人員已經(jīng)全部到位并形成了強(qiáng)大的戰(zhàn)斗力。眼下,步銳科技也已經(jīng)啟動(dòng)了新一輪的融資計(jì)劃,募集資金主要用于公司旗下Ⅱ類Ⅲ類呼氣分析及診斷軟件產(chǎn)品注冊,以及進(jìn)一步展開多中心、大樣本、前瞻性研究和產(chǎn)品市場導(dǎo)入。
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