液体活检 ： 早期癌症筛查的创新

麦肯锡直接 液体活检：早期癌症筛查的创新 诊断参与者可以做些什么来促进液体活检在早期癌症筛查中的广泛采用？ 克里斯·伊金斯 蔡文婷和云南江 2024年7月 液体活检（LBx）已开始改变肿瘤学诊断。LBx涉及对生物液体，主要是血液进行采样和分析；它可用于检测癌细胞或从肿瘤细胞进入人体液体的DNA，RNA或其他分子。技术开发和临床 在过去的五年中，LBx的采用显着加速。自2020年以来 ，多个新的测试已经在使用案例中推出-例如用于早期癌症筛查的Grail'sGalleri和用于治疗选择的Guardant360和FoundationOne-并且已经有一些交易价值超过 5亿美元.12022年全球LBx市场的总收入超过40亿美元 ，预计该市场将以约16％的速度增长 从2020年到2030年。2与传统的肿瘤学诊断测试，如实体组织活检相比，LBx的侵入性更小，提供了更快的周转，并且能够更好地捕获肿瘤异质性。LBx已经在治疗选择和监测方面发挥了作用，并且正在成为早期癌症筛查的破坏性工具 。 早期筛查具有显着的益处，特别是考虑到早期癌症的护理选择。早期癌症筛查已被证明是降低死亡率的有效方法：其最新阶段为13%，如果在早期阶段检测到这一比 例为91%。3尽管有希望的临床益处，早期筛查 目前的筛查方案的筛查率仍然很低,特别是对于符合筛查条件的年轻年龄组;例如,在2021年,45至49岁的符合筛查条件的成年人中,只有20%接受了结直肠癌筛查,而50 至54岁的成年人中,这一比例为50%.4 一些因素导致这些低利率。即使大多数健康保险计划涵盖早期筛查，选择也有限。传统 方法通常具有低敏感性或特异性，导致大量假阳性结果 。这些方法也可能是侵入性的(例如，结肠镜检查)或不方便的(如粪便样本收集)。此外，包括那些患有癌症风险因素的人(如 作为吸烟史），可能缺乏对癌症筛查的重要性和益处的认识，或者可能不了解所有可用的筛查选择。最后 ，与其他形式的预防性护理一样，可及性因素，例如缺乏交通或托儿服务会抑制吸收。5 LBx可以解决与早期筛查相关的许多挑战。本文的其余部分探讨了LBx在早期筛查中的适用性，以及诊断参与者如何提高医生对实践的接受度并降低成本，将这种潜在的挽救生命的方法带给更多患者。 LBx用于癌症检测和治疗的用例 LBx在癌症治疗过程中有三个主要用例：早期筛查，治疗选择以及治疗期间和治疗后的监测。在这三个案例中 ，早期筛查最不成熟-但最具潜力。成熟度可以根据四个组成部分进行衡量： 作为概念证明的技术成熟度，支持使用和可操作性的临床证据，医生在实践中接受以推动临床采用，以及允许可扩展患者访问的可负担性（图表1）。 1包括ThermoFisherScientific收购Olink，StandardBioTools与SomaLogic的合并，Illumina收购Grail，ExactSciences收购ThriveEarlyDetection，Natera从Invitae收购健康资产以及Agilent收购ResolutionBioscience。 2“液体活检市场规模，按产品和服务（试剂盒，仪器），循环生物标志物（CTC，ctDNA，cfDNA），技术（NGS，PCR），应用（癌症，乳腺癌 ，前列腺癌），非癌症（NIPT，传染性），样本类型（血液）和到2029年的全球区域预测”，2024年5月；液体活检市场：全球和区域分析，BISResearch，2022。 3“结直肠癌的生存率”，美国癌症协会，2024年1月29日更新。 4“结直肠癌是一个主要的公共卫生问题，”美国癌症协会于2024年6月14日访问。 5“癌症筛查和早期发现的差异”，美国癌症协会癌症行动网络，2021年4月。 附件1 液体活检正在成为早期癌症筛查的工具。 成长成熟 Monitoring 治疗选择分析肿瘤类型以确定治疗资格。 监测患者对治疗的反 应和缓解后的潜在复发。 早期筛查 在症状出现之前检测癌症，补充和取代现有的侵入性筛查工具。 要求 技术技术成熟，可靠，准 确地检测单个或多个 同时癌症类型 临床证据 临床证据表明液体活检可以改善临床结果 医师接受指南包括液体活检作 为证明有益的工具 财务负担能力多种市售产品并由 CMS报销4或大多数付款人 1仅在学术界和制药界成熟。 2开始被创新者临床从业者采用。 3被一系列临床从业人员广泛采用。 4医疗保险和医疗补助服务中心。 麦肯锡公司 早期筛查。这个用例涉及在症状出现之前检测癌症。LBx有可能补充或取代更具侵入性的现有筛查工具。目前有十几种产品正在进行临床试验（包括ExactSciences、Guardant和Freenome），但只有一种产品 ——来自Grail的Galleri——可以在市场上购买。6报销范围是有限的；例如，中心 医疗保险和医疗补助服务(CMS)不包括早期筛查的LBx。7 治疗选择。LBx测试用于分析肿瘤类型以确定治疗资格，帮助医生选择患者癌症最有可能对其产生反应的疗法。这是LBx最广泛采用的用例；有11种FDA批准的体外诊断产品和14种肿瘤类型的报销测试，涵盖27种疗法。8 治疗期间和治疗后的监测。LBx测试也可用于监测患者对治疗的反应和缓解后的潜在复发。例如，微小残留疾病的测试可以评估复发潜力 缓解后。包括Natera和FoundationMedicine在内的多家制造商正在进行此类测试，自实现报销覆盖以来，临床采用率有所增加 2019年。9 LBx准备对早期筛查产生影响 LBx通过解决传统筛查方法面临的各种挑战，可以显着改善患者的预后（图表2）。例如，目前肺癌筛查的护理标准是低剂量CT扫描，许多人无法方便地获得。然而，LBx可以很容易地 纳入常规血液检查，甚至可以在家里进行。 由于多种原因，早期筛查有望在未来五年内加速采用并对患者产生重大影响。首先，由于COVID-19，消费者已经习惯了诊断测试。其次，生物制药等新的医疗保健利益相关者在早期癌症筛查方面进行了大量投资，从而加快了技术开发。阿斯利康、强生创新和默克公司都公开宣布了承诺。 到2030年有意义地提高癌症筛查率。10阿斯利康已与专注于癌症筛查的诊断公司建立了多个合作伙伴关系，包括Aidence，Grail和Qure.ai。11第三，政府、卫生系统和付款人也越来越多地使用LBx进行早期检测 例如，拜登政府宣布，包括BDBiosciences，Genentech和Novartis在内的一组公司已经与美国癌症协会合作筹集了3000万美元，以扩大和加速癌症筛查。1与此同时，在中国，2022年第14个五年国家健康计划优先考虑扩大早期癌症筛查的覆盖面。13 6从临床试验获得的临床试验数量。 7医疗保险覆盖数据库(搜索词：“液体活检”)，CMS，2024年6月14日访问。 8截至2024年2月12日，“批准或批准的配套诊断设备清单（体外和成像工具）”，FDA。 9科林·M布莱克利等人。，“在癌症诊断和治疗中使用循环肿瘤DNA测试的私人付款人和医疗保险覆盖政策”，《国家综合癌症网络杂志》，2023年6月，第21卷，第6期。例如，请参阅“GardatReveal”，GardatHealth，于2024年6月14日访问；“Sigatera”，Natera，于2024年6月14日访问；和“保险范围和账单”，ExactScieces，于2024年6月14日访问。 10“概况介绍：私营部门加强了对癌症筛查的呼吁”，白宫，2022年5月11日；KarissaWaddick，“制药巨头在最新的筛查计划中接受阿巴拉契亚癌症的发病率，”PharmaVoice，2022年6月7日；“三管齐下的方法来对抗肺癌”，强生公司，2020年11月14日。 11“GRAIL宣布与阿斯利康进行战略合作，以开发伴随诊断测试，以治疗早期癌症，”Grail，2022年6月2日;“通过创新科学改变医疗保健：阿斯利康与Qre合作。ai，“Qre。AI，2023年1月29日；“Aidece与阿斯利康之间的新合作支持使用AI进行早期肺癌诊断”，Aidece，2021年7月27日。 12“实况报道：白宫详细介绍了癌症登月行动周期间癌症登月和私营部门的进展”，白宫，2022年12月8日。 13“中华人民共和国国务院办公厅第十四个五年国民健康计划”，中国政府，2022年5月20日。 附件2 液体活检有可能改善早期癌症筛查的采用。 为什么传统方法的筛查率很低 目前的筛查方法是侵入性的，特别是对于肺和前列腺肿瘤 液体活检如何改善早期癌症筛查的采用 无需侵入性（通常具有挑战性）活检即可获得样品 早期和诊断前阶段的敏感性较低 癌症相关的生物标志物在无症状人群的癌症早期阶段被发现 测试和筛查费用昂贵，可访问性有限 程序简单（例如，抽血）和潜在的较低的成本 筛选结果的周转时间很慢 快速的结果可以立即治疗 复发难以监测，这对于肺癌（复发30-75％）和结直肠癌（II期和III期复发33％）尤其重要 重复测试可实现响应和复发监测 资料来源：KristofCuppens等人，“早期肺癌的液体活检：当前和未来的临床应用”，癌症，2023年5月，第15卷，第10期；MatthewJ.Baker“液体活检：癌症早期检测的未来”，《转化医学杂志》，2023年，第21卷；麦肯锡分析 麦肯锡公司 然而，用于癌症筛查的LBx处于创收的早期阶段，产生了约 2023年1.5亿美元。1Invitae是投资癌症筛查的公司之一 ，在经历了多年的负盈利能力之后，于2024年获得法院批准开始破产出售程序。15早期筛查需要什么才能实现广泛采用？诊断公司如何实现可持续盈利？ 增加LBx在早期筛查中的使用 在上面详述的四个组成部分中，可以导致诊断公司的成熟度和价值捕获-技术成熟度，临床证据，医生接受度和可负担性-前两个已经很好了： 技术成熟。用于早期筛查的LBx已经成熟，可以同时，可靠 ，准确地检测单个或多个癌症类型，使其成为潜在的具有成本效益的替代方法 到目前许多癌症类型的筛查方法的标准，例如用于肺癌的低剂量CT和用于结直肠癌的结肠镜检查。下一代测序的成本已大幅下降-每个基因组约200美元1-允许LBx测试的价格低于每次测试1,000美元。1与纯基因组学相比，更高的计算能力和先进的机器学习算法允许处理更复杂的多组学数据。 多组学技术的进步，如甲基化，允许组织的起源鉴定 ，奠定了基础，多肿瘤早期检测（MCED）测试。 14“2023年4月业务更新”，圣杯，2023年4月14日。 15DietrichKnauth，“Invitae获得法院批准，为期五个月的破产出售”，路透社，2024年2月15日。 16GarySchroth，“廉价的测序正在推动多组学时代”，《基因工程与生物技术新闻》，2024年1月16日。 17“Illumina的革命性NovaSeqX在2023年第一季度超过了第200个订单里程碑，”Illumina，2023年4月4日。 临床证据。越来越多的证据表明，LBx可以改善临床结果。例如，最近的研究估计，如果在美国所有50至79岁的成年人中实施MCED，可以预防26％的癌症相关死亡。18诊断公司通过完成一些最大的随机临床试验来展示临床价值。一个例子是英国国家卫生服务（NHS）和Grail'sGalleri测试的联合研究，该研究在2022年招募了140,000人预计将于2024年完成。1早期的临床试验发现， Galleri的假阳性率不到1％，在预测癌症起源方面的准确率为89％。2 为了达到成熟，用于早期筛查的LBx只需要两个组成部分：医生的接受度和负担能力。 提高认识，提高医生的接受度 医生采用LBx仍然是一个重要的挑战，主要是因为该技术缺乏纳入指南。今天的指南才开始认识到LBx作为早期筛查的有益工具的潜力。例如，国家综合癌症网络（NCCN ）的胰腺癌指南目前列出了血液中的微小RNA以及全血和血清中的循环无细胞DN