3月18日,美国国家卫生研究院院长Francis S.Collins博士和“全民健康研究项目”首席执行官Joshua C.Denny在发表于《细胞》杂志上的一篇评论中谈到,通过精准医学实现的数据驱动型医疗保健转型,“也许没有比对COVID-19大流行的反应更令人痛心的例子了”。他们还补充道,“与此同时,COVID-19强调了精准医学进一步快速发展的必要性。”
为更合理地加速精准医学,Collins和Denny随后提出了七个领域或“机会”的建议:大数据和人工智能;多样性和包容性;电子健康记录;大型纵向队列;基因组学和环境;隐私、参与者信任和价值回报;和常规临床基因组学。
来源: Sergey Shulgin / Getty Images
据Research and Markets统计,到2026年,精准医疗市场预计将增长近一倍,从2020年的604.22亿美元增至1001.68亿美元,复合年增长率为8.69%。
著名期刊《临床组学》(Clinical OMICs)上一次提出“十大观察”颇具前途的初创公司名单是2019 年。以下是 10 家新兴公司,以关注其雄心勃勃的、迄今为止成功的 Omics 技术和临床遗传见解的应用,以实现精密医学的承诺。
以下序号不代表排名,仅作本文排版使用。
#1
Arc Bio首席执行官Todd Dickinson
首席执行官Todd Dickinson表示:“Arc Bio的使命是通过伽利略一号平台提供第一个也是唯一的交钥匙宏基因组学解决方案,加快传染病的宏基因组学改革。”
伽利略一号将高通量测序(NGS)实验室工作流程与提供快速、全面和定量微生物分析的自动化生物信息学管道相结合。仅研究使用(RUO)宏基因组测序解决方案利用 Illumina NGS平台,在不到30小时的时间内,对原始样本中超过1300种细菌、真菌、DNA和RNA病毒以及寄生虫进行样本到报告的检测和量化。
伽利略一号是Arc Bio 4年多发展的高潮。2019年,Arc Bio发布了一个名为伽利略病毒的概念验证版本,它是一个专注于移植感染研究应用的397菌株小组。Ben Pinksy(斯坦福大学医学院)、Angela Caliendo(布朗大学Alpert医学院,博士) 和Judith Breuer(Great Ormond Street儿童医院,博士)的研究小组使用时,发现它与qPCR金标准测试相比显示出了优异的性能。
“基于这些充满希望的结果,我们开始开发和优化我们扩展的宏基因组伽利略一号平台。”Dickinson表示,“目前我们正在与早期访问客户和关键战略合作伙伴合作,计划于2021年年中推出商业产品前对伽利略一号的性能进行基准测试。”
随着伽利略一号的首次亮相,Arc Bio计划今年从准隐形模式中脱颖而出。Arc Bio成立于 2014 年,由母公司 EdenRoc Sciences资助,并从伽利略病毒和伽利略一号早期访问合作伙伴获得收入,预计今年将翻一番。
Dickinson补充说:“作为我们努力在未来两年内迅速扩大规模以满足重大产品需求的一部分,Arc Bio将在来年进行筹款活动。”
#2
联合创始人、首席执行官和首席科学官Asaf Zviran博士
在以色列国防军服役七年后,28岁的Asaf Zviran博士成功地在以色列民防部门找到电子工程师的工作时,被诊断出患有罕见的神经肿瘤——室管膜细胞瘤(ependymoma)。Zviran的癌症如今正在缓解中,但对治疗的挫折感常常像黑暗中的一枪,使他改变了职业——他在Weizmann科学研究所获得了分子生物学博士学位。
作为Weill Cornell医学院和纽约基因组中心的Dan Landau博士实验室的博士后,Zviran与Landau合作开发了一种 DNA 测序方法,可检测血液样本中低至 1-2 毫升的肿瘤 DNA,从而有可能早期发现癌症复发。
在《Nature Medicine》杂志详述了最小残留疾病(MRD)的平台,其核心是专有的 AI 驱动模式识别算法,该算法筛选全基因组测序生成的数据洪流,以检测血液中的残余癌症。该完全基于云的平台符合 GDPR 和 HIPAA 标准,可部署到任何使用标准Illumina测序仪的癌症/基因组学实验室。
Zviran在 2018年将该平台引入 C2i 基因组。C2i是“指挥、控制和情报”的军事术语,反映了他把防御方法带到肿瘤学的愿望。Zviran告诉《临床组学》说:“C2i正在解决癌症过度和治疗不足这一昂贵而痛苦的问题。C2i 基因组学通过提供 100 倍更灵敏的癌症检测,使医生和患者更加确定哪种治疗决策最好,从而节省成本并改善结果。”
C2i去年在A轮融资中筹集了1200万美元,随后在4月15日的B轮融资,Casdin资本以1亿美元领投,使公司融资总额达到1.135亿美元。
#3
Decpcell联合创始人、首席执行官Maddison Masaeli博士
Deepcell 正在开创一个人工智能 (AI) 驱动的平台,旨在将细胞形态带入一个新时代。该平台应用人工智能与先进的微流体和高通量成像,根据形态差异对任一生物样本中的活细胞进行识别、排序和分类,以进行基础研究和转化研究。Maddison Masaeli博士表示,Deepcell的平台解决了三个细胞形态挑战:缺乏适合特定应用的充分标记物,迫切需要提高单细胞分析的成本和复杂性,以及细胞生物学的新发现。
Masaeli说:“Deepcell有可能识别出人类眼睛难以识别的无限形态差异和模式。Deepcell 的平台使用无人监督的深度学习,不仅能识别样本中的异常模式或细胞,而且还会随着每次分析的结果被反馈回大脑而不断改进。”
Deepcell的平台使用基于微流体的技术,能精确映像出细胞悬浮中的单个细胞,并将它们呈现给成像设备。成像系统提取详细的功能并实时将其馈送至深度神经网络,该网络可以分析图像,并能仅仅根据形态特征对细胞进行剖析和分类。
Deepcell的平台还解决了与细胞染色和标记相关的技术问题,以及人类判断的错误:“Deepcell能够以不干扰细胞的方式准确分离细胞,”Masaeli说,“这将使细胞分析工作更加高效,并使研究人员能够以更高的分辨率了解细胞。”Deepcell计划提供一种云服务,使用户能够分析数据并训练新的人工智能模型,同时不断改进现有模型。
到目前为止,Deepcell已筹集了2500万美元,包括2020年12月完成的由Bow 资本牵头的价值2000万美元的A轮融资,其中Andreessen Horowitz主导了500万美元的种子融资。
#4
Mogrify公司发展主任Pierre-Louis Joffrin
Mogrify的免疫肿瘤学和眼科项目包括诱导多能干细胞(iPSC)衍生的异基因细胞疗法,针对血液和实体恶性肿瘤,以及体内视网膜变性的重编程治疗。“Mogrify的使命是改变前活体细胞疗法的发展、开创一类新的免疫肿瘤学、眼科学和其他疾病领域的体内重编程疗法。”Pierre-Louis Joffrin表示。
它的MOGRIFY平台增强了现有干细胞正向重编程方法或完全绕开发育途径,影响了成熟细胞类型到另一成熟细胞类型的直接转分化。epiMOGRIFY的扩展增强了定向分化或细胞转化,以支持开发可扩展的现成疗法,并用于治疗高度未满足临床需求的疾病。平台均部署了NGS、基因调控和表观遗传网络数据,以预测转录因子(或小分子)和从任何来源的人类细胞类型产生任何目标人类细胞类型所需的最佳培养条件。
自2019年上市以来,该公司已从Parkwalk、Ahren Innovation资本、24Haymarket、Darrin M.Disley博士、Jonathan Milner博士(Bristol大学企业基金III,战略投资者阿斯特拉斯风险管理)处筹集了3700多万美元。
去年,Sangamo Therapeutics成为Mogrify的第二个美国生物制药合作伙伴,通过应用Mogrify专有的iPSCs和胚胎干细胞,加速开发可扩展和可访问的锌指蛋白基因工程嵌合抗原受体调节性T细胞(CAR-Treg)治疗炎性和自身免疫疾病。
#5
CEO兼联合创始人Maya Said,理学学士
癌症诊断可能会给患者及其家人带来不清楚甚至不准确的信息。2016年癌症护理患者访问和参与报告显示,尽管癌症护理取得了快速进展,25%的患者表示他们没有得到最先进的治疗,80%的患者没有被告知临床试验的相关选项。此外,根据马萨诸塞州剑桥市健康技术公司Outcomes4Me的研究发现,只有不到30%的晚期乳腺癌患者表示他们正在接受基因组测试,以改善他们的治疗效果。
Outcomes4Me旨在通过向患者提供相关的、易于理解的循证信息来解决癌症知识差距,并改善健康结果。该公司开发了一个直接面向消费者的人工智能支持的患者授权平台,用于患者和提供者的决策共享。
该平台利用监管级别、真实世界数据和患者体验,产生更深入的见解,从而改进护理、加速研究并取得更好的结果。
Said表示:“为了真正改善癌症的预后,我们需要从一种阶段性方法过渡到患者管理,转变为一种能够预测患者的需求,并提供及时的、个体化的、可操作的信息。这正是Outcomes4Me平台所做的。”并补充道,“该平台人工智能驱动的个性化机制解锁了自适应经验,使患者能够随时了解情况,了解他们的治疗方案,找到临床试验,管理他们的生活质量,并最终为自己辩护。”
该公司的主要合作项目包括国家综合癌症网络(NCCN)、Wolters Kluwer、马萨诸塞州总医院、Vanderbilt Ingram癌症中心和医学基金会。Outcomes4Me在4月份完成了1200万美元的A轮融资,融资总额达到1670万美元。
#6
Phosphorus医务副总裁Gabriel Lazarin
Phosphorus公司的使命是通过使基因组学成为每个人的健康之旅的基础部分来延长和改善生活。
“虽然人们对基因组学对健康和医疗管理决策产生积极影响的能力了解很多,但检测仍然没有得到充分利用,”Phosphorus公司医疗事务副总裁Gabriel Lazarin说,“检测往往是在确诊后才进行,这就错过了早期干预的机会。”
为了解决这个问题,Phosphorus创建了一个基因组筛查:GeneCompass。据称,它可以提供最全面的、临床上可行的遗传健康评估,以识别和预防遗传疾病的风险,以及药物遗传药物反应评估。GeneCompass Plus分析了440个基因,涵盖301个单基因疾病和疾病易感区域,以及126个不同的药物反应,包括癌症、心脏病、不孕症、脂质代谢紊乱和代谢紊乱。
GeneCompass还使医院、卫生系统和医生拥有的实验室能够通过其托管实验室服务内包该技术。Lazarin说,Phosphorus的方法激励和授权医疗保健提供者充分拥有病人护理的连续性。“我们为组织提供专业知识,使他们能够为自己的实践建立同样准确和成本效益高的测试,解决基因组学常规整合到日常护理中的最后一道障碍。”
Phosphorus总部设在纽约市,有一个CLIA和CAP认证实验室在新泽西州的塞考克斯。
#7
Proscia首席医疗官Mike Bonham博士
“在Proscia,我们正在加速病理学从模拟向数字的转变,使世界各地的生命科学组织、卫生系统和实验室能够实现这一转变。”Mike Bonham告诉《临床组学》。
Proscia表示,其Concentriq平台位于数字和计算病理学的交叉点,将企业的可扩展性与强大的人工智能应用程序结合起来。它的设计允许组织管理他们的病理实践,包括摄取、查看、管理、分析和共享来自任何扫描仪的图像。Concentriq还可以作为人工智能的启动平台,使实验室能够无缝地大规模部署计算应用程序。
Proscia与领先的学术和商业实验室合作,以开发和验证AI应用的实验室设置,包括约翰霍普金斯大学、加利福尼亚大学(旧金山)、UMC Utrecht;LabPON;Unilabs公司;佛罗里达大学;还有Thomas Jefferson大学医院。
Proscia与主要行业合作伙伴共同提供了一个与Visiopharm的联合解决方案,将图像分析和图像管理结合起来,使研究机构能够更好地利用大规模计算数据。Proscia还将Ibex的Galen前列腺应用程序集成到Concentriq中,将AI支持的分诊、癌症检测和前列腺穿刺活检分级纳入日常工作流程,以提高效率和质量。
联合病理中心选择康森特里克使世界上最大的可追溯到内战时期的人体组织数据仓库现代化。Proscia的其他选区客户包括宾夕法尼亚大学、美国航空航天局喷气推进实验室和NIH国家癌症研究所(NCI)的联合会,研究癌症过度诊断。
#8
Quantum-Si首席执行官John Stark
2000年,Jonathan Rothberg博士在创立454生命科学时中断了下一代测序,后来发明了基于半导体芯片的测序,并成立了包括CuraGen、Diclarity、RainDance Technologies、LAM Therapeutics、Hyperfine Research和Butterfly Network在内的公司。
另一家由Rothberg创立的公司通过他的4Catalyzer创业加速器Quantum-Si创建了第一个下一代蛋白质测序平台,旨在提供从样品制备到测序和数据分析的完整解决方案,目标是彻底改变蛋白质组学。
Quantum-Si首席执行官John Stark说:“我们的平台有可能让用户以一种无偏见和可伸缩的方式研究蛋白质组,类似于下一代DNA测序技术转变基因组分析的方式。……我们的目标是通过我们的端到端工作流解决方案和专有半导体芯片,为学术研究实验室、核心实验室和生物制药研发实验室提供广泛的蛋白质组学工具。”
Quantum-Si的平台包括碳自动样品制备仪器、铂新一代蛋白质测序仪器、Quantum-Si云软件服务以及与仪器一起使用的试剂盒和芯片。该公司专有的半导体芯片设计用于读取单分子水平的蛋白质,特别是氨基酸。
Quantum-Si预计,与质谱仪等传统仪器相比,其台式碳和铂仪器的总成本约为5万美元,每台新仪器的成本在25万美元至100万美元之间,使用还需要专门培训。
Stark补充说:“我们相信,我们的单分子检测平台的经济性和简单性将为用户提供进行大规模蛋白质组学研究的机会。”
#9
首席商务官Ryan Roberts
今年4月份,Sense Biodetection完成了5000万美元的B轮融资,融资总额增加了两倍多。目前,这家分子诊断开发商已经筹集了超过7000万美元的资金,这笔资金被计划用于加速推出Veros™ COVID-19测试,并进一步开发了一套无仪器、快速的分子测试。
Sense Biodetection首席商务官Ryan Roberts表示:“由于诊断测试不准确或不及时,医疗保健成本巨大。”尽管多年来一直如此,COVID-19却以一种引人注目的方式将其曝光:快速检测可能不可靠,对于无症状感染患者尤甚。相反,金标准PCR实验室运行测试需要集中的机器处理,这可能需要几天时间。我们看到了一个非常重要的机会,即高精度、快速、易用、无仪器和一次性的测试。”
Veros-COVID-19测试将基于Sense的Veros平台,设计用于利用核酸扩增和扩增分析物的非荧光颜色检测来检测各种致命和花费昂贵的疾病。
该平台旨在支持一类新的快速分子诊断测试,模拟中央实验室PCR测试的性能,但可一次性使用,因为它们不需要附带的仪器或读取器。因此,Sense说,“Veros诊断可以超越传统的医疗环境,为患者和提供者提供更好的访问、结果和价值。”
Koch Disruptive技术公司是Koch工业公司的子公司,在Sense现有投资者Cambridge Innovation资本、Earlybird Health、Jonathan Milner和Mercia Asset Management的参与下,主导了B轮融资。
Sense成立于2014年,总部位于英国Abingdon,五年后筹集了1720万美元的A轮融资,该收益用于测试开发。
#10
StrideBio首席执行官Sapan Shah博士
Stradibio正在开发下一代基因药物,最初针对那些根本病因无法通过传统方法解决的罕见中枢神经系统和心血管疾病患者。
该公司的腺相关病毒(AAV)载体提供了一种基因有效载荷,可导致特定基因的健康表达在患者体内不能正常发挥作用,从而提供了一种具有改变生命或治愈潜力的一次性治疗。它的独立和合作项目包括治疗Friedreich共济失调、Niemann-Pick C型、Rett综合征、Dravet综合征、Angelman综合征和儿童交替偏瘫。
“我们的平台技术专注于AAV衣壳或外壳的合理工程设计,该外壳携带的基因有效载荷被输送到患者的目标组织和细胞中,”Stradibio首席执行官Sapan Shah博士说,“Stripbio的Strivet平台利用AAV衣壳的3D结构来识别可被修饰的区域,以结合新的特性,包括逃避中和抗体、特异性组织靶向性或去靶向性、增强的效力和大规模的可制造性。”
在北卡罗来纳州的研究三角园,Stradibio正在构建一个集成基因治疗产品引擎,包括衣壳和基因结构设计、1000L规模的内部制造和临床开发能力。
Stradbio在两次股权融资中筹集了9720万美元,最近一次是8150万美元的B轮融资。它与包括CRISPR Therapeutics、武田制药和 Sarepta Therapeutics在内的主要合作伙伴开展了合作,这些合作带来了约7000万美元的前期非稀释性资金,潜在的里程碑式付款超过20亿美元。
Shah补充说:“我们受到近年来基因治疗领域取得的巨大进展的启发,相信我们的Straive平台具有独特优势,能够为急需的患者提供基于AAV的下一代改良疗法。”