项目名称：新型循环肿瘤细胞检测纳米技术
转移转化方式：□转让 □许可 □作价入股 R其他
技术成熟度：□实验室 □小试 □中试 □小批量生产 R工业化生产
技术领域：□人工智能 沟 ✔生物医药 □新材料 □节能环保 □其他
申报高校: 同济大学
2022年 2 月 16 日
| 1. 项目总体介绍:液体活检尤其是循环肿瘤细胞（CTC）检测对癌症早期诊断、癌症预后评估、复发监测及个性化治疗等都有重大意义。目前，制约CTC检测临床应用的最致命瓶颈在于CTC富集效率低。同济大学医学院陈炳地教授团队在抗癌领域经过十余年的潜心研究，本土原创性地发现了癌细胞的共同靶标，全球首创PETCTC®技术，该技术通过利用肿瘤细胞糖代谢差异为靶向切入点，结合多功能生物纳米材料技术平台，独创性研发了非抗体依赖的CTC检测试剂盒，大幅度提高了CTC检出率，最大限度保持了癌细胞活性，在癌症早筛、癌症患者的预后评估、用药指导、复发监测等并具有广阔下游应用空间。该项目已进入科技成果转化阶段，团队自主研发出一套全新的CTC检测标准流程。目前已与多家三甲医院合作完成了超2000多例的临床试验，结果显示在和同领域其他技术对比下，该技术具有高灵敏度(>91%)、高特异性(>96%)、高广谱性、高延展性、高技术壁垒、成本低等特点。2018年以来，本项目分别获得了福建省“百人计划”、福建海峡计划、台州“500精英计划”等多项支持，并荣获了同济大学首届十大最具转化潜力科技成果、全球医疗器械创业创新大赛一等奖等高含金量奖项。目前取得授权发明专利4项，申报中专利三十余项。承担过多个国家级、省级重大科技项目，作为主申报单位，联合申报“中国生物医学工程学会团标”，并获得正式立项。至今，本项目已获天使轮和PreA轮数千万元投资，在上海、浙江、福建等地自建研发中心、检验实验室及国内生产线。同时，本项目CTC检测产品已进入上海市东方医院院内收费项目，正与长海医院、仁济医院、齐鲁医院等多家三甲医院合作对接中；并陆续开展与第三方检验机构、体检机构、知名药企等多元化的业务合作。本项目将根据自身技术特点，结合人工智能的图像识别大数据技术，致力于建立肿瘤细胞形态学标准，为肿瘤溯源建立基础，这也将为肿瘤早筛带来革命性的突破。 |
| 技术创新点:（1）创新性本团队全球首创PETCTC®循环肿瘤细胞检测纳米技术，该技术国际领先、具有独创的技术原理、完全的自主知识产权。本研发团队对癌细胞长期的研究发现，几乎所有的有代谢活性癌细胞都具有如超高度使用葡萄糖通过无氧酵解产能的特点（Theranostics,2016,6:1887）。由此产生癌细胞表面生理特性的特殊变化，从而导致癌细胞与正常细胞的显著差异。基于该癌细胞表面生理特性变化的发现，本研发团队独创性提出了广谱性 CTC 检测新技术。通过交叉学科融合创新，利用本团队多年开发成熟的合成多功能纳米材料的技术平台设计出全新的多功能纳米颗粒。经过大量系统性细胞学实验验证，本团队设计的全新纳米颗粒对癌细胞有超高效的特异性的捕获效率。进一步的临床检测和与传统方法的对比结果显示，本团队提出的全新 CTC 检测纳米技术适用于白血病及各类常见的实体肿瘤；检测灵敏度比现有技术提高2个数量级，每毫升的临床肿瘤血样，检测到的 CTC中位值大于100个；同时可以在显微镜下实际观察 CTC 的形态，提高特异性。在提高CTC富集效率的基础上，将有助于开展 CTC 的深入研究，包括基因突变分析、用药指导、耐药分析等，服务于临床肿瘤的诊断与个性化精准治疗。因此，对CTC领域的发展具有开拓性意义。（2）先进性目前，制约CTC检测临床应用的最致命瓶颈在于CTC富集效率低。CTC 的富集要求将极其稀少的CTC从比其数量多上百万倍的血细胞中富集出来。最理想的富集方法是可以选择性的将癌细胞与正常细胞区分开，而且对所有癌症类型都适用。目前，CTC富集方法总体可以分为基于癌细胞生物特性和物理特性两大类分离方法。这些方法存在的最大问题就是所选择的用于CTC富集的癌细胞性质都不是癌细胞独有的特性，而且也不能广泛适用于不同的癌症类型。因此这些CTC的检测方法普遍存在灵敏度低、特异性差、缺乏广谱性等瓶颈问题。亟需从 CTC 捕获原理上独辟蹊径，引领CTC检测的突破性进展。本团队自主开发的新型CTC检测纳米技术，与同行业相比，具有如下先进性：①提高疾病诊断的准确率、灵敏度、和广谱性。我们前期的研究结果与其他发表的结果最重要的区别在于检测的CTC数量差别。其他方法报道捕获的CTC数量一般是7.5ml血样中只有几个到几十个细胞，而我们可以从确诊白血病和转移的癌症病人血样中捕获10e4到 10e7个细胞，从捕获的细胞在载玻片上的染色观察发现，绝大部分，即使不是全部的被捕获下来的细胞，其形态异常，与癌细胞的形态一致。如果我们的发现能够重复，那将意味着在癌症转移病人体内存在的CTC要比之前认为的数量多得多。同时也说明我们的技术将可能比之前的技术提供更准确更灵敏的结果。另一个重要的区别在于我们的这项技术可以捕获各种类型的癌细胞，只要他们有很高的糖酵解水平。到目前为止我们的技术还从未对任何已知的癌细胞样品的检测失败过。②富集足够量的 CTC 有利于更加全面的分析。目前，病理实验室对CTC的进一步临床分析通常是在癌细胞与正常细胞的混合液中进行的。有的时候为了使 CTC 更加丰富，需要将癌细胞与正常细胞混合液培养几天或几周之后才能进行诊断测试。而我们的技术可以捕获大量的 CTC，这样高纯度的活的 CTC 可以立刻用于进一步的测试，包括药物敏感性测试、标志物分析、表达谱分析或基因测序等。③高技术、低成本：新型循环肿瘤细胞纳米检测技术具有完全自主知识产权，检测灵敏度高、特异性、广谱性指标均处于国际领先水平。 |
| 知识产权归属及相关专利说明: 无 |
| 4.商业化概述 (市场前景):癌症是全球第二大死亡原因。根据世界卫生组织(WHO)的数据，全球患癌人数从2014年的9136 万，增长至2018年的1.18 亿，14-18年CAGR 为 6.7%。中国是全世界最多癌症病例的国家之一，癌症患病人数从2014年的1846 万， 上升至2018年的2670万，14-18年CAGR为9.7%。据WHO数据，2018年中国新增癌症患者约428万，约占全球24%；其中大约287万人死亡，占全球30%；新增癌症患病人数和新增因癌死亡人数均为世界第一。在2018年中国新增的癌症病例中，肺癌、结直肠癌、胃癌、肝癌和乳腺癌占比最高，分别占 18.1%、12.2%、10.6%、9.2%、8.6%。治疗癌症的花费已成为全球医疗系统的沉重负担，根据WHO估算，2010年全球用于癌症治疗方面的费用已高达1.16万亿美元。根据癌症人数估算，2020年用于癌症的治疗费用将比2010年增加接近一倍。早发现、早诊断、早治疗的“三早”策略被公认为最有效的癌症防控途径，传统活检通过从患者体内切取、钳取或穿刺等方式取出病变组织，进行病理学检查，被认为是癌症诊断的金标准。液体活检即肿瘤无创诊断技术，它通过人体的体液如外周血、脑脊液、腹腔水等来进行癌症检测。与传统活检相比，液体活检在肿瘤检测方面有无创、快速、可重复取样等独特优势。液体活检是精准医疗的发展趋势，其潜在市场空间是组织活检的几十倍，这预示着该领域的巨大商业价值。根据《2018 全球癌症年报》数据，2018 年全球预计有1810万癌症新发病例，其中中国新增病例数占就占380.4万例（图1）。简单估算：若完成一次CTC检测费用为1000元来计算(目前国内已有相关检测费用均高于4000元），按3 年累计患者计算，仅国内癌症病人的临床检测潜在市场就超过 100 亿/年；据银河证券研究部测算，2020年液体活检全球市场容量即达286亿美元。其中筛查市场容量150亿美元、指导治疗方案市场容量17亿美元、 治疗监测市场容量50亿美元、复发监控市场容量69亿美元。银河证券预测，未来10年液体活检领域将维持 21.7%的复合增长率。循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cells，CTC）检测是“液体活检”的一个重要分支（图 3）。CTC 是指由肿瘤组织脱落进入到血液循环中的肿瘤细胞，它具有肿瘤组织的完整的生物学信息，通过对血液中 CTC 进行分析，有助于肿瘤患者的诊断、术式指导、监测术后患者肿瘤的复发与转移、评估抗肿瘤药物的敏感性与患者预后以及选择个体化治疗的策略。CTC 检测的对象是细胞，是液体活检中唯一能获取肿瘤活细胞的方法，也是目前肿瘤诊断方法中仅次于金标准组织活检的第二种取到肿瘤活细胞的方法。它不仅包含肿瘤细胞表型信息，同时还包含基因组、蛋白质组等信息，对癌症的诊断、治疗及预后监测均有着重要的指导意义和实用价值。 |
| 5. 优先使用产业领域及地方区域:国内循环癌细胞检测技术与产品的相关研究和应用这两年才刚刚开展，国内相应领域还没有出现具有市场较大占有率的相关技术和产品。本项目中自主开发的新型循环肿瘤细胞（CTC）体外检测方法，具有普适、高灵敏性、高效便捷、低成本的特点，如果能将此技术在国内外市场顺利推广，则可得到垄断性市场占有率，并极有可能在国际市场上同样具有较高占有率。产品将首先定位中国地区市场，以海西地区、长三角及珠三角地区的众多医院、第三方检验机构、体检机构、药企为主要客户群，先期推广此项先进检测技术及产品，得到预期的市场和行业接受度和认知度后，逐渐向全国市场辐射，并开拓国际市场。 |
| 6. 初步意向交易方式及金额:本项目通过同济大学转化，已与致慧医疗科技（上海）有限公司进行合作，利用国际领先、本土原创、自主知识产权的新型循环肿瘤细胞检测纳米技术，开发高精准、高通量、低成本的肿瘤液体活检产品和服务，为癌症预警筛查、精准治疗和疗效监测提供全方位解决方案。至今，本项目已获天使轮、PreA轮数千万股权融资，后续将启动A轮融资。 |
| 行业状况目前行业内比较认可的液体活检就CTC和ctDNA两种，CTC捕获的是完整的肿瘤细胞更难，ctDNA捕获的是片段化的DNA信息。ctDNA只能定性是阴性、阳性，主要优势还是在指导靶向用药，技术的延展性比较弱。CTC的捕获难度更大，技术延展性也更强，可以对癌细胞的蛋白表达进行进一步分析，也更容易进行定量的分析。而且能够产生游离的完整肿瘤细胞的肿瘤，通常更容易转移和侵袭，对从机制上研究肿瘤的转移也很有意义。当前CTC行业痛点在于现有的大部分CTC捕获方法所选择的用于CTC检测的癌细胞性质都不是癌细胞独有的特性，因此灵敏度低，而且也不能广泛适用于不同的癌症类型，广谱性差。目前CTC行业存在以下几大痛点：CTC公司虽然规模庞大，但遭遇致命瓶颈：业内无公司可以捕获到高纯度、高灵敏度、大量活的CTC。缺乏癌细胞表面有且仅有的唯一靶标。现有捕捉技术的瓶颈，均未找到CTC的捕获靶标。均无法正确区分辨认患者与健康人的盲编样本：技术不过关、只接受固定医院主任的样本。不能为临床提供可用的信息：现有技术只能7.5 mL血样检测出个位数量的CTC；可视化程度低，难提供细胞病理形态结果；捕获下来的CTC零存活。尚未批准新准入的CTC相关产品或技术。龙头产品CellSearch下架：作为唯一获得FDA和NMPA注册批准的CTC检测产品，在具有巨大市场优势的情况下，由于其捕获方式存在缺陷，漏检率较高、只能提供CTC计数结果—其实际临床应用价值低，并且价格昂贵，因此在2016年停产。本项目通过发现癌细胞的共有特性，开发了一种对所有癌症类型包括白血病都适用的、高效CTC捕获技术，创新地提出了全新PETCTC®检测技术原理，综合效果在行业中优势巨大，完美地实现了科学界对CTC技术的期待。 |
| 展示方式：✔实物（或模型） □展板图文 □多媒体演示 |
| 展示要求：展品尺寸：展品尺寸：800mmx520mmx650mm现场可有动作演示，配220V交流电源插座(接地)，电源线能适应10A电流就行。 |