iCATCHER 創新腫瘤 DNA 萃取技術,如撒漁網一網打盡

作者 | 發布日期 2019 年 12 月 19 日 20:09 | 分類 新創 , 生物科技 , 醫療科技 follow us in feedly


近年新興的「液體活檢」在檢測癌症方面,具備傳統切片手術無法擁有的多項優點。為了更精準抓到血液中含量極少的循環腫瘤 DNA,我們需要新穎又精準的萃取儀器,新創公司「開啟基因」集各路巧思研發出「iCATCHER」,可利用獨特方法精準進行目標 DNA 萃取。

以液體活檢取代組織切片,開創新局

循環游離 DNA(Circulating Cell Free DNA,ccfDNA)是指游離在細胞外面、沒有細胞保護的 DNA,體內所有細胞在壞死後都會釋放 cfDNA 到血液中,癌細胞當然也不例外,它們不正常增生後會壞死,釋放到周邊循環血的 DNA 就稱為「循環腫瘤 DNA(Circulating Tumor DNA,ctDNA)」,正常狀況下,這些游離物質會被巨噬細胞清除,然而當細胞繁殖快過於清除速率,如腫瘤細胞,將有機會持續游離在循環血液中,故成為低侵入性液體活檢/液態檢體(Liquid Biopsy)的新寵。

目前最直接的癌症檢測方法是活體組織切片(biopsy),醫生取樣後放到顯微鏡下觀察,才能確認是否有癌細胞。然而組織切片有三大缺點:需動刀、某些器官深層取樣困難(比如腦、肺、肝)、以及重複取樣困難(每開一次刀都是場風險),因此近年興起的無創腫瘤檢測方法之一「液體活檢」,便利用上述循環腫瘤 DNA 現象開啟癌症早期診斷及術後追蹤新契機,打開另一片市場。

和活體組織切片相比,液體活檢出現兩大優點,第一:經由體液採樣(血液、尿液等),侵入性低;第二:方便追蹤藥物治療成果,只要抽血或採集尿液送檢,就能分析病情是否已控制住。

液體活檢難度極高,關鍵技術抓取循環游離核酸

然而這方法也有個大障礙──游離核酸在血液中的量非常少。1cc 血液中ccfDNA的含量只有 gDNA(遺傳 DNA)萬分之一,約 1~20ng;而 ccfDNA 長度約 150~200bp,只有 gDNA 長度的一百萬分之一,也因此,我們需要一種新的萃取技術,才能有效抓取這些極小又極微量的核酸。

分子檢測有四大步驟:取樣、萃取、偵測、分析,過去大家最注重癌症分子偵測,不過 2016 年甫成立的新創公司「開啟基因」將目標瞄準萃取市場。但團隊又要拿什麼關鍵技術打進這個市場?開啟基因總經理李德政笑說,某天晚上他突然想到一個解決關鍵問題的方法,便立刻從床上彈起來寫筆記,自此邁向創業之路。

首先,市面萃取儀器大多針對含量較多的 gDNA 而非稀少的 ctDNA;其次,儀器樣本萃取量一次僅約 200~400 微升(最多到 1,000 微升),這對檢驗 ctDNA 來說根本杯水車薪,如果只抽 200 微升檢驗發現沒有 ctDNA 的蹤跡、病人開心回家了,但結果是取樣量太少而漏抓 ctDNA,導致檢驗呈「偽陰性」,可能使患者錯過黃金治療期。

想抓到循環游離核酸,至少要取樣 4cc(4,000 微升),換句話說,新技術必須純度與萃取量兼備。

▲ iCATCHER 可有效進行液體活檢以及循環循環游離核酸的萃取。每 200~4,000µl 的血清可以萃取出 30~200µl 供檢驗的量。(Source:科技新報)

開啟基因研想的萃取儀器「iCATCHER」,就從這裡與傳統萃取技術分出差異。傳統技術像「釣魚」,利用外層塗有抓捕雙螺旋 DNA 材料的磁珠(Magnetic Bead),放進液體樣本中把目標 DNA 釣上來;iCATCHER 則像「捕魚」,面對極少量的循環游離 DNA ,傳統技術可能釣半天都釣不出個所以然,唯有大面積撒網捕魚,抓到循環游離 DNA 的機會才能放大。

隨著液體活檢檢測技術越來越精準,一些難以動刀的癌症部位,或是常令人們避之唯恐不及的篩檢方法(如大腸癌糞便篩檢、大腸鏡篩檢),未來只要簡單一管血便可以解決問題。

李德政指出,iCATCHER 目標客群相當明確,包括癌症研究機構、私人基因檢測公司和次世代定序,目前 iCATCHER 已取得 EMC、SAFTY 兩大認證,並以台灣為根基向外擴展,已成功進入歐洲的德國、捷克及波蘭,接著將回亞洲主攻大陸,最後累積足夠名聲與信用,希望打進門檻最高的美國市場。

(首圖來源:《科技新報》攝)