Cathie Wood 提4種生物醫療革命 基因編輯將消滅奇難雜症 醫癌症不用靠器官捐贈 身體會自然生長「新器官」？
撰文：經一編輯部｜圖片：unsplash
在ARK的Big Idea報告內提到：
「下一代DNA測序（NGS）是基因組革命背後的驅動力。」
長讀測序
下一代的測序正是長讀測序（Long-Read Sequencing, LRS），在過去短讀測序（Short-Read Sequencing , SRS）佔了主導地位，但ARK認為長讀測序將迅速獲得市場分額，原因是新技術可提供人類基因組的更完整圖片。
究竟LRS和SRS系統的分別是甚麼？
事實上，兩種的技術均涉及三個程序：將基因組分成較小的片段；用高分辨率光學元件分析片段；用高效的計算機算法重新組裝基因組。SRS把很多測序片段（reads）小片段（150 bp），混合成共識序列（consensus sequence）。
該方法捕獲小的突變，但無法檢測到較大的改組（稱為結構變體），亦不能看到隱藏在重複基因組區域（例如AAAA）中的突變。
較舊的LRS系統讀取的讀數較大（> 10,000-bp），雖然在每個鹼基的水平準確性較差，但卻提供了更完整的基因組圖譜。
雖然LRS系統有自身的缺點，但技術受惠於深度學習的算法，例如Google的DeepVariant有助提升合成式、納米孔的LRS技術的效用。
在成本方面，雖然納米孔LRS準確度不高，但基因組排序的成本只需500美元，成本效益較SRS高，有望做到全民排序。合成式LRS技術雖然比較昂貴，但準確度比SRS高2.5倍，比納米孔LRS高30倍。
根據ARK的估計，使用LRS進行人類基因組測序的成本將降至100至200美元，與SRS一致，到2025年底，其準確性將優於所有SRS（見圖表五）。
LRS適合一些臨床應用，例如兒科重症監護環境下，其快速全基因組測序（WGS）的報銷率很高，診斷提供者利用LRS可有更大的靈活性。
在ARK看來，無論序列內容如何，LRS工具都可以提供最全面的變異檢測。
ARK認為，由於較低的測序成本以及對高精度和完整結果的需求，對LRS的需求已達到拐點。包括測序耗材，儀器和服務在內，到2025年LRS的收入，可能會從2.5億美元增長到50億美元。
多癌篩查
所有實體瘤均遵循從局部可治療到轉移性和致死性的可預測路徑，為早期發現提供了依據。
在五年內，惡性轉移癌症僅佔新病例的17%，但導致所有癌症死亡的55%。局部癌的平均五年生存率為89%；而惡性轉移癌僅為24%。
除了體細胞突變、循環蛋白和免疫標記外，機器學習算法已將DNA甲基化浮出水面，作為用於早期癌症檢測的新型且高度敏感的生物標記。
下一代DNA測序（NGS）的成本快速下降，使液體活檢成為可能性。合成生物學的進步，幫助臨床醫生在高噪聲環境中，可發現癌症的微弱訊號。
目前的多癌症篩查費用不便宜，隨著人口規模的臨床效用數據激增，ARK認為1,500美元的價格，將會打開65至80歲的多癌症篩查市場，而這正是癌症發病率達到頂峰的年齡段。
當價格降至1,000美元以下時，幾乎可以對40歲以上的所有年齡段的人，進行成本有效的篩查，僅在美國，就可能挽救多達140萬人的生命。
雖然1,500美元的單價可以打開市場，但1,000美元的單價甚至可以改變癌症死亡率曲線。
創新技術之間的融合，使多癌症篩查的成本從2015年的30,000美元下降到如今的1,500美元，降低20倍；而據ARK的研究，到2025年，成本再下降了80%至250美元。
如果被完全採用，僅在美國，多癌篩查就應擴大到1,500億美元的市場。
細胞和基因療法：第二代
第二代細胞和基因療法，會從以下三個方向改變：液體腫瘤到實體腫瘤；細胞療法由異體，變為自體；基因編輯將由離體，變為體內。
液體腫瘤到實體腫瘤：一般來說，癌症療法通常是會先測試到液體腫瘤（即血液惡性疾病，如淋巴瘤、多發性骨髓瘤、血癌），但實體腫瘤卻佔診斷出的癌症的88%。
美國食品和藥物管理局（FDA）在10年的試驗，其中七年是集中在實體腫瘤，其後批准了口服化療藥物Gleevec。
從這個時間表來看，FDA可能會在2025年批准首個針對實體腫瘤的CAR-T治療。
AI、基因編輯和NGS的幫助下，失敗率應該降低和上市時間加快，從而加快批准率。
細胞療法由異體，變為自體：「同種異體細胞療法」涉及「現成」或捐贈的細胞；而「自體細胞療法」則可修飾患者自身的細胞。
「同種異體療法」的一種風險是宿主免疫系統，或會攻擊新改造細胞，儘管存在這種風險，同種異體細胞仍可改善癌症早期階段的治療，並將成本降低一個數量級。
而在ARK看來，向同種異體試驗的轉變將會繼續。
離體到體內基因編輯
目前的離體基因編輯，指的是在體外修飾患者的細胞，然後將其移植回患者體內；而體內基因療法則可在身體內修飾患者體內的細胞。與體外不同，體內療法無法在轉導（Transduction）前，檢查已編輯的細胞。
也就是說，體內基因療法更具成本效益，並且更易於製造和量產。
它還使人們能夠更多地接觸肝臟、眼睛、中樞神經系統（CNS）和肌肉。體內基因治療，可使基因編輯隨時間的推移，治療數千種罕見疾病。
ARK認為，根據典型的試驗失敗率進行調整，在未來十年中，約有170種基因療法，可能會被批准並商業化。
包括TIL、TCR和CAR-T細胞療法，細胞免疫療法的創新，可以使市場總量（TAM）增長近三倍，在當前130億美元的TAM中增加300億美元。
異基因療法使在癌症的早期階段更容易應用，或使TAM增加700億美元。細胞療法創新和同種異體細胞的結合，可增加1,500億美元的收入，並使腫瘤基因療法的總體TAM約增20倍，達到2,600億美元以上。
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