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技術服務完善的多組學（DNA\RNA\蛋白）檢測平臺
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15
2024
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03
應用分享|在藥物開發領域，空間組學的應用多樣而深遠
探索腫瘤的發生發展機制、找尋更有效的臨床靶點及對藥效學、藥代動力學的深入研究，將成為降低藥物臨床研究失敗率重要考慮因素。
PART ONE
背景介紹：藥物研發的發展與空間組學的發展現狀
21世紀，分子靶向藥物、融合蛋白、單克隆抗體藥物、抗體偶聯藥物(antibody-drug conjugates, ADC)、細胞治療等類型的抗腫瘤新藥層出不窮，蛋白水解靶向嵌合分子(proteolysis-targeting chimera, PROTAC)、雙特異性抗體、基因治療、溶瘤病毒等新型藥物研發不斷發展。從特異性低、副作用大的化療藥物到靶向性強、毒副作用少的新型抗腫瘤藥物，人類的抗腫瘤藥物研發取得了長足的進展，為未來腫瘤的治療帶來了更多的希望。伴隨著技術的不斷發展、對癌癥理解的不斷進步，腫瘤藥物研發中不斷涌現出新治療靶點，但也出現較高的失敗率(90%)。探索腫瘤的發生發展機制、找尋更有效的臨床靶點及對藥效學、藥代動力學的深入研究，將成為降低藥物臨床研究失敗率重要考慮因素。
病理學作為準段金標準，在癌癥的診療中一直起著重要的作用。近年來，隨著空間組學技術的長足地發展，在傳統病理學的基礎上，大量研究利用時空組學技術解碼細胞通訊和復雜調控網絡，期望可以增加對癌癥異質性和微環境穩態的了解。結果顯示免疫浸潤包括三級淋巴結構和具有一定特性的免疫細胞分布位置對腫瘤治療效果評估有重要指導意義;與此同時，由于加入了多個靶點，使得以前在組織切片上只觀察一個指標提升到同時觀察多個指標，從而增加了細胞特性觀察的深度以及細胞分布特點，這些新的視角為提升藥物開發的有效病人篩選，疾病診療效果評估帶來了新機會。因此時空組學技術有望輔助新藥開發中的患者分層，從而促進臨床試驗的順利開展與實施。
https://academic.oup.com/lifemedi
PART TWO
空間組學在藥物研發中的應用
空間組學能夠全面表征機體的空間狀態，深入理解疾病的發病機制，進而開發有效的治療策略。借助先進的分析方法和技術，空間組學在藥物研究與開發中顯示出前所未有的重要價值。
疾病機制
基于空間組學的技術平臺，揭示了多種疾病和腫瘤發生、發展過程中的分子機制及空間異質性。這為研究癌癥、疾病、神經系統疾病等多種復雜疾病的發病機制和進展，提供了重要的工具。特別是空間組學的最新進展深刻地提高了病理切片上對腫瘤發生、進展、轉移和耐藥性的認識。
藥物靶點
藥物靶點的發現和確認往往是一系列新藥發現的突破口，對于醫藥研發人員來說也是一項重要和艱巨的任務。通過對空間組學的研究，可以觀察到藥物對生物體內各細胞的影響，并確定藥效的空間特異性。越來越多的證據強調了空間組學在識別癌癥治療藥物靶點及新靶點的開發方面的關鍵作用。
藥物作用模式與反應
對藥物作用模式認識的不足，會阻礙藥物研發的進展。藥物開發早期階段的空間組學研究，可以通過直接檢測腫瘤細胞或間接調節關注腫瘤微環境的動態變化來系統地了解藥物的作用模式。此外，空間組學可以解析腫瘤免疫微環境進而預測藥物的反應表型。最后，空間組學還有助于了解潛在候選藥物的毒性，這對藥物研發至關重要。
藥物聯合治療
藥物聯合治療具有極其吸引人的優勢，包括提高療效、降低毒性、降低耐藥風險，但藥物耐藥性也是不可忽視的。因此，有必要充分了解藥物間的相互作用。基于mIHC的空間組學原位檢測平臺，可用于研究藥物暴露后的空間組圖譜動態變化并預測藥物間相互作用。
藥物再利用
空間組學分析應用的一個新方向就是藥物再利用，通過對已注冊藥物進行組織原位表征，將獲得的數據外推到相關特定疾病的病理生理學，將藥物治療下的空間動態變化映射到實驗模型中，研究已注冊藥物的新適應癥。
個性化治療
基于空間組學的患者分層，基于病理樣本提供了患者信息的空間多維度視角信息，并推動基于空間病理學的個性化治療或精準醫療。
PART THREE
多重熒光免疫組化技術(mIHC)
一個高效的藥物研發工具
多重熒光免疫組化技術(Multiplex immunohistochemical,mIHC)也稱作酪氨酸信號放大(Tyramide dignal amplification,TSA)技術，是一類利用過氧化酶(Horseradish Peroxidase,HRP)對靶蛋白進行高密度原位標記的酶學檢測方法。該方法基于酪胺信號放大的多重順次免疫染色技術，允許同時檢測單個細胞或組織樣本上的多個目標靶點，全面研究細胞組成、細胞功能和細胞間相互作用。
2019年JAMA Oncology的一篇文章，系統分析了56篇原始文獻中不同預測方法 PDL1單標免疫組化(IHC)、腫瘤突變負荷(TMB)、基因表達譜(GEP)、多重免疫組化/熒光(mIHC/IF) 與PD-1/PD-L1免疫治療反應的相關性。研究發現，相較于PD-L1單標IHC、TMB及GEP評估方法，mIHC/IF預測PD-1/PD-L1免疫治療反應更準確;進一步將PDL1單標IHC、TMB和GEP三種方法聯合評估PD-1/PD-L1免疫治療反應，其準確性仍然低于mIHC/IF 方法，表明mIHC/IF方法對于腫瘤的診斷和免疫治療具有最佳的預測價值。同時，作為美國“癌癥登月計劃”的一部分，美國國立癌癥研究所已將mIHC納入腫瘤免疫療法臨床試驗指南(CIMAC-CIDC)中,目前全球多家頭部藥企均已開始使用多重熒光免疫組化技術應用于創新療法和伴隨診斷產品的開發。
綜上，mIHC技術在腫瘤藥物研發領域具有廣泛的應用前景，并顯示出優異的效果，是今后藥物臨床研究與應用中的一把利器。
菲諾維康團隊具有超過10年國際創新技術在轉化醫學及新藥開發領域研究經驗，團隊覆蓋臨床醫學、病理學、生物信息分析、人工智能識別等領域，圍繞空間多組學創新技術平臺在組織病理、腫瘤研究及診斷應用、輔助治療決策等方面開展產品研發、轉化和商業推廣。公司擁有基于RNA和蛋白兩個檢測分子水平的空間多組學技術平臺，為臨床及制藥公司提供專業級組織病理檢測、生物標志物開發及抗體鑒定、腫瘤組織微環境研究、空間表型數據分析整體化解決方案。
公司自主開發的多重免疫熒光檢測試劑盒產品，結合豐富的panel組合方案及檢測流程定制經驗，保證了mIF檢測結果的準確性及穩定性。下圖為菲諾維康針對于客戶定制化panel，在染色結果的區域識別、表型識別、空間距離分析流程，并可將該數據應用與患者分組及療效評估，實現組織微環境從檢測、數據處理到分析報告的精準醫學整體解決方案，為臨床轉化醫學及藥企提供高質量的產品及服務。
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