羿鸣生物：基于合成生物学架构全新无创分子诊断底层技术平台，搅动千亿市场

“如果把液体活检比作IVD领域的王冠，那么毫无疑问，其上最大最亮的那颗宝石就是游离核酸检测。”

液体活检又称无创分子诊断，作为一种非侵入式的检测手段，主要通过对血液、尿液、唾液等人体中的液体样本进行检测。相比于传统的活检手段，液体活检具有损伤小、操作简单、能重复取样等特点，能够解决临床取样的难题，满足对患者高频检测的需求。

液体活检的生物标志物主要包括循环肿瘤细胞（CTC）、游离DNA（cfDNA）、外泌体、微小核糖核酸（miRNA）等。其中，cfDNA即血浆游离DNA，是最易获得且被研究得最多的液体活检样本类型。根据clinical trials登记的液体活检技术临床研究，截至2022年第一季度，美国进行的170项临床研究中cfDNA占比56%。

作为细胞降解的最终产物，cfDNA的稳定性高。因此cfDNA是无创获取的最佳分子诊断物，在病因鉴别、疾病早期发现、疗效判断、疾病监测等临床应用场景上具有显著的优势，对应千亿级市场规模。

上海羿鸣生物科技有限公司（以下简称“羿鸣生物”）是一家专注于游离核酸检测的底层技术和核心原料试剂开发，致力为客户提供高质量、高性能的无创分子诊断相关检测产品与服务的企业。

羿鸣生物已经成功搭建游离核酸全靶点检测技术平台，相关知识产权申请达到50余项，其中已获授权20多项。基于技术平台，羿鸣生物面向科研服务、临床诊断和健康管理三大领域进行产品研发。截至目前，其已经推出面向科研服务和临床诊断的产品，同时还有3～5项产品正处于临床验证阶段。

cfDNA的概念大约在70年前被提出，但发展至今全球获批的产品却极其有限。羿鸣生物创始人杨国华向我们介绍道：除了NIPT外，基于游离核酸的注册级产品在全球市场上寥寥，市场应用潜力未能得到充分释放。作为一项可以极大拓展当前分子诊断的应用场景的技术，为什么多年来产品进展如此缓慢？

据介绍，游离核酸检测需要高灵敏、高特异，适用于短片段的多重检测技术。首先，因为目标分子稀有，血液中的ctDNA（人体血液系统中含有的来自肿瘤基因组的DNA片段）非常稀有，对应则需要非常灵敏的检测技术。其次，目标分子的片段化严重，即相较于正常分子，血液样本中的目标分子更短，因此需要能高效检测短片段核酸的技术。其三，游离核酸检测还面临着极复杂的背景噪音，即除了目标分子外，样本还含有大量正常的核酸分子，这些背景分子在保存、提取和捕获过程中的碱基损伤，以及文库扩增和上机测序产生的错误都是背景噪音的来源。

现有技术很难同时解决以上3个关键问题。杨国华表示，当前分子诊断所使用的底层技术，例如PCR、杂交捕获技术最初是基于分子生物学实验室的科研需求开发而来，主要应用于组织、细胞中完整基因组样本的检测，而对于血液、尿液等临床常见标本中的片段化核酸分子存在极大的技术瓶颈。

2019年，NMPA下属中检院发布的血浆ctDNA KRAS/NRAS/ EGFR/BRAF /MET基因突变检测国家参考品。其中在IVD产品注册检验中，要求产品的ctDNA突变最低检测限要达到0.3%（～30ng input）。

而根据《nature biotechnology》2021年的报道，FDA主导的一项世界范围内ctDNA检测技术质量研究表明；目前技术（包括杂交捕获和多重PCR技术）对ctDNA突变检测限仅为0.5%，对0.5%以下的ctDNA样本检测可信度低，大多数位点难以达到注册要求。

杨国华表示：“想要真正解决游离核酸的检测瓶颈，必须抛开我们习惯的技术开发思维方式和熟悉的现有底层技术，去建立基于游离核酸分子特征的全新底层技术。”

羿鸣生物创立以来，一直将游离核酸检测全新底层技术的研发和产业化作为自身使命。全新的底层技术研发，不是针对一两项关键因素的优化，而几乎是全流程、全影响因素的优化。

底层技术的开发成本高昂、时间周期漫长。困难与挑战客观存在，但终要做出突破。羿鸣生物团队选定了一种基于数学建模和合成生物学指导下的定量测定开发方法，将传统定性描述的生物学过程转变成可定量测定的工程学问题。

具体来说，通过数学建模，羿鸣生物团队设计了针对游离核酸分子检测的理论最优路线，然后应用模型测定关键变量的影响系数，最终确定需要重新开发的底层核心生物学元件；再通过合成生物学思路，筛选新的化合物和工具酶，实现新路线所需的全新生物学功能。

值得一说的是，羿鸣生物的团队在技术开发中运用了很多小分子化学筛选技术，这得益于其团队的特点。

杨国华在新药研发、液体活检、分子诊断、合成生物学领域拥有15年以上研发、管理和创业经验。他曾是国内液体活检领军企业联合创始人和技术负责人，在五年内完成国内首个的循环肿瘤细胞检测试剂盒注册上市，该产品荣获2019年国家科学技术进步二等奖。

羿鸣生物的核心团队在分子诊断技术上普遍拥有10年以上的开发经验，其中包括多名曾在小分子新药研发领域深耕过的成员。于是，羿鸣生物把新药研发的理念拓展至分子诊断领域，基于合成生物学架构了底层技术平台。在主要性能上，羿鸣生物基于全新底层技术搭建的游离核酸全靶点OPERA^®平台表现优异。

来源：羿鸣生物

羿鸣生物针对DNA、bisDNA（DNA甲基化标志物）和RNA三种不同的游离核酸分子标志物，分别建立了OPERA Jupiter^®、OPERA Mars^® 和OPERA Saturn™三个细分平台。同时，为了避免检测过程中的短板出现，羿鸣生物进行了全流程产品的开发。即包含从游离核酸样本提取、核酸质量控制、OPERA通用建库试剂与单引物panel以及生信分析软件在内的全套产品体系。

分子诊断行业增长迅速。据介绍，若不含新冠核酸检测，我国分子诊断市场在2016年到2020年的年均复合增长率达到29%。杨国华表示：“如果分子诊断能够突破采样的限制，从目前的组织检测、细胞学检测提升到血液和尿液的检测，那么可能将扩展10倍以上的空间。”

好的发展前景首先要着眼于行业痛点的解决。目前无创分子诊断产品由于底层技术的缺陷，导致研发企业需要投入超高的研发预算，且研发周期较长。另一方面，由于检测成本高，因此产品的定价较高，在国内市场进行临床推广也比较困难。

羿鸣生物的无创分子诊断产品依托其全新技术平台上，降低了开发难度，能够有效缩短产品的开发周期，从而控制研发成本。也因为其检测性能实现5~10倍的提升，在产品临床研究中能降低对靶点数量的需求，快速推进临床研究进行。

同时，羿鸣生物的绝大部分核心原料由自己合成制备，在产品制造成本、测序成本上也能得到控制，从而保障产品价格，显著提升市场可及性。

从业务模式来看，羿鸣生物两条腿走路，一方面针对市场痛点自研标准化产品；另一方面，针对IVD企业、医院、科研单位等客户的个性化需求，提供定制化的产品和检测服务。而从市场角度看，羿鸣生物则构建了多轮驱动模式，即针对科研服务、临床诊断和健康管理三大市场提供对应产品与服务。

其中，羿鸣生物在2021年推出肺癌多基因伴随诊断（CDx）产品，一款针对血液样本游离核酸检测的伴随诊断产品。据介绍，该产品的检测区域覆盖了目前肺癌常见的所有位点，可以稳定地检测0.1%的基因变异，几乎是目前唯一满足2019年ctDNA国家最新参考品要求的NGS解决方案，已与重要客户达成IVD产品合作开发协议。

当前已获批CDx产品大都基于组织，国内仅艾德生物一款液体活检CDx产品获批。多线治疗的肿瘤患者的组织取样难度较大，且目前液体活检突变检测能力不足。OPERA^®针对几种常见的伴随诊断突变类型血浆样本与组织样本检测的总体一致性达到98%，能有力解决游离核酸与组织检测难以一致的痛点，填补液体活检CDx在多线治疗中的应用缺口，激发市场潜力。

此外，针对千万肿瘤患者需求的实体瘤微小残留病灶（MRD）检测产品Zenisight^®将是羿鸣生物的重点。肿瘤MRD是当下液体活检最有市场潜力的应用场景，与伴随诊断不同，患者通常需要进行多次检测。虽然MRD的临床应用价值已经成为行业共识，但市场亟需解决当前MRD成本和售价过高的关键问题。

Zenisight^®是一款基于OPERA^®技术平台和Tumor-informed策略的实体瘤MRD产品。除此之外，Zenisight^®还使用了两项羿鸣独有的底层科技，标志物选择数学模型和具有全频道降噪能力的MicroMax^® 技术，使得产品具备简单高效的定制流程，并确保质量可控和成本可控下的灵敏度（0.01%，100%检出）；价格也能得到有效控制，满足临床的实际落地需求。

除上述产品之外，鉴于游离核酸在疾病早诊早筛、病原微生物检测、器官移植排异、细胞药物开发等方面具备广泛的临床应用价值，羿鸣生物基于OPERA^®的商业化产品将陆续推出。

羿鸣生物前期一直专注于全新底层技术平台研发和后续商业化产品的转化开发。经过上万次的全面测试，并与多家医院及学术研究机构开展了近10项转化医学的研究，OPERA^®技术平台合作将正式全面推广。

此外，羿鸣生物在上海临港的生产基地即将完成建设，同时其苏州新研发中心也预计在年内投入运营。短期内，羿鸣生物希望尽快证明技术平台的价值和潜力，力图在两到三年内成为行业领先的游离核酸检测产品供应商。

最后，谈到对游离核酸分子检测未来的发展展望，访谈中杨国华用移动互联网的发展来类比：移动互联网技术发展从2G到3G、4G，再到5G，使用人数占比从2G时代的不足10%，到现在的99%。而一旦游离核酸分子的底层技术获得突破，它将会极大的改变分子诊断的产业状态，进而改变我们的日常生活。