2021年7月23日，從中國藥品監(jiān)督管理局（NMPA）官網(wǎng)獲悉，深圳步銳科技旗下全資子公司湖南步銳生物科技有限公司（后簡稱：步銳科技）自主研發(fā)的“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”獲得了國家二類醫(yī)療器械注冊認(rèn)證，產(chǎn)品適用于人體呼出氣中小分子揮發(fā)性特征代謝物進(jìn)行檢測分析。

值得一提的是，這是人體呼出氣檢測分析領(lǐng)域全球范圍內(nèi)第一個成功產(chǎn)品化并取得NMPA認(rèn)證的平臺型產(chǎn)品，具有行業(yè)里程碑意義。同時，該產(chǎn)品由步銳科技掌握全部知識產(chǎn)權(quán)，是典型中國創(chuàng)造，標(biāo)志著我國本土團(tuán)隊在呼氣檢測上實現(xiàn)了技術(shù)及產(chǎn)品的國際領(lǐng)先。

“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”可以檢測并分析人體呼氣樣本中的小分子揮發(fā)性有機代謝產(chǎn)物（VOCs），用于診斷和篩查腫瘤及感染性疾病，且具備無創(chuàng)、準(zhǔn)確、快速（1分鐘／樣本）、高通量、低成本、操作簡單等特點，切實契合臨床IVD檢測需求。

步銳科技作為該產(chǎn)品背后唯一的研發(fā)廠商，自成立以來一直專注于呼出氣代謝組學(xué)研究，并自主研發(fā)了單光子電離－飛行時間質(zhì)譜（SPI－TOFMS）技術(shù)，能夠?qū)θ梭w呼出氣體中VOCs進(jìn)行精準(zhǔn)檢測，從而實現(xiàn)惡性腫瘤與感染性疾病的早期篩查�；�于SPI－TOFMS檢測VOCs的技術(shù)原理，早在2020年9月步銳科技便向NMPA提交了相關(guān)送審文件，眼下產(chǎn)品已獲得官方批件，公司將大力開發(fā)后續(xù)腫瘤及感染性疾病的篩查診斷產(chǎn)品。

對于此次獲批，步銳科技創(chuàng)始人王東鑒也感謝道，這離不開步銳科技優(yōu)秀的團(tuán)隊和步銳科技合作醫(yī)療機構(gòu)醫(yī)生的辛苦付出與努力；以及，國家鼓勵創(chuàng)新醫(yī)療產(chǎn)品的利好政策也是公司能夠率先拿到業(yè)內(nèi)第一張證的重要外部因素。

緊抓臨床檢測需求：呼氣檢測有望成為IVD市場爆發(fā)點

在臨床疾病檢測上，無創(chuàng)、快速、準(zhǔn)確、低成本且易操作一直是核心需求，特別是在感染性疾病上，以結(jié)核病為代表，參照WHO指南檢測金標(biāo)準(zhǔn)是“取痰培養(yǎng)”，雖然這可以保證檢測結(jié)果良好的特異性，但是檢測方法復(fù)雜，更有40％結(jié)核病患者無咳痰癥狀，進(jìn)一步加大了取痰檢測的難度；而即便成功取到患者痰液，最終的痰液培養(yǎng)成功率也不到50％。

面對中國每年依舊有80萬新發(fā)的結(jié)核病患者，“取痰培養(yǎng)”檢測方法大大限制了結(jié)核病的防治工作，大量菌陰患者難以實現(xiàn)明確診斷，嚴(yán)重影響了結(jié)核病患者的早發(fā)現(xiàn)、早治療。

同樣，癌癥早篩也是臨床疾病檢測中一大市場。相較于其他疾病IVD，腫瘤早篩對臨床檢測的敏感度和成本要求更高，不僅需要篩查出每一個腫瘤風(fēng)險，更要求檢測成本達(dá)到民眾能夠普遍承擔(dān)得起的價位。在臨床上，雖然基于分子診斷的疾病檢測手段能夠保證良好的敏感性和特異性，但是人均高達(dá)數(shù)千元甚至近萬元的檢測成本，讓其檢測手段也難以在臨床篩查中推廣。

相較之下，呼氣檢測的優(yōu)勢則顯得更加明顯，通過快速簡單的呼氣檢測，1分鐘內(nèi)便可以出具檢測結(jié)果，檢測的靈敏性與特異性均已驗證超過95％，這有望顛覆性地改變未來多種疾病的臨床檢測路徑，成為未來全球超千億美元IVD體外診斷市場的爆發(fā)點。

對于綜合性醫(yī)院來講，呼吸系統(tǒng)疾病的門診量最大，醫(yī)生首先要考慮確定或者排除結(jié)核病、腫瘤，步銳科技創(chuàng)始人王東鑒展望道：“呼氣檢測的高依從性和低成本特性，可以幫助醫(yī)生迅速完成判斷，有望成為像血常規(guī)一樣的門診必備常規(guī)檢驗項目。”

30億呼吸檢測市場，國產(chǎn)龍頭嶄露頭角

1970年，美國化學(xué)家Linus Pauling就用氣相色譜儀（GC）檢測到人類呼氣中的200多種揮發(fā)性有機化合物（VOCs），可用于評估身體健康和疾病狀況；經(jīng)過50多年的發(fā)展，VOCs與疾病的相關(guān)性已經(jīng)被數(shù)十萬臨床樣本的支持，并被收錄到《Human Breathomics Database》的2000＋篇研究文獻(xiàn)中，確定了近60種疾病和呼氣中VOCs疾病信號分子的強關(guān)聯(lián)性。

然而，在過去由于沒有專門用于呼出氣檢測的平臺，絕大多數(shù)VOCs研究都是基于氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用（GC－MS）實驗室通用平臺進(jìn)行，這種檢測過程需要對樣本進(jìn)行吸附富集、熱解析脫吸附、色譜分離和質(zhì)譜定性定量檢測等處理，不僅成本高，且單次樣本檢測時間長達(dá)2－7小時、操作過程要求專業(yè)性強，使得其只能應(yīng)用于科學(xué)研究，而無法在臨床場景中產(chǎn)品化大規(guī)模推廣。

幾種呼氣檢測技術(shù)原理相關(guān)性能對比

“站在巨人肩膀，才能看到更遠(yuǎn)的風(fēng)景。”步銳科技創(chuàng)始人王東鑒說道。步銳科技的“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”正是基于該公司自主研發(fā)的單光子電離－飛行時間質(zhì)譜（SPI－TOFMS）技術(shù)，可以實現(xiàn)直接樣品進(jìn)樣，省去吸附富集過程，并低成本快速檢測，徹底解決科研VOCs研究中存在的諸多痛點問題，使得呼氣檢測產(chǎn)品化及大規(guī)模進(jìn)入臨床應(yīng)用成為可能。

根據(jù)Frost ＆ Sullivan公司數(shù)據(jù)，2018年我國的呼氣檢測市場規(guī)模約為19億人民幣，2020年增長到30億元。而感染性疾病的診斷市場已超過千億規(guī)模，腫瘤診斷篩查市場更是達(dá)到萬億級別。伴隨人類對品質(zhì)生活要求的不斷提高，對診斷和篩查產(chǎn)品追求更加準(zhǔn)確、方便、經(jīng)濟，VOCs檢測行業(yè)的未來發(fā)展空間巨大。

從全球范圍來看，國外VOCs檢測行業(yè)與中國基本是在同一起跑線上。2015年，步銳科技起步時，國外只有英國的Owlstone Medical開始嘗試將研發(fā)技術(shù)與產(chǎn)品推進(jìn)到臨床驗證和改進(jìn)中。目前，國內(nèi)外VOCs檢測技術(shù)各有特點，其差距并不明顯。

從發(fā)展的角度來看，探索和建立多種疾病的譜圖庫是企業(yè)在硬件技術(shù)壁壘之上更高的壁壘。而國內(nèi)企業(yè)在這方面具有更大的優(yōu)勢，與西方企業(yè)相比，國內(nèi)企業(yè)獲取臨床樣本的難度更低、效率更高，更有利于借助這些優(yōu)勢快速發(fā)展。眼下步銳科技的“人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀”獲批，成為了全球第一個呼氣VOCs專用檢測平臺，步銳科技也更有機會率先完成譜圖庫的建設(shè)，躋身呼氣檢測領(lǐng)域國際第一梯隊。

隨著呼氣檢測行業(yè)的發(fā)展，未來也會有更多的企業(yè)入場，技術(shù)路線和產(chǎn)品也會逐漸多元化，呼氣VOCs檢測也將與基因組、免疫組、蛋白組等技術(shù)形成互補和競爭。而作為賽道頭部的步銳科技也將有更多的機會參與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，進(jìn)而有利于其市場布局，以及在技術(shù)和資本的推動下強化主場優(yōu)勢。

在疾病檢測領(lǐng)域，目前臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)、指南、臨床路徑等大多數(shù)話語權(quán)還在西方。所以要求企業(yè)不僅要在國內(nèi)展開研究和市場推廣，更是要積極與國外頂級醫(yī)療及研究機構(gòu)合作，爭取獲得全球范圍內(nèi)行業(yè)專家的廣泛認(rèn)同，助力企業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)成為指南推薦。步銳科技創(chuàng)始人王東鑒告訴動脈網(wǎng)，盡管受到疫情的影響，步銳科技暫時沒有全面展開海外合作，但他們已經(jīng)與美國國家癌癥中心、英國帝國理工等頂級研究機構(gòu)的專家展開的線上溝通，探討后續(xù)的合作。

10－12量級濃度SPI－TOFMS“機器狗鼻”，步銳科技已完成近萬例臨床驗證

作為呼氣檢測領(lǐng)域的先行者，步銳科技的在線分析質(zhì)譜平臺已經(jīng)可以達(dá)到PPT量級（10－12）的檢出限及秒級的響應(yīng)速度，實現(xiàn)對VOCs檢測10－9痕量級濃度的定性定量檢測。PPT量級形象地理解，其檢測氣味的濃度已經(jīng)可以和狗鼻子的嗅覺靈敏度匹敵。王東鑒笑稱，人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀更像一只機器狗。

該質(zhì)譜儀采用真空紫外燈的新型高氣壓光電離及光致化學(xué)電離復(fù)合離子源，可在多種電離模式間快速切換，實現(xiàn)不同種類和性質(zhì)的小分子揮發(fā)性代謝物高效電離和廣譜分析，有效拓寬儀器可分析物質(zhì)范圍；其樣本碎片化程度低，且能實現(xiàn)VOCs烷烴類物質(zhì)的分析；無需樣本分離純化預(yù)處理，避免損耗，60s快速檢測，1min出報告。

人體呼出氣檢測質(zhì)譜儀

基于SPI－TOFMS在線質(zhì)譜分析平臺，步銳科技產(chǎn)品管線主要集中在感染性疾病和腫瘤領(lǐng)域，并已經(jīng)在結(jié)核病、肺癌、食管癌等病種中展開了前瞻性臨床研究。

在結(jié)核病領(lǐng)域，步銳科技已經(jīng)完成了近萬例臨床樣本的診斷與篩查，前瞻性試驗結(jié)果顯示出極高的敏感度和特異性（敏感性、特異性均＞95％）。其研究成果也在2020年第51屆世界肺部健康大會上，由步銳科技專家團(tuán)隊的付亮醫(yī)生分享了其臨床應(yīng)用成果，這是中國醫(yī)生首次在該會上發(fā)言。

在肺癌領(lǐng)域，步銳科技已經(jīng)完成了超過4000例樣本的驗證并取得了非常突出的進(jìn)展�；�于SPI－TOFMS質(zhì)譜設(shè)備進(jìn)行的VOCs檢測相較于臨床主流技術(shù)的CT掃描或LDCT（低劑量CT），更具備無創(chuàng)、無輻射、依從性和可及性好、操作簡單、成本低的特點。

值得一提的是，步銳科技與北京大學(xué)人民醫(yī)院胸外科王俊院士團(tuán)隊合作開展的呼出氣檢測用于肺癌診斷的初步研究成果已經(jīng)在著名臨床醫(yī)學(xué)期刊《JAMA Network Open》上發(fā)表；另一篇關(guān)于食管癌的呼氣檢測研究也即將刊出。

在步銳科技檢測平臺獲得NMPA認(rèn)證后，公司將計劃申請F(tuán)DA及CE等認(rèn)證，為進(jìn)入國際市場做準(zhǔn)備。同時繼續(xù)強化在結(jié)核病、肺癌、食道癌等領(lǐng)域與國內(nèi)外頂級醫(yī)療機構(gòu)的科研合作，盡快完成多中心、大樣本、前瞻性的驗證工作，并有計劃地推進(jìn)其他感染性疾病和癌種的產(chǎn)品。

此外，步銳科技開始多病種分析診斷軟件產(chǎn)品Ⅱ、Ⅲ類NMPA認(rèn)證、FDA和CE認(rèn)證，為多種代謝相關(guān)疾病的快速診斷提供輔助手段，給醫(yī)院、科研機構(gòu)、第三方檢驗中心等機構(gòu)提供全新的高靈敏、無創(chuàng)、精準(zhǔn)、便捷、低成本的篩查及鑒別診斷解決方案，幫助臨床醫(yī)生快速提升篩查診斷精度和效率。

目前來看，無論是產(chǎn)品化、疾病譜圖庫積累還是行業(yè)監(jiān)管審批等方面，步銳科技都已經(jīng)走在了全球范圍內(nèi)的最前沿。作為行業(yè)的先行者，步銳科技創(chuàng)始人王東鑒也在最后總結(jié)道，企業(yè)如果要在呼氣檢測領(lǐng)域長遠(yuǎn)地發(fā)展下去，一是要選擇貼合場景需求的技術(shù)方向，力求準(zhǔn)確、簡單、快捷、方便、低成本；其次要基于科學(xué)思維，快速發(fā)展的同時不斷夯實基礎(chǔ)研究；最后要求企業(yè)注重與臨床機構(gòu)密切合作，不斷用大樣本的驗證來強化，爭取獲得行業(yè)專家群體的認(rèn)可，這條路沒有捷徑可走。

據(jù)悉，2020年年底步銳科技完成了數(shù)千萬元的Pre－A輪融資，團(tuán)隊關(guān)鍵崗位人員已經(jīng)全部到位并形成了強大的戰(zhàn)斗力。眼下，步銳科技也已經(jīng)啟動了新一輪的融資計劃，募集資金主要用于公司旗下Ⅱ類Ⅲ類呼氣分析及診斷軟件產(chǎn)品注冊，以及進(jìn)一步展開多中心、大樣本、前瞻性研究和產(chǎn)品市場導(dǎo)入。

作者：王嬋