診斷與基因體一站式服務

安捷倫科技全方位解決方案 打造「精準醫療」標準

日期2022-01-27
安捷倫從試劑原料供應、病理與基因體伴隨式診斷、核酸解決方案到生物樣品品質管制,以一站式的服務提供完整解決方案,成為精準醫療發展最全方位的後盾。(左起為威健生技業務副總李彥樑、安捷倫科技診斷及基因事業群臺灣/香港資深業務專案經理郭錦鵬、台灣安捷倫科技董事長李德仁、威健服務業務部經理顏廷銓)

生命科學、診斷和應用化學分析的世界技術先行者――安捷倫科技,不僅是國際基因體技術大廠,更以核酸品質精準量測儀器與合成生物學技術奠定先進醫療的基礎,成為行業標準的定義者。精準醫學時代來臨,從試劑原料供應、病理與基因體伴隨式診斷、核酸解決方案到生物樣品品質管制(QC),安捷倫以一站式的服務提供完整解決方案,成為精準醫療發展最全方位的後盾。

撰文/李林璦    攝影/羅翊方


隨著精準醫學的時代來臨,無論是美國推動的「All of US 百萬人精準醫學計畫」、英國的「One Million基因計畫」、日本的「GEM Japan Project」、韓國的「萬人基因計畫」及臺灣的「台灣精準醫學計畫(TPMI)」,基因檢測早已融入公眾的生活中。

據《Market Research》估計,到了2031年,全球基因檢測服務市場的市值將達到1,030億美金,年複合成長率達5.99%。

而無論在基因體及生物醫學領域裡,從試劑原料供應、病理與基因體伴隨式診斷、核酸解決方案到生物樣品品質管制(QC);以及各種應用於醫藥、生物技術、研發、臨床研究、診斷、科研、食品和農業及環境等檢測應用市場,2021全年收入已達63.2億美元的安捷倫科技(Agilent Technologies Inc., NYSE:A),已站在全球市場的龍頭地位。

安捷倫科技為生命科學、診斷和應用化學分析的國際領導者,其精準量測與先進合成技術為當今精準醫學所採用,不僅成為了黃金標準,並引領先進醫療技術的發展。

全外顯子定序技術創始

安捷倫下分為三大事業體,包含診斷與基因體事業群(Diagnostics and Genomics Group, DGG)、生命科學與應用市場(Life Sciences and Applied Markets, LSAG)、以及安捷倫CrossLab (ACG)。

診斷與基因體事業群利用創新的基因體學、病理診斷、抗體技術、基因編輯和合成生物學等技術,拓展在腫瘤、生殖遺傳科學、血液疾病、傳染性疾病等領域的臨床診斷應用。

現今癌症免疫治療的重要評估指標――TMB/TML (Tumor Mutation Burden/Load),其數值標準即是使用安捷倫SureSelect人類全外顯子(Whole Exome Sequencing, WES) 基因捕獲技術,此劃時代的液相探針捕捉基因技術,為2009年安捷倫與哈佛大學、麻省理工學院布洛德研究所(Broad Institute)所發表,用於DNA突變或RNA融合偵測。

此技術誕生出全世界第一套的人類全外顯子試劑組,針對有功能的編碼序列(Coding DNA Sequence, CDS)區域,有效找到遺傳、癌症突變位點進行分析,極大化地加速了精準醫學的進展。

安捷倫提供精準醫療相關的原料、耗材、設備,形成跨試劑原料、病理、基因體伴隨式診斷、核酸解決方案、生物樣品品質管制(QC)的一站式服務。以全方位完整解決方案,成為精準產業與科學界最強大的後盾。

從HP拆分獨立 併購策略成就安捷倫生態圈

安捷倫科技起源於電腦、電子量測界鉅子――惠普科技(Hewlett-Packard, HP),1999年11月惠普宣布將「惠普醫療器械部門」(Medical Products and Instrument Group of HP)拆分獨立出來成為安捷倫科技,聚焦於量測、化學分析、醫療保健和半導體等產品。

同年,安捷倫於紐約證券交易所首次公開募股(IPO),共募集20億美元,創下當時矽谷史上規模最大的IPO。

接著,安捷倫陸續透過收購以完善產品線,2012年,安捷倫收購癌症診斷公司Dako跨入癌症診斷領域;2014年,安捷倫拆分旗下電子量測業務,獨立成立Keysight Technologies,自此,安捷倫專注成為生命科技與醫療保健的公司,並被標準普爾公司(S&P)分類納入為醫療保健公司。

2015年,安捷倫收購了開發量測細胞代謝儀器的領導者Seahorse Bioscience,不僅邁入細胞分析的領域中,還補強了安捷倫在代謝體學和疾病研究上的解決方案。

同年,安捷倫推出CrossLab部門,提供客戶創新的實驗室服務、軟體與耗材整體解決方案,又在2016年新增雲端實驗室管理解決方案的領導者iLab Solutions,增加了更多產品線。

2018、2019年,安捷倫更積極收併生技公司,包含Luxcel、ACEA和BioTek均納入安捷倫旗下,進一步拓展在細胞學領域的產品線。此外,還收購了專注於拉曼光譜技術的Cobalt Light Systems,以及專注於基因體學、代謝體學和蛋白質體學的Advanced Analytical Technologies, Inc.。

自從2015年開始至2021年,安捷倫總共斥資29億美金進行併購,使安捷倫2021年營收增加3.75億美金。

「瞄準產業中成長快速的領域,進一步進行投資、併購、創新,便是安捷倫成為產業發展引導者的關鍵。」台灣安捷倫科技董事長李德仁說。


台灣安捷倫科技董事長李德仁表示,瞄準產業中成長快速的領域,進一步進行投資、併購、創新,便是安捷倫成為產業發展引導者的關鍵。 

行業先行者瞄準先機  核酸治療、精準癌症療法將快速迭代

安捷倫科技診斷及基因事業群臺灣/香港資深業務專案經理郭錦鵬指出,安捷倫經歷拆分重組,更聚焦於生物科技分析領域,加上透過收購市場成長潛力高的公司讓產品線更加完整,均成為安捷倫快速成長的養分。

安捷倫觀察到,2021年生物製藥研發和製造的需求持續成長,其中成長最快速的是核酸治療領域,此外,在診斷與臨床領域上,創新的生物標記物發現推動精準癌症療法的發展,因此,未來將持續投資癌症研究與NGS定序診斷。

每年,安捷倫的研發都會專門拜訪客戶,詢問客戶未來3~5年的需求規劃,以積極開發出新一代產品。李德仁說,「其它儀器廠的產品生命週期約8-10年,但我們以3年週期開發新產品,快速迭代讓安捷倫成為產業中的先行者。」

李德仁舉例,許多專家想進行研究,卻不見得知道可以使用什麼樣的工具來加速研究進展,「安捷倫的儀器可以讓產業看見未來,包括因新冠疫苗而家喻戶曉的莫德納(Moderna),其實驗室中也是使用安捷倫的儀器。」

「全臺從最高研究機構到醫學中心、藥廠、生技公司都可以看到安捷倫的儀器,我們也引進全世界最快的質譜儀,讓臺灣與世界接軌。」李德仁說。


安捷倫科技診斷及基因事業群臺灣/香港資深業務專案經理郭錦鵬指出,安捷倫經歷拆分重組,更聚焦於生物科技分析領域,加上透過收購市場成長潛力高的公司讓產品線更加完整,均成為安捷倫快速成長的養分。

繼承惠普噴墨印刷 首創客製化基因晶片

安捷倫也運用繼承自惠普的印刷噴墨技術,可以針對不同需求合成出客製化的基因序列、探針或晶片。

威健生技業務副總李彥樑指出,「只要輸入想要的基因序列,就可以噴印合成出長度達到數百mer、數十萬種不同內容的長寡核苷酸(Long Oligo Nucleotide)。」安捷倫也漸漸由檢測工具,延伸出一個完整解決方案。

安捷倫基因體方案兼具高設計彈性、高生產彈性及本身為標準平台特性,非常適合臺灣的精準醫學發展,並在臺灣已有醫界與廠商合作成果,開發出第一個針對亞洲人群所設計的產前檢查羊水晶片(aCGH),以及第一個NGS全自動遺傳基因檢測系統。

安捷倫專精於設計專一性雜交的探針,但並非自己開發診斷試劑,而是提供給下游廠商整合,例如國際基因診斷公司燃石醫學 (NASDAQ:BNR),即運用安捷倫全自動外顯子Magnis儀器及SureSelect基因抓取探針,開發出EGFR/ALK/BRAF/KRAS基因突變聯合檢測系統,成為中國國家藥品監督管理局 (NMPA)首個NGS伴隨式診斷的多種腫瘤突變基因檢測試劑。

基於安捷倫系統,燃石建構出首個獲中、美認證的ctDNA與腫瘤組織二代定序臨床檢測實驗室,以及中國最大肺癌基因體數據庫。

在臺灣,安捷倫授權的基因體經銷商威健生技(6661),也扮演原廠認證第三方實驗室的角色,「雖然試劑不貴,但要搭配使用的儀器需百萬,不太可能每間實驗室都立刻購入,而威健生技能在第一時間協助客戶,扮演技術導入角色。」郭錦鵬表示。

生物樣本QC業界標準 掌握檢測成敗

精準醫學時代中生物樣本量少珍貴,液態活檢(Liquid Biopsy)樣品更是高門檻,李彥樑提到,基因檢測流程最重要的一步驟其實是QC,如何在拿到樣本的第一時間就能預估後續檢測的成功率,QC扮演非常關鍵的角色。

精準醫學是在分秒必爭下,用微量檢體延長生命。若檢體品質不好、量過少,第一時間可請臨床第一線盡快加取檢體,才不會在數天實驗做完後發覺數據問題,需要重複進行實驗,不僅會增加流程的複雜度,也會延宕治療時程,「事實上, QC才是精準醫學時代中最關鍵的第一步。」李彥樑進一步說明。

在生物樣本核酸QC領域,安捷倫也是業界第一,早在1999年10月,安捷倫即與Caliper Life Sciences合作推出了第一台分析DNA及RNA樣品的毛細管電泳儀 - Bioanalyzer 2100,是全世界第一台以Lab-On-A-Chip微流體 (Micro Fluidic) 技術進行檢測的QC儀器。

該儀器具備RNA完整度評判值RIN數值,自2006年後成為各大中心的RNA QC標準。

而安捷倫進一步完整精準醫學、核酸應用QC市場的佈局,於 2011年併入英國公司Lab901,2018年併入美國公司AATI,完整其核酸分子QC儀器產品線與應用,涵蓋了精準醫學、基因體計畫、應用檢測、合成生物學研發,安捷倫因此成為核酸分子QC界的龍頭。

不僅在研究領域、醫學領域裡,農業領域中,安捷倫也都代表著QC標準。在臺灣,郭錦鵬指出,運用微流道技術可以壓低每個樣品偵測的相對成本,安捷倫QC儀器已經廣泛運用在漁產品、花卉產品外銷時的病毒檢測上。

QC後繁雜手續全自動化  2.5小時人力變5分鐘

快速、自動化才能真正控制精準醫學隱形成本,若像以往做到中間或最後才知道數據是否成功,中間所浪費的人力與操作成本,往往比使用自動化設備還要昂貴。」郭錦鵬指出。

李彥樑表示,日本病理學會(The Japanese Society of Pathology, JSP)於2018年公布的《基因體醫學病理組織標本處理規定》,為首個規範精準醫學 FFPE DNA樣品要求的國家級醫學指引,該指引明列出四種不同QC方法學,其中,FFPE DNA 品質DIN數值就是基於安捷倫的TapeStation系統。

李彥樑說明,在進行NGS的步驟中,擁有好的核酸品質影響著建庫成功率,而上機前的建庫是定序成功與否的關鍵步驟,建庫需要將樣品核酸片段化後,與轉接子(Adapter)接合,接著擴增待測基因片段,建庫後才能上機進行定序。

他進一步解釋,安捷倫的TapeStation系統透過gDNA電泳法所測得數值,將gDNA降解程度分為1~10積分。在日本病理學會的研究中,DIN值大於2.3便代表有70%的建庫(Library Preparation)成功率。這是全世界唯一一個有國家級醫學指引提供FFPE DNA品質與後續成功率的微流體QC儀器。

郭錦鵬表示,確認QC後,緊接著還需要面對建庫的繁瑣步驟,因此,安捷倫推出了Magnis NGS樣品製備系統,只需一台儀器就可自動完成所有建庫流程,以往9小時的建庫流程中,有2.5小時需要人力操作,自動化縮減到只需要人工設定儀器5分鐘,除了能確保實驗品質的一致性,大大減少人力成本與降低人為誤差外,也能在精準醫學快速成長時,以相同實驗室人力達成數倍樣品量。

「操作時間與人力成本下降後,NGS就不再是研究專屬,可以推廣進入醫學中心,做為精準醫學使用,目前已有遺傳基因分析的機構採購使用,下一步希望往癌症基因方面推廣。」郭錦鵬表示。



安捷倫近期推出Magnis NGS樣品製備系統,只需一台儀器就可自動完成所有NGS上機前建庫流程,將有2.5小時需要人力操作部分,自動化縮減到只需要人工設定儀器5分鐘。(圖/安捷倫提供)

體外診斷醫材級基因數據分析

定序後續的分析,安捷倫在美國與歐洲提供體外診斷醫材級 (US-IVD Class 1、CE-IVD) 的基因分析Alisa平台,李德仁指出,從實驗室設備到儀器數據的整合,到數據庫上傳雲端分享,甚至遠距操作儀器,安捷倫提供從前端到後端的完整工作流程方案。

安捷倫也與威健生技一同協助客戶整合檢測數據,將歷年累積的基因晶片或 NGS 次世代定序數據加以統整,成為全臺灣唯一真正實踐 End-to-End Total Solution 的基因儀器平台商。

從尋找疾病的基因到合成生物學、基因編輯,安捷倫都擁有每個元素中可應用的元素。

郭錦鵬表示,「從儀器、試劑、耗材各分領域單點來看,儘管有不同廠商,但是安捷倫與眾不同,提供的是整體解決方案、是一個生態圈或平台。」

「安捷倫公司的信念『Trusted Answers』,不論是在整體解決方案、儀器或試劑都貫穿其中,我們依循值得被信賴、精準的脈絡開發。」郭錦鵬表示。

未來,安捷倫希望持續提供各種先進設備、原料、平台,協助進行各式精準醫療創新及研發,無論是醫學中心或第三方檢驗公司,「助推臺灣精準醫療風潮,促進臺灣精準醫療發展。」李德仁說。

>>本文刊登於《環球生技月刊》Vol. 92