测序技术走入宠物世界，如何掀起医疗新革命？
宠物已经逐步成为了人们生活中的重要情感陪伴，也是许多家庭中的一份子。随着生活水平的不断提升，人们越来越关注宠物健康，也越来越愿意为爱宠的医疗支付更多的金钱。那么在测序技术不断发展的当下，测序技术在宠物医疗方面有哪些应用呢？会为宠物健康带来哪些改变呢？
今天，我们共同关注宠物医疗行业。希望本文能够为相关的产业人士和诸位读者带来一些启发和帮助。
宠物健康
在新冠肺炎流行期间，世界各地的人们都窝在家里，于是许多人决定给家里添一个四条腿的新伙伴。尽管调查难以准确量化宠物饲养情况的变化，但一些调查估计，在2020年3月至2021年5月期间，约有2300万美国家庭领养了宠物。
人们对猫和狗的兴趣似乎越来越高，这促使一些行业分析师推测，与宠物相关的支出将会增加。例如，摩根士丹利（Morgan Stanley）预测，到2030年，美国的宠物主人花在宠物伴侣身上的支出总金额将从2019年的1180亿美元左右增长到2750亿美元。
这一增长中的很大一部分可能来自兽医护理，兽医护理是宠物行业中仅次于食品的第二大消费支出领域，尤其是新兴的诊断学领域。已经上市的产品包括肾脏疾病的尿检、癌症组织活检和传染病的血液检测。随着宠物逐步融入家庭——正如许多宠物主人将自己视为宠物的“父母”而不是“主人”——人们越来越愿意为家里的非人类成员打开钱包。
“我们普遍看到，宠物主人对专业护理和先进的诊断的应用持有更加开放的态度，”加州的诊断公司PetDx的首席医疗官兼联合创始人、兽医肿瘤学家Andi Flory表示，“他们对待自己的宠物就像对待家人一样，并开始期望自己的宠物能得到与自己同等水平的医疗保健服务。”
这种需求也推动宠物基因组学产业的蓬勃发展。当然，这一产业的发展还得益于技术的进步，技术的进步不仅降低了DNA测序的成本，还提高了效率。基于基因组的工具现在可以在直接面向消费者的DNA测试中找到，宠物主人既可以直接在家里使用这些检测，也可以将其作为兽医诊所诊断和治疗过程的一部分。
不过，目前大多数情况下这些工具只适用于狗，因为在美国，狗是最受欢迎的宠物，而许多业内人士都对癌症这类疾病特别感兴趣，这也是犬类死亡的主要原因之一。
然而，一些专家指出，尽管基于基因组学的工具有望为宠物诊断开辟一个令人兴奋的新领域，但宠物主人还是应该谨慎使用这些工具。与美国食品药品监督管理局（FDA）监管的用于人类的疗法和诊断方法不同，宠物医疗产品不需要接受监管审查。除此之外，这些产品背后的许多科学研究仍处于早期阶段，需要更多的研究来支持它们的可靠性。
麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所脊椎动物基因组学小组的主任Elinor Karlsson表示：“我认为这些技术正处于发展之中，这是不可思议的，总有一天它们会变得非常强大。”然而，她补充道，还有一些重要的悬而未决的问题需要解决。
图.在美国，2019年新冠肺炎大流行开始时，宠物产品的年支出达到近1200亿美元，延续了过去十年的增长趋势。
根据美国兽医协会的数据，大约四分之一的狗在一生中的某个时候会被诊断出患有癌症。如果只考虑10岁以上的狗，这个数字估计会上升到50%。
除了侵入性组织活检、X射线和超声波等精度较低的技术以外，兽医通常没有太多的诊断工具。塔夫茨大学兽医肿瘤学家Cheryl London表示，像计算机断层扫描（CT）等能够提供更详细图像的方法通常价格昂贵，而且优先用于人类使用。
为了解决这个问题，一些公司正致力于应用新的基因组工具，以便为狗狗提供更好的癌症筛查技术。
去年，PetDx公司推出了OncoK9检测，这是一种基于简单抽血的液体活检测试工具。根据PetDx网站上提供的信息，OncoK9通过检测细胞游离DNA来确认与癌症相关的基因组改变。这一方法基于如下事实：癌细胞死亡后会从原发肿瘤中分离出来，最终进入血液，在血液中释放出含有突变的DNA。
这种检测在北美各地的兽医诊所都可以买到，一个测试大约500美元。该公司建议所有的狗从7岁开始每年进行OncoK9筛查。
PetDx公司的总裁兼首席执行官Daniel Grosu指出，为了验证其工具的有效性，该公司最近检测了来自6个国家41个临床点的约1100只狗的血液样本。其中，不到一半的狗被诊断出患有癌症，其余的狗在登记时被认为没有癌症。
研究人员使用OncoK9筛选了40多种癌症类型，包括在狗身上常见的癌症，如淋巴瘤、血管肉瘤和骨肉瘤。
在今年4月份发表在PLOS ONE上的一篇论文中，该公司报告称，该测试的总体特异性（为98.5%，总体敏感性为54.7%，但对不同类型癌症的敏感性有所不同。例如，OncoK9在113例淋巴瘤中识别出106例，但在18例肛门囊癌中仅识别出4例。总的来说，该测试在更大、更易转移的癌症中表现的要好得多。
Grosu表示：“我们对测试的极低假阳性率感到非常自豪。对公司来说，那些检出率较低的癌症是我们增长和改善的机会。这真的是第一版产品。我们才刚刚起步，一年前才刚刚推出产品，我们有很多正在进行的研发工作，以提高测试的灵敏度和特异性。”
Flory指出，PetDx公司正在努力教育兽医如何解释和利用这些OncoK9测试的结果。她说：“阳性结果绝不应该被用作为患者做出治疗或安乐死等重要决定的唯一依据，此外，如果结果是阴性的，就应该一直跟进，尤其是如果患者被怀疑患有癌症，因为可能会出现假阴性和假阳性。”
虽然PetDx公司在基因组癌症诊断领域处于领先地位，但也有其他公司使用不同的技术提供早期筛查。例如，总部位于内华达州的Volition Veterinary公司提供了一种基于酶联免疫吸附试验（ELISA）的癌症血检，该方法使用抗体来检测特定分子的存在。
Volion的测试（被称为Nu. Q），被设计用于识别核小体，即包裹在蛋白质周围的DNA团块，它们从肿瘤中被释放到血液里。该公司声称能够检测出一些癌症，如淋巴瘤和血管肉瘤，并建议将该检测作为7岁或7岁以上狗的年度健康检查的一部分。
一些专家指出，在诊断中使用此类工具存在局限性，尤其是在癌症早期阶段。
Karlsson目前正在研究为人类开发的液体活检对狗是否有效，她表示，其中一个问题是，在早期阶段，血液中肿瘤DNA的量可能很小，不像晚期转移性癌那样有大量的肿瘤DNA漂浮在周围。“我们现在还不清楚如何准确地利用这些信息，”她解释说，“到底多少肿瘤DNA才真的是个问题？”
Karlsson表示，为了解决这个问题，研究人员需要更好地描述狗的遗传变异特征。这样做将帮助科学家确定在正常的衰老过程，正常组分中突变发生的频率，从而能更好地确定何时会出现癌症，以及何时发展成为了一个医学问题。
Karlsson说，没有这些信息，使用液体活检等技术进行早期癌症诊断可能会导致棘手的兽医伦理问题。例如，如果一只患有糖尿病等疾病的老年狗被诊断出患有一种生长缓慢的癌症，而这种癌症在它一生中不会对其健康产生显著影响，那么这是否值得诊断？她补充道：“不过现在，我们还不能诊断出这些癌症。”
哈佛医学院的兽医和生物伦理学家Lisa Moses说，癌症筛查工具也有一定的风险。宠物主人最终可能会花很多钱为他们的狗做额外的检测——至少在美国，这些费用几乎都是自费的——结果却发现确诊后没有什么可用的治疗方法。
还有情感成本也需要考虑。“这可能会让人非常非常痛苦，并对事情产生负面影响，而这种影响在你最初考虑时可能并不明显，”Moses说，“当你听到这样的消息时，你对自己所做的决定的态度以及对人生规划的方式都会发生变化。”
Flory回应说，不是所有类型的癌症都有合适的药物，但也有其他的治疗选择，比如通过手术切除肿瘤，或者在其他治疗方法不可行的时候采取姑息治疗。
“如果病情能在宠物出现症状前就被识别出来，我们知道这对预后有好处——当宠物从感觉良好的时机开始癌症治疗，情况会比出现症状时再治疗要好，”她说，“这也意味着我们有更多的选择提供给家庭……我们总能做些什么。”
至于额外的费用，根据Grosu的说法，PetDx公司目前有一个计划，购买该测试的宠物主人将获得高达1000美元的后续评估费用。“根据迄今收集到的数据，我们发现，在大多数情况下，一旦兽医察觉到血液中有与癌症相关的基因组发生改变，就需要额外花费500至800美元进行进一步的检查。”
基因组学工具不仅在癌症诊断中发挥作用，其他公司正在使用这些工具来指导宠物的治疗。
另一家总部位于加州的公司One Health Company正在使用下一代测序技术来识别基因突变，这可能有助于选择针对犬类癌症的个性化疗法。该公司于2018年启动了一项名为FidoCure的产品试点研究。
该公司的首席执行官兼联合创始人Christina Lopes表示，她的公司已经帮助增加了靶向治疗选择的数量，例如聚（ADP-核糖）聚合酶抑制剂——一种可以阻断DNA修复酶的药物——用于治疗携带BRCA基因突变的狗，从1种增加到了12种。
到目前为止，他们已经评估了大约3000例癌症病例，根据该公司的网站，他们计划到2023年底将这一数字增加到10000例。
Lopes表示，为了解决宠物治疗和诊断缺乏监管的问题，FidoCure只使用已获FDA批准用于人类的医疗产品。“我们想要最好的——风险最低和可信度最高的产品，”她说，“然后我们和我们的转化医学团队合作，把它转化到狗的身上。”
One Health Company一直在与学术研究中心合作，比较人类和狗的癌症及其治疗结果。在一项与斯坦福大学科学家一起进行的研究中，研究人员分析了1303只确诊为癌症的狗的数据，并在今年的美国癌症研究协会会议上发表了研究报告。
研究小组报告说，这些动物的肿瘤具有相似的生物学特征，对针对具有相同突变的人类癌症的治疗反应也十分相似。在接受靶向癌症治疗的狗中，当使用该公司的基因组分析来指导特定疗法的选择时，狗狗的存活率更高。根据Lopes的说法，这表明通过FidoCure选择的靶向疗法可以使狗狗受益。
其他宠物健康公司也在使用基因组工具来帮助治疗患有癌症的狗。例如，位于亚利桑那州的Vidium Animal Health公司利用下一代测序技术来鉴定犬肿瘤的特征，并利用这些信息来进行更具体的诊断，推荐个性化的治疗方法。
London表示，所有癌症基因检测都有局限性。她说：“虽然我们可以检测到狗的癌症突变，但我们并不总是了解其功能意义，以及如何靶向受影响的途径。”但提供诊断后测试的公司可以利用人类医学的大量知识，“因此，至少有一组现有的数据可用于提供治疗建议。”
Lopes表示，虽然One Health Company目前没有为狗提供早期癌症筛查，但该公司正在研究恶性癌症前期筛查和治疗。她补充说，目前，他们正在继续扩大他们的犬类癌症数据集，并密切关注GRAIL这样的公司，该公司对人类早期癌症的液体活检测试目前正在进行评估。Lopes表示：“我们感到帮助狗狗的紧迫性，但我们要以长远的目光来看待事情的发展。”
PetDx公司也计划扩展它的工具包。在不久的将来，该公司计划在诊断后的设置中发布OncoK9的附加应用程序，如监测治疗反应和长期癌症复发。该公司还计划将业务扩展到其他动物身上，如猫。Grosu说：“这项技术的未来是我们最期待的。这只是兽医基因组医学时代的第一章。”
原文链接：
https://www.the-scientist.com/bio-business/the-pet-health-industry-takes-on-canine-cancer-70572
作者｜Diana Kwon
编译｜ZQ
审校｜617
编辑｜豫小鱼