望聞問切，誠為醫(yī)之綱領(lǐng)。

通過呼氣檢測對患者進(jìn)行疾病診斷的案例自古有之，過去數(shù)十年的臨床研究也在不斷探索呼氣分析對疾病診斷的指導(dǎo)意義。這由此衍生出了一門新型學(xué)科——呼氣代謝組學(xué)，通過檢測人體呼氣中揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）的分布差異，實(shí)現(xiàn)人體健康狀況的診斷與監(jiān)測。

“與多位臨床呼吸專家的數(shù)次深入交流后，我發(fā)現(xiàn)臨床對呼氣檢測技術(shù)用于疾病診斷的需求一直都存在。”步銳科技創(chuàng)始人王東鑒告訴動脈網(wǎng)，“現(xiàn)有的呼氣檢測設(shè)備與方法存在操作復(fù)雜、通量低、耗時長、成本高昂等諸多問題，從而導(dǎo)致呼氣檢測在臨床推廣和商業(yè)化方面一直存在一個巨大的障礙。”

步銳科技創(chuàng)始人王東鑒

步銳科技是一家專注于呼氣檢測與疾病生物標(biāo)志物研究的科技企業(yè)，公司旨在通過對人體呼氣檢測，實(shí)現(xiàn)惡性腫瘤與感染性疾病的早期篩查，為多種代謝相關(guān)疾病的快速診斷提供輔助手段，為醫(yī)院、科研機(jī)構(gòu)、第三方檢驗(yàn)中心等機(jī)構(gòu)提供一種全新的無創(chuàng)、精準(zhǔn)、便捷、低成本的篩查及鑒別診斷解決方案。

在敏銳察覺到呼吸檢測市場大有可為之后，王東鑒便有了創(chuàng)建一個操作簡單、低成本、高通量呼氣檢測平臺的想法。通過研究過往十余年國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，王東鑒終于找到了步銳科技的另一位合伙人李海洋教授。

李海洋教授是我國從事高端分析儀器和在線檢測研究的頂級專家，擔(dān)任中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所快速分離與檢驗(yàn)課題組組長，國家二級研究員、博士生導(dǎo)師，現(xiàn)任步銳科技首席科學(xué)家。

在李海洋教授的支持下，王東鑒在2015年組建了步銳科技的初始研發(fā)團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)成立之初即迅速開展臨床研究，與北京大學(xué)人民醫(yī)院心胸外科王俊院士團(tuán)隊(duì)合作，開展基于“人體呼出氣體中的揮發(fā)性有機(jī)物在肺癌鑒別檢測中的意義”課題研究。隨著研究的不斷深入，步銳科技與北京大學(xué)人民醫(yī)院、中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所三方聯(lián)合成立了“呼吸代謝研究中心”。

攻克呼氣檢測壁壘，推動臨床應(yīng)用進(jìn)程

步銳科技針對呼氣檢測采用的是一種自主研發(fā)的單光子電離－飛行時間質(zhì)譜（SPI－TOFMS）技術(shù)，該技術(shù)能夠在高濕度環(huán)境下對呼氣中的VOCs進(jìn)行高靈敏、實(shí)時、快速測量，具有ppt量級的檢出限及秒級的響應(yīng)速度。

人體呼出氣檢測分析儀

已有研究表明，通過檢測呼氣中的VOCs形成指紋圖譜可以有效區(qū)分患者是否存在微生物感染。人體感染微生物后機(jī)體呼氣中所包含的VOCs主要來源于三個方面：其一是人體生理代謝過程的產(chǎn)物；其二是微生物病毒代謝過程的產(chǎn)物；其三是人體對感染以及炎癥應(yīng)激反應(yīng)過程所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。一旦微生物入侵人體，即使處于潛伏期同樣存在高代謝性而呼出氣中的代謝產(chǎn)物表現(xiàn)出明顯差異。因此，通過對人體呼氣痕量揮發(fā)性代謝組分的分析，將有望為感染性疾病的早期快速檢測提供一個簡單、高效的分析方法，具有重要社會價值和廣闊的臨床應(yīng)用前景。

除了感染性疾病，缺氧、細(xì)胞過度增殖、過度炎癥和活性氧活性以及其他與癌癥相關(guān)的病理機(jī)制都會導(dǎo)致局部和系統(tǒng)性VOCs的譜圖和濃度發(fā)生明顯變化。也就意味著，VOCs可以作為對人體生理病理狀況做出全面判斷的重要標(biāo)志物。

然而，即便已經(jīng)明確VOCs指紋圖譜對疾病的精準(zhǔn)診斷有著指導(dǎo)意義，如何對VOCs進(jìn)行精準(zhǔn)檢測又是一道難題�！叭苏�常呼出的氣體里含有飽和水蒸氣、氮?dú)�、氧氣等高濃度氣體，相對而言VOCs含量極低，通常是痕量級的，在這種復(fù)雜基質(zhì)條件下通用的質(zhì)譜儀很難對其進(jìn)行定性定量分析�！蓖鯑|鑒坦言。

步銳科技經(jīng)過多年潛心投入，自主研發(fā)了一種核心專利技術(shù)“基于真空紫外燈的新型高氣壓光電離源”，該技術(shù)是一種閾值光電離技術(shù)，其所釋放的光子能量能夠?qū)崿F(xiàn)呼氣中絕大多數(shù)VOCs組分的高效電離，同時無法電離水蒸氣、二氧化碳、氮?dú)�、氧氣等背景組分，從而排除背景干擾實(shí)現(xiàn)VOCs精準(zhǔn)分析，巧妙地攻克了呼氣質(zhì)譜分析的技術(shù)壁壘。

SPI－TOFMS實(shí)現(xiàn)了呼氣樣本無需富集直接進(jìn)樣分析，能夠?qū)Σ煌�種類和性質(zhì)的小分子VOCs進(jìn)行高效電離和廣譜分析。同時所采用的光電離源是一種軟電離技術(shù)，以分子離子為主，易于譜圖的解析與定性定量分析。

王東鑒介紹：通過SPI－TOFMS做一次呼氣檢測最多僅需60s即可完成，檢測報(bào)告1 min即可獲取，目前在結(jié)核病、肺癌、乳腺癌等疾病篩查驗(yàn)證中實(shí)現(xiàn)了敏感度和特異性均達(dá)到90％的結(jié)果。公司也正在積極進(jìn)行臨床試驗(yàn)，近期將會迎來更多好消息。

千人盲測篩查落地，無創(chuàng)早篩成為現(xiàn)實(shí)

步銳科技基于SPI－TOF實(shí)現(xiàn)人體VOCs的痕量檢測，有明顯臨床應(yīng)用優(yōu)勢。在多癌種、消化系統(tǒng)疾病、肺部疾病、血液感染等疾病已經(jīng)有文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)證明其應(yīng)用潛力，國際上也有多家公司和研發(fā)團(tuán)隊(duì)在這些方向積極布局。

目前，基于呼氣SPI－TOFMS檢出的不同VOCs組分，步銳科技率先布局肺癌、肺結(jié)核、乳腺癌三大領(lǐng)域，并有數(shù)條備用適應(yīng)癥管線也在積極開發(fā)中。

步銳科技管線布局

根據(jù)目前步銳科技已經(jīng)做過的臨床數(shù)據(jù)來看，在千例肺癌檢測中，敏感度在88％～90％之間；千例肺結(jié)核的檢測敏感度在92％～97％之間；300例乳腺癌檢測敏感度也達(dá)到了90％。其中，SPI－TOFMS對肺癌的早篩可以檢測到最小5毫米左右的原位腺癌。

值得一提的是，在2020年9月14～17日，步銳科技聯(lián)合湖南省常德市下屬某疾控中心合作，對當(dāng)?shù)?564名入學(xué)新生進(jìn)行肺結(jié)核篩查，這是步銳科技首次在真實(shí)場景下的前瞻性實(shí)驗(yàn)。在這次實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過SPI－TOFMS呼氣篩查，成功從一千多名入學(xué)新生中檢測出唯一的一名活動性肺結(jié)核患者，與疾控中心復(fù)核結(jié)果完全一致，這對步銳科技具有里程碑意義。

關(guān)于未來，步銳科技將會朝著多癌種和多種感染性疾病篩查的方向進(jìn)行戰(zhàn)略布局。多癌種檢測指可以同時實(shí)現(xiàn)多種癌癥的一次性篩查，能夠有效降低癌癥發(fā)病率和死亡率，是癌癥早篩的大勢所趨。王東鑒坦言，采用SPI－TOFMS系統(tǒng)對不同癌種的檢測和分析方法其實(shí)是一致的，只是后期對質(zhì)譜數(shù)據(jù)的分析軟件存在差異，這意味著未來步銳科技有望通過一次采樣檢測實(shí)現(xiàn)多癌種早期篩查。

據(jù)悉，步銳科技在2019年獲得奇跡之光創(chuàng)投基金的天使輪投資，目前已啟動pre－A輪融資計(jì)劃，以進(jìn)一步加快其產(chǎn)品管線研發(fā)及獲批進(jìn)程。

作者：王嬋