Grails satsning på 1 miljard dollar på det perfekta cancertestet

tiim påfågel

Affischerna på kliniken vid Gibbs Cancer Center, ett regionalt sjukhus i Spartanburg, South Carolina, säger Hjälp Stoppa cancer. Volontärer som går med på att donera blod kommer att få ett presentkort på 25 USD och deras donation kommer att hjälpa till att avgöra om ett nytt blodprov kan användas för att upptäcka cancer tidigare.

Affischerna betalas av Grail Inc., en Silicon Valley-startup som förra året började lägga en satsning på att botemedlet för de flesta cancerformer inte är ett nytt läkemedel, utan tester som fångar tumörer i ett tidigt skede när de fortfarande kan vara framgångsrika behandlad. Grail tror att den kan göra det genom att använda högintensiv DNA-sekvensering för att undersöka blodprover för genetiskt material som tappas av dolda tumörer.

Grail har samlat in 1,1 miljarder dollar, en summa som placerar den bland de tre mest finansierade privata bioteknikföretagen, enligt EvaluatePharma. Företaget kommer att behöva de pengarna och mer för att vinna ett tekniskt race som är lika betydelsefullt och lika kostsamt som mot förarlösa fordon eller nya former av artificiell intelligens. Investerare inkluderar gensekvensjätten Illumina, Johnson & Johnson och Amazons grundare Jeff Bezos.

Enorma och dyra studier kommer att behövas för att upptäcka fingeravtrycken av cancer och sedan bevisa att ett screeningtest verkligen hjälper. Graal förra året började söka blod från 7 000 cancerpatienter på Gibbs och andra kommunala sjukhus, och i april började man undersöka om det kan förbättras på mammografi, en röntgenbild av bröstet som kvinnor är rekommenderas att börja varje år vid 45 års ålder , genom att hitta bröstcancer tidigare och hitta fler av dem.

För att göra det söker Grail nu 120 000 kvinnor att ge blod när de genomgår mammografi på centra inklusive Mayo Clinic . Omkring 650 av dessa kvinnor, enligt cancerstatistiken, kommer att utveckla bröstcancer inom ett år efter inträdet studien . Grail kommer sedan att analysera deras bankade blod för att avgöra om ett DNA-test kunde ha korrekt förutspått deras cancer från en blodtagning.

Studien involverar så många människor att bara betalningarna på 25 dollar till patienter kommer att driva Grail på 3 miljoner dollar. Sjukhusen vill otvetydigt veta att vi är finansierade, säger Grails chief business officer, Ken Drazan, som har lett insamlingar för företaget. De vill inte ta risken att vi inte kommer att kunna följa upp.

Pan-cancer test

Grail leds av Jeff Huber, en före detta programvaruchef för Google vars fru, Laura, dog i kolorektal cancer strax innan han började på företaget som VD. Lauras död, en av cirka åtta miljoner från cancer det året runt om i världen, ger moralisk vägledning för Grail, och hennes försäkringsnota på 2 miljoner dollar förklarar dess ekonomiska logik.

Lauras liv kunde ha räddats, säger Huber, med den typ av test Grail håller på att utveckla, följt av en billig operation. Saker händer inte av en anledning, berättade Huber för en inledande publik vid University of Illinois i maj. Men de händer ofta eftersom ingen ännu har hittat ett bättre sätt.

Andra bioteknikföretag, som Guardant Health och Personal Genome Diagnostics, säljer redan DNA-tester för människor som kämpar mot cancer, eller som återhämtar sig och vill få ett återfall. Men Grails mål att screena asymtomatiska personer är mer utmanande eftersom en liten cancer är svår att upptäcka, och det kan finnas lite utrymme för felaktiga resultat eller falska positiva resultat, vilket kan få människor att få panik.

Att sikta rakt mot ett tidigt upptäcktstest är som att åka till toppen av Everest utan att passera baslägret, säger Helmy Eltoukhy, chef för Guardant Health, en konkurrent som har samlat in nästan 600 miljoner dollar och säljer blodprov till människor med cancer så att de kan välja rätt drog. Men han håller med om att screening av miljoner vid kontroller är en riktig helig gral, och säger att Guardant också går i den riktningen. Det är den enskilt största diagnostiska möjligheten i senare tid.

Argumentet till förmån för screening för cancer verkar uppenbart: två tredjedelar av cancer som fångas tidigt kan botas, ofta med kirurgi. Av dem som fångas sent är 80 procent dödliga. Men screeningtest har notoriska baksidor. De kan utlösa falsklarm eller få patienter att bedriva onödig behandling. Det stora problemet med den här tekniken kommer inte att vara att hitta cancer, det kommer att vara att hitta de cancerformer som bör behandlas, säger Laura Hercher, en genetisk rådgivare som undervisar vid Sarah Lawrence College.

Huber säger att tester som utvecklats av Grail kommer att spara pengar och kommer att göra mer än att berätta för läkare om en cancer är närvarande. Dessutom berättade han Teknikgranskning , kommer företagets tester att behöva berätta för läkare var cancern finns i kroppen, hur aggressiv den är och, om den redan är avancerad, vilken behandling de ska söka.

Tills nyligen verkade det osannolikt att Grail skulle nå sitt mål att ha sitt första test på marknaden 2019. Det ändrades förra veckan när företaget tillkännagav att det skulle kombinera sin verksamhet med Cirinas, en screeningstartup som skapats av Hongkong molekylär anatom Dennis Lo , och en av de vetenskapliga gudfäderna till blodprovsidén (se 10 Breakthrough Technologies: Liquid Biopsy).

Även om den var liten i jämförelse – den hade samlat in 12 miljoner dollar i oktober – kontrollerar Cirina nyckelpatent som lämnats in av Lo, som tillsammans med kollegor vid det kinesiska universitetet i Hong Kong redan har ägnat 17 år åt att fastställa att ett blodprov kan upptäcka en cancer som kallas nasofarynxkarcinom, vilket är vanligt bland män i Hongkong och södra Kina och orsakas av Epstein-Barr-viruset.

En talesperson för Grail säger att Los team vid det kinesiska universitetet i Hong Kong nu skickar in en beskrivning av sin årslånga studie av 20 000 män till en tidskrift. De kommer att rapportera att blodprov gjorde att näscancern kunde hittas tidigare och botas oftare, vilket kan vara det första fullständiga beviset på att screeningtest av vätskebiopsi kan rädda liv. Cirina hade planerat att införa ett kommersiellt screeningtest i Hong Kong i år.

Hög intensitet

På Grails 70 000 kvadratmeter stora högkvarter i Menlo Park, Kalifornien, används halva utrymmet för laboratorier och en pluton av ultrasnabba DNA-sekvenseringsmaskiner. Dessa enheter – var och en kostar 1 miljon dollar – är det som gör det möjligt för Grail att djupgående analysera ett blodprov för oändligt små fragment av DNA som utgjutits av tumörceller.

Dessa fragment, om de upptäcks tillräckligt tidigt, är det som kan flagga förekomsten av en cancer innan en person känner några symtom.

Forskare har känt till att det finns fritt flytande DNA i blodet sedan 1960-talet. Men snabba nästa generations sequencers gjorde det bara nyligen praktiskt att analysera. Teknikens första framgång kom 2011. Det var då företag lanserade nya icke-invasiva prenatala tester som skannar en gravid kvinnas blod efter bitar av DNA från hennes foster. Testerna blev snabbt och korrekta och blev snabbt ett standardval för föräldrar att ta reda på om deras ofödda barn har Downs syndrom eller andra allvarliga genetiska fel.

Men vissa tester började visa udda resultat - i själva verket hade de cancer, och babytestet plockade upp det. Det tände glödlampan, säger Huber, Googles representant i Illuminas styrelse vid den tiden. Vi såg signalen. Vad skulle det krävas för att göra det rätt?

På Grail genomgår blodprover vad det kallar högintensiv sekvensering. Data flödar sedan in i datorer som analyserar, analyserar och lagrar informationen – en mjukvarupipeline vars komplexitet gör Grail lika mycket till ett mjukvaruföretag som en bioteknik.

Faktum är att Grail säger att den samlar in 1 000 gigabyte rådata från varje volontärs blod, vilket motsvarar cirka 500 timmar film. Det, tillsammans med information från människors journaler, matas in i en klassificerare, programvaran som kommer att söka efter mönster. Huber säger att om sådana tester någonsin skulle bli rutin, skulle Grail snabbt bli den första zettabyte-operationen, eller det största big data-företaget i världen.

Men först måste Grail upptäcka vilka mönster som flaggar för en dold cancer. Enligt Grails vetenskapsmän är DNA-data fyllda med ledtrådar, men exakt vilka egenskaper som betyder mest är fortfarande att fastställa. Det kan vara mutationer i DNA:t, storleken på fragmenten, kemiska modifieringar som finns på de genetiska strängarna eller en kombination.

Vi har inte landat på en enda strategi som vi tar vidare, säger Anne-Renee Hartman, chef för klinisk utveckling på Grail. Arbetet som har gjorts och publicerats handlar om människor som ha cancer. Vi måste använda alla strategier.

Går på pank

Silicon Valleys syn på biologi lämnar vissa observatörer skeptiska. Tillvägagångssättet låter-mäta-helvetet-ut-av-det-med-big-data ignorerar hur komplex biologi är, varnade en läkare som bad om anonymitet eftersom han arbetar för en Grail-konkurrent. Inom biologi vet vi inte ens vad vi ska mäta.

Ett problem är att signaler om cancer kanske inte alltid är närvarande. Luis Diaz, en cancerforskare vid Memorial Sloan Kettering i New York, tror att i 35 till 40 procent av cancertyperna finns det i princip ingenting att hitta tidigt eftersom de inte utgjuter tillräckligt med DNA i blodet. I andra fall kan mängden cancer-DNA vara på gränsen för vad som är detekterbart. Det är problemet med svag signal, säger Guardants Eltoukhy. Det är därför studierna är så stora.

Huber säger också att Grails högintensiva sekvenseringstaktik ännu inte är tillräckligt billig för att kunna användas som ett läkarmottagningstest. För att hitta sällsynta muterade kopior av en gen som drivs ut av en cancercell i ett hav av normala kopior, sekvenseras var och en 75 000 gånger. Just nu kan du köpa en begagnad bil för vad Grails test kostar att utföra på ett enda blodprov.

Och testerna måste vara otroligt exakta. Ungefär 1 av 200 amerikaner kommer att få en cancerdiagnos 2017. Om miljontals friska människor screenades skulle även en låg andel falska positiva resultat kunna skapa en epidemi av ångest och cancerskräck.

Även en cancerdetektor som fungerar perfekt kan orsaka social oro. Tänk om det är dyrt och bara för rika människor? Vad händer med människor som inte har mycket tillgång till cancervård? Vad mer är, i den verkliga världen har det ibland tveksamma fördelar att hitta cancer tidigt. Värdet av det rekommenderade screeningtestet för prostatacancer, som har använts sedan 1990, förblir mycket debatterad . Ingen är säker på om att hitta dessa cancerformer faktiskt räddar liv totalt sett eller om det slösar resurser och orsakar skada för män som får behandling för cancer som inte skulle skada dem.

Om [Grail rapporterar] varje cancer, kommer vi att gå pank. Det är klart som dagen, säger Hercher. Vi kan inte oändligt lägga till den dyraste hälsovården i världen.

Huber säger att Grails mål är oförändrat: ett massmarknadsscreeningstest som är tillräckligt billigt för bred användning. För att ha den stora effekten på cancerdödsfall som Grail söker, tillägger han, måste det ske i befolkningsskala, och vi måste göra det överkomligt för systemet att göra det.

Grail sammankallar redan försäkringsbolag, ekonomer och tillsynsmyndigheter för att diskutera hur samhället kan betala för testerna och införliva dem i förebyggande medicinprogram. Huber skulle inte nämna en prislapp för tekniken, men säger att vi inte kommer att erbjuda ett test på $169 på dag ett. Mer sannolikt kan tester kosta 1 000 dollar till en början. Om så är fallet, skulle screening av varje amerikan bara en gång kosta 300 miljarder dollar – utan kostnaden för uppföljning.

Kommer någon att betala? Huber säger att hans frus kostsamma behandling med droger som inte räddade henne visar varför de skulle göra det. Det är en enorm summa som spenderas av systemet där chansen till ett positivt resultat är försvinnande låg, förklarar han. Vilket pris du än vill välja för ett Graal-test, om det hade fångat hennes cancer i steg två, kunde hon ha blivit botad med ett trubbigt instrument, en operation för $10 000 eller $20 000. Vi tror att det finns mycket utrymme i systemet för att få detta att fungera.

Dölj