获国内呼气检测首证，步锐科技又发7篇顶刊，自建GMP工厂

4月10日，中南大学湘雅医院神经内科沈璐教授团队在神经病学领域顶级期刊《Alzheimers & Dementia》（阿尔茨海默病与痴呆)（IF=16.655）以论著形式在线发表了题为“A Detection Model for Cognitive Dysfunction Based on Volatile Organic Compounds from a Large Chinese Community Cohort”（基于中国大型社区队列挥发性有机化合物的认知功能障碍检测模型）的最新研究成果。

该研究首次发现通过检测人体呼出气中挥发性有机化合物（volatile organic compounds，VOCs）可早期识别认知障碍患者，有望为老年人群提供更客观、简易的认知障碍筛查手段。据悉，提供此技术平台支持的是国内呼气检测技术领先企业步锐科技。

继感染性疾病、代谢类疾病、癌症等之后，呼气代谢组学对疾病的诊断能力又拓展至神经系统性疾病，这在学术界和产业界引起相当高的兴趣。并且，阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）目前的早筛评估方式受文化水平、方言等影响，此次论文的发表，让AD早筛看到了“客观”、“规范”、“普适”的可能性。

从肺病到AD，临床基础研究已发7篇期刊

来自身体各个部位器官代谢产生的标记物（Biomarkers），部分会进入血液循环到达肺泡，其中部分代谢物（或其次级产物）可通过气血交换呼出体外。这个过程让我们呼出气中不仅包含氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气这些广为人知的成分，还含有多达1,500种微量存在、可能反映身体各器官生理状态的生物信号小分子一一VOCs，其中200余种已被大量研究证实与多种人体疾病有关。

呼气检测以其简单无创和低成本的特征，对比常规体液和影像检查，在日常健康体检和大规模疾病筛查领域具有绝对优势，未来可满足家庭、社区和特定单位等精准度要求不高的POCT健康检查和持续监控要求。同时，质谱技术作为化学物质定性分析的金标准，在小分子化合物的快速定性定量检测中具有其他技术不具备的明显优势，更适用于人体呼出气体中VOCs的检测分析。

因此，呼气质谱检测成为探明疾病图谱更为可靠、精准、可持续的理想途径。

目前，呼气质谱检测研究已探明的疾病谱较为广泛，已涉及数十种疾病，包括肿瘤、感染性疾病、呼吸系统和消化系统疾病，以及其他代谢显著变化的重大疾病，如慢性代谢、心血管、神经/精神疾病等。

呼气质谱检验已探明的疾病图谱（图片来源：步锐科技）

其实除了近期发布的有关认知障碍的呼气检测研究外，近年来多项有关呼气检测临床基础研究的期刊论文中，步锐科技的“人体呼出气检测质谱仪”连续以技术平台支持的身份出现。

步锐科技近年支持的临床基础研究成果（信息来源：步锐科技）

自2020年起，步锐科技与北大人民医院、北京731医院、北京海淀医院、中南大学湘雅医院、深圳三院、郑州大学附一院等大型三甲医院的相关科室主任合作，围绕肺癌、肺结核、食管癌、AD、新冠等诸多疾病开展的呼气检测临床基础研究，均取得积极的研究进展，其成果在各大期刊成功发表。

其中，步锐科技“人体呼出气检测质谱仪”采用的“高压光子离子化飞行时间质谱法”在各项研究中表现积极，在针对各病种的样本检测和验证中，均表现出极高的敏感性、特异性和准确性，所得的相关临床基础研究数据印证了“人体呼出气检测质谱仪”在各疾病的诊断、早筛中的推动作用与市场潜力。

市场唯一呼气检测质谱仍在迭代，挑战内源性VOCs和采样标准化

2021年7月23日，步锐科技自主研发的“人体呼出气检测质谱仪”获得了国家二类医疗器械注册认证，这标志着我国首张呼气检测NMPA证的诞生。直至目前，我国也仅有这一款呼气检测质谱仪获得认证。

在这样绝对市场竞争优势的情况下，步锐科技没有仅仅把发展重心放在产品销售和市场开拓上，而是继续潜心坚持学术研究，近年来收获也逐一显露。

步锐科技布局丰富的临床基础研究，能够不断对该质谱仪的敏感性与特异性进行验证，以利于产品的更新迭代，并同时开拓更多适应症的检测场景。其次，受试者呼出气体样品的精准化、规范化采集也是目前在疾病诊断中待解决的应用难点。通过临床基础研究过程中对采样时间、呼气方式、样品存储、采集装置的反复测试和调整，有利于步锐科技探索出更适合的采集形式，进而制定统一的操作规范，确保检测操作的一致性、提升结果的准确性。

更重要的是，疾病呼气代谢标志物的发现中，除了因疾病导致的VOCs变化外，年龄、性别、饮食、吸烟史、药物摄入、基础疾病和微生物等内源性VOCs也会在一定程度上影响结果。因此，将临床研究与基础研究有机结合的多中心、大规模呼出气临床队列研究，是寻找明确疾病相关生物标志物的基础。

稳定检测、呼气样本的可靠，是该技术应用于临床的基础，而海量呼气样本的积累，目标疾病呼气标志物的发现和确定，多中心、大样本的临床验证，甚至于标志物的代谢通路确定，均是开发临床可用的呼气诊断产品或提升产品性能的必经之路。

因此，步锐科技将临床研究贯穿呼气检测相关产品的全生命周期。一方面能够在产品性能、解决方案质量方面进行提升，另一方面，国际学术期刊的发表也能够帮助企业在未来的海外市场开拓中扫清诸多阻碍。

中科院等近40家权威机构，8万+呼气样本，敏感性、特异性90%+

截至目前，步锐科技与中国科学院、中国疾控中心、国家感染性疾病临床医学研究中心、中国人民解放军总院、陆军军医大学西南医院、中国医学科学院肿瘤医院、北京大学人民医院、北京大学肿瘤医院、首都医科大学附属胸科医院、江苏省肿瘤医院、中山大学附属肿瘤医院、中南大学湘雅第二医院等国内近40家大型医院和机构联合开展多病种呼气诊断与评估研究。

经过多年来大样本、多中心的研究积累，步锐科技已建成逾8万例的呼气样本谱图库，覆盖肺结核、肺癌、乳腺癌、食道癌、前列腺癌、结直肠癌、胃癌胃溃疡，肝癌肝硬化肝炎、新冠肺炎、哮喘、慢阻肺、血液感染、AD和帕金森等十余种肿瘤、感染或其他类疾病领域。

对比实验室常规方法气相色谱-质谱联用，步锐科技自主研发的高气压光电离-飞行时间质谱（HPPI-TOFMS）攻克了目前质谱技术操作繁琐、需预处理且极易样本损耗的短板，不受背景气影响，在高敏感性高特异性的基础上操作更加简便，使原本2-5 h的单样本检测仅需3min，实现了600样本/天的高通量，使临床价值和商业价值指数级上升。在肺结核、肺癌、食管癌等病种筛查验证中，该方法能够将敏感性与特异性稳定在90%以上，在医疗和科研机构的多病种全周期临床检测和研究中表现出绝对的优势。

步锐科技 “人体呼出气检测质谱仪”的六大优势（图片来源：步锐科技）

经过临床研究对检测技术平台的升级优化，接下来检测平台的小型化、稳定化和其他储备技术的发展和积累也将会是步锐科技的研发重点。

未来，步锐科技将大力开展多病种的筛查诊断、疗效评估、疾病动态监测、复发预测的全周期管理研究与应用，广泛拓展与医院、科研机构、第三方检验中心等医疗服务机构的合作。得益于检测平台已获得国家NMPA医疗器械注册审批，步锐科技可以在临床诊断产品上市前，开发临床科研市场，形成一定的销售额的同时，建立稳健的KOL网络，为后续产品的物价申报和市场推广奠定基础。

适应症、场景不断拓展，自建1000㎡GMP工厂年均产能200台

背靠权威性的学术理论支持，以及突出的产品先发优势，未来市场对步锐科技产品的需求会快速增长。为此，近两年步锐科技在产品布局和生产方面也进行了规划和投入。

目前，步锐科技的核心产品管线包括：肺结核诊断、乳腺癌诊断和肺癌筛查产品，预计将在未来3-5年完成这三个产品管线的产品上市。在第二个阶段，步锐科技考虑从两方面对产品进行拓展。在适应症拓展方面，目前公司已开展的广泛临床研究可以提供比较扎实的数据参考。从前期研究来看，感染性肺部疾病、难以检测和定性的老年慢性病（如一般性认知障碍、帕金森症和AD）以及食管癌会是诊断产品管线的理想选择。另一方面，是针对产品适用场景的拓展，事实上步锐科技已经在多种疾病上开展有关疗效评估、进展监测和关联其他临床检测指标等方面的研究。因此，未来在肺结核疗效评估、泛病种气体生物标志物检测、疗效预测等场景的应用也在计划范围内。

为配合产品的生产制造需求，以及考虑到目前在领域内绝对技术壁垒的现状，步锐科技严格按照医疗器械GMP要求，在湖南省长沙市岳麓区已建成约1000㎡的符合ISO13485质量管理体系的生产工厂。工厂配有生产车间、仓库和独立检验室等场所设施，制定了规范的管理流程，建立了完善的5S制度；同时引入了专业物料管理系统，实现了仓库可视化和物料追溯管理。工厂经医疗器械药监部门查验合格，预计其“人体呼出气检测质谱仪”年均产能超过200台。

步锐科技GMP标准生产工厂（图片来源：步锐科技）

审批、临床、生产“万事俱备”，“大刀阔斧”先发开垦千亿市场

呼气质谱检测技术作为新兴的呼气代谢组学的基础，近年在疾病诊断领域取得了巨大的进展，相关呼气疾病诊断技术呼之欲出。

中国的呼气检测市场在全球范围内的发展较快、覆盖较广、包容度高，汇聚了国内外大部分的呼气检测产品。国产设备性价比高、服务好，占据了超过 90%的国内市场，因此在这一领域，海外品牌并不是市场竞争的“狠角色”。

从最早专业从事呼气尿素试验产品研发、生产与销售的企业，再到采用传感器技术覆盖了其它新兴呼气检测领域的公司，均取得了不错的成绩。总体而言，目前呼气检测临床应用正处于行业爆发的前夜，呼气检测技术在肺结核、新冠感染等呼吸道传染病领域的应用已得到广泛证实，在乳腺癌和肺癌等癌症早筛领域的应用也备受关注。

以步锐科技、Owlstone Medical为代表的国内外领先呼气质谱检测公司均以自身呼气代谢组学科研平台为基础，与合计百余家顶级医疗机构开展多病种科研合作为途径，不断开发呼气质谱检测成为临床常规检测手段的潜力。步锐科技呼气结核辅助诊断产品即将完成注册临床前研究，目前阶段性结果符合预期，临床应用指日可待。

疾病的诊断、筛查技术不断发展的根本是基础技术平台的创新与完善。步锐科技的呼气检测质谱平台为呼气代谢组学及其在临床应用的发展提供了一个准确、快速、低成本、高通量且操作简单的技术平台。公司目前所处的感染性疾病筛查诊断单一市场价值就高达千亿，这对于早期创业公司而言已然是一片“沃土”；再结合肿瘤等多病种临床基础研究和相关全周期适应症拓展研究等持续开展的科研合作和发展规划，步锐科技在国内呼气检测市场的可及性和巨大潜力令人兴奋！