免疫诊断是IVD中规模最大的子领域,占比35%左右,增长迅速,是当下推动IVD行业发展的主要动力。 ▲IVD行业各个细分领域在整体市场中的占比 免疫诊断的技术历经了多个发展阶段,从放射免疫、酶联免疫、免疫胶体金到化学发光技术(主要是直接化学发光和电化学发光)、流式荧光技术等。 市场对该板块的技术革新反应明显。新技术、新产品的推出可以快速取得市场优势。其中,
这两种技术在免疫诊断市场各领风骚,究竟是否到了一个转折关键节点?医趋势带你一探究竟。 化学发光——诊断市场的主导技术 体外诊断行业发展早期,生化诊断一度占据市场最大的份额。不过当化学发光技术出现后,化学发光技术凭借极高的检测灵敏度和全自动快速便捷的检测方式,驱动免疫诊断快速发展,近年来已超过生化诊断成为了体外诊断中规模最大的子领域。 从国际市场来看:化学发光免疫诊断已经基本实现对酶联免疫法的替代,占到了免疫诊断市场90%的市场份额。 从国内免疫诊断细分市场来看:化学发光占比从2011年的50%提升至2017年的73%,占据绝对优势,且尚有较大的发展空间。 ▲国内化学发光免疫占免疫诊断市场比例变化趋势 海外巨头垄断,进口替代刚刚开始 国内化学发光市场目前有200亿左右的有效容量,随着存量市场的技术迭代和增量市场的增长,容量将进一步扩大。 ▲国内化学发光市场集中度高,四巨头占据了80%以上份额 从市场份额来看:
未来,免疫诊断的进口替代是大势所趋。且随着国内企业技术的进一步升级和产业政策的助力,有望迎来进口替代的加速。进口替代模式中,既有凭借部分优势项目直接切入高端市场进行进口替代的,亦有凭借性价比和渠道优势在中低端快速扩张然后向高端渗透的。 ▲国内化学发光行业竞争格局 从检测项目来看:
从分类来看:
从客户群体来看:
化学发光已接近检测能力的极限 尽管在过去的二十年里,化学发光技术快速发展,但究其本质而言,化学发光技术在检测原理上近50年没有任何改变。可以认为,化学发光技术已经接近其检测能力的极限。
单分子级别的免疫检测 单分子免疫检测技术成为近几年海外在免疫检测技术当中最趋之若鹜的方向——通过对单个抗原分子的直接计数实现定量检测分析,从检测原理上打破了现有发光体系检测灵敏度的瓶颈,灵敏度远超化学发光。 目前全球范围内,已商品化的单分子级别免疫检测的技术平台仅有美国Quanterix公司开发的SiMoA系统,以及德国默克去年开始推广的SMCxPro系统。 Quanterix——全球首推SiMoA系统 2007年,David Walt在美国创立了Quanterix公司,首次推出SiMoA单分子酶联免疫检测技术。 ▲David R. Walt教授
由于SiMoA技术远远领先于现有的各类免疫诊断技术,其单分子水平的检测能力更是被认为“将改变整个蛋白标志物检测市场游戏规则”,因而深受资本市场的认可。 2012年9月,生物梅里埃获得Quanterix公司SiMoA技术平台的全球独有权,在SiMoA平台开发超高灵敏的诊断试剂。但合作只持续了6年,2018年9月,Quanterix公司宣布终止授权协议,收回SiMoA平台的技术专有权,并将SiMoA授权给其他厂商进行围绕开发。国内也有一些厂家采用这种方式进行合作。 SiMoA技术有效应用于肿瘤、神经、感染、心血管、免疫炎症等领域。目前一些制药公司,例如诺华、辉瑞、罗氏、礼来等,以及服务公司,如美国MYRIAD RBM,都将SiMoA技术用于细胞治疗,检测低丰度的细胞因子等蛋白标志物以及细微的浓度变化,积极推动临床研究与细胞治疗的产业化进程发展。 德国默克——SMC第一代系统
▲SMC第一代检测设备Erenna与第二代检测设备SMCxPRO 继SiMoA系统之后,
Erenna以其对蛋白标志物超高检测灵敏度,大动态范围,灵活的实验方案和可自行开发检测试剂盒等特征,获得了全球众多著名制药公司的青睐,包括艾伯维、辉瑞、诺华、默沙东、罗氏、GSK、杨森、欧陆(Eurofins)、第一三共制药等等,甚至美国FDA也将Erenna单分子免疫检测技术作为新药审查的重要依据,已经广泛应用于新药的药动学,药效学和安全评价工作。 单分子免疫检测有可能成为市场的主流吗? 单分子免疫检测,有希望成为下一代主流技术,在商用中替代化学发光的核心地位吗? 成本高,检测耗时长,临床普及必将面临阻碍 纵观体外诊断技术的发展历程,比如化学发光对酶联免疫的替代,并不是由于技术诞生时间的早晚,而是由于技术的发展解决了两个核心限制性问题:
单分子免疫检测技术,就SiMoA而言,由于操作过于繁琐复杂,使用的盘式微流控芯片生产成本高,以及单次检测耗时1小时以上,远超目前免疫诊断市场中已经能轻易实现的15分钟报告时间。因而,综合考虑检测成本、检测效率、检测试剂稳定性、后期维护成本等因素,SiMoA系统在推广至临床诊断市场时必将面临阻碍。 而SMC系统尽管已经在一代系统的基础上进行了显著改善,但单次检测依然需要超过4个小时。综合来看,SMCxPRO依然只能用于科研级别检测分析。在临床普及上,尚有许多问题需要克服。 成为分子检测与免疫检测平台统一化的可行桥梁 但值得注意的是,单分子免疫检测技术为分子与免疫的检测实现检测技术平台上的统一提供了思路。
技术平台的统一,意味着客户可以在统一检测仪器上开发出更多的检测项目,既增强了检测的便利性又提升了仪器的使用效率。能降低检验科室的空间资源成本、人工成本、设备终端采购成本、维护成本以及试剂成本,更有可能从根本上杜绝核酸扩增过程中产生的气溶胶污染问题,并显著降低分子诊断的耗时。 未来免疫诊断的进口替代是大势所趋。随着国内企业技术的进一步升级和产业政策的助力下,有望迎来进口替代的加速。 化学发光技术属性更强,且目前国内已有部分技术优势的企业出现,仍然是未来3-5年体外诊断最优质的赛道之一。而单分子免疫检测与传统检测技术相比,或许核心意义并不体现在能对现有的体外诊断系统提供多大程度的改善,而是为将来体外诊断市场的纵向拓展提供了多大的可能性。技术平台的统一,已经是可以预期的未来。 在IVD近50年的化学发光免疫世界里,是否和肿瘤一样,会产生质的变化和概念性的颠覆技术突破,并且能如Illumina一样在商业上一骑绝尘,我们拭目以待! 本文观点参考:《免疫化学发光并非万能,单分子免疫检测未来可期》 作者:官志超 厦门大学硕士 |