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IVD行业交流会系列三之分子诊断专场万字干货纪要

2015-8-14 00:50| 编辑: 小桔灯网| 查看: 5318| 评论: 0|来源: 【广发证券医药团队】

摘要: 写在前面的话:广发医药于7-8月陆续召开了POCT、化学发光、分子诊断等多场IVD领域的交流会议,取得了良好反响,获得了二级市场、一级市场以及IVD产业界的广泛关注。为此,小帅儿依旧为您整理了上万字的干货纪要,希 ...
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写在前面的话:广发医药于7-8月陆续召开了POCT、化学发光、分子诊断等多场IVD领域的交流会议,取得了良好反响,获得了二级市场、一级市场以及IVD产业界的广泛关注。为此,小帅儿依旧为您整理了上万字的干货纪要,希望对您的投资有所启发。同时,也诚挚希望您能继续关注我们广发医药在IVD领域后续的研究与服务。

一、分子诊断领域基本概况
     提到分子,像核酸、蛋白、酶等等物质都可以算是分子。但提到分子诊断时,一般是指在狭义的水平上,用分子生物学方法检测核酸的状况,包括表达的水平以及具体结构上的变化,涉及到碱基的变多、变少、位置颠倒等。其总体诊断流程和其他诊断方式很接近,从样本核酸的提取,到核酸信号的放大及检测,以及最后进行的数据分析。常用的技术包括核算扩增,基因测序,荧光原位杂交,基因芯片,还有一些新型的技术等。
     分子诊断其实检测的是遗传物质(DNA)的状态变化。遗传物质的编码决定表达成什么样的蛋白,表达成什么样的蛋白又决定了具体的个体是怎么样的表型,具体的表型又可能影响面对不同的病原体时的症状、进展等。但这也不是事情的全部面目。从疾病的角度看,它为什么会发生以及发生到什么状态,跟个体具体的基因、个体的表型以及环境的影响都有关系,即使我们能把核酸的信息了解得非常清楚,但事实上也并不能100%解释所有问题。过去在不能进行核酸检测时,我们只能依附于其他信号,现在能采用更先进的技术手段了解核酸的信息,无论如何都是一个很大的进步,也拓展了很大的应用领域。

      一般来说,分子诊断在整个体外诊断试剂市场大概占10%左右。目前分子诊断可以大致分为三个部分:临床感染性疾病病原体核酸检测,血液筛查核酸检测,人体基因核酸检测。因为不同生物个体的基因大小、复杂情况都不一样,病毒最简单,相应的,最容易的分子诊断是从病原体疾病开始,就是第一类临床感染性疾病病原体核酸检测,包括乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病等,很多比较常见的临床试剂盒都可以归类为这一类。第二类是血液筛查核酸检测,项目门类较少,只有三种,分别是乙型肝炎、丙型肝炎、艾滋病,但市场份额理论上比较大。目前血筛市场大概23亿的水平,由于国家也在将血筛从比较先进的地区推广到中西部较落后的地区,会带动市场的迅速增长,大概能扩展到10亿人民币。上面两类都是检测病原体,第三类是人体基因核酸检测。人体基因非常复杂,十几年前的人类基因组计划,只检测一个人的全部基因花费大概10年以及30亿美元的代价,但现在随着技术进步,它也从科研课题研究逐渐走向临床。

      通过10年左右世界前沿分子诊断公司输出的比较,占第一位的都是罗氏。2013年罗氏分子诊断的市场份额大概是1718亿美元,大概100亿人民币,国内公司相对于这个数目还有几十倍的差距。国内最大的分子诊断公司是达安基因,每年分子诊断的销售额大概是45亿人民币。中国公司发展很快,国内分子诊断公司还是有很大的发展潜力的。

二、分子诊断应用的发展
     分子诊断同生化、免疫相比技术要求更复杂,整体历史也更相近一些。我国大概在80年代开始早期的分子诊断检测,以传染病为主,进行简单的杂交试验。假设样本中有我们想要检测的病原体的核酸,通过杂交配对检测,这是一个比较原始的方法。从90年代初到1998年之前,随着PCR技术的广泛应用,国内也出现了用PCR技术平台进行传染病检测的高峰。主要方式就是进行PCR的扩增,扩增产物直接进行电泳或者杂交来检测扩增产物的情况。但1998年以前国家没有相关规定,医院比较自由,试剂也没有规范,整体比较混乱。1998年国家叫停临床PCR的应用。几年后随着荧光定量PCR技术的出现,由于它中间不开盖,污染问题与以前PCR、电泳等方法相比有了很大的改进,检测的可靠性得到了很大提高。达安基因、科华的试剂盒产品都从那时逐渐开始,很多其他公司也推出了荧光定量PCR方法平台的试剂盒。2014年以前,一些公司已经开始用高通量测序方法进行无创产前筛查,国家在2014年初对这个技术平台短暂叫停,之后在规范的基础上逐渐放开。这实际上是一个标志,分子诊断进入技术大发展的时期,除了PCR,出现其他新的技术手段,可以对复杂的基因进行更好的检测。

     正如之前所述,90年代时PCR技术比较混乱,原因在于:作为一个简易可行、不封闭的合适的技术平台,知道原理大家都可以使用;PCR可以将核酸进行指数级的扩增,把信号进行指数级的扩大,大大增加检测的灵敏度,医院和一些临床部门等也愿意使用PCR进行检测,比如原来只有百分之十几的检出率,现在可以达到百分之几十,从治疗的角度也有更多的选择性,也这也和利益相关;先前政策法规也比较宽松,相对自由。配套的原料和仪器问题也在那时被解决,比如国产Taq酶开发成功、引物可以国内合成、国内也可以生产PCR仪,总的来说可以以相对廉价的成本获得资源。
     美国分子诊断开始得稍早一些。大概在70年代末,应用液相DNA分子杂交成功地进行了镰刀形细胞贫血症的基因诊断,标志着检验诊断进入基因诊断时代。我国和美国一样都是从杂交开始,但美国现在分子诊断的项目远比国内多。截止到2013年,已经有几千种进入临床检测。中国很多临床分子诊断应用的项目所涉及到的仪器和试剂,要通过CFDA的认证,认证过程比较繁琐、成本也比较大,所以种类不可能提升到非常多。美国除了FDA认证,还有一个LDT的途径,就是实验室开发和检测,上述几千种很大一部分是LDT的检测范围,但局限于实验室内部,和诊断试剂盒产品不一样。诊断试剂盒产品虽然前期成本比较大,但通过认证后,可以直接在市场范围销售,销售部门也不限制,医院、体检中心、第三方实验室都可以运用。但实验室内部开发虽然批准的严格程度松一点,但应用却局限在实验室内部,跟CFDA认证相比,兼顾了监管和创新。

     对比美国和国内诊断应用情况,最大的用户都是临床医院。但美国除了医院,独立实验室也很重要,几乎分庭抗礼,但国内独立实验室份额非常小,与医院相比大概是3%97%的悬殊比例。仅就这小小的3%的份额,在国内起码有好几家主要的第三方独立实验室,各地、各层级上还有很多大大小小的第三方实验室。这种区别的根本原因还是跟利益相关。美国的支付方大都是保险公司,非常看重成本控制,把检测放在医院内部跟外部第三方独立实验室相比成本处于劣势,所以相对有更多的检测在第三方独立实验室进行。但国内检测检验是医院利益很重要的第一部分,医院为了把利益留在内部,就要把相当一部分检测留在内部。

三、分子诊断项目的评价
     评估分子诊断的项目有5个关键点,分别是市场需求,技术和产品优势,产业链地位,开发的难易程度,国家政策

     第一点先看市场需求。目前分子诊断的市场份额最主要的还是感染性疾病。比如分析一家传染病医院一年购买的试剂盒数据,总体上购买的6万多套试剂盒,乙肝检测试剂盒占了大概5万。尽管试剂盒的种类不少,但真正的金砖产品也只有少数几类。从国内一些分子诊断公司的情况看,比如达安基因有证的分子诊断的试剂盒大概是六十多个批号,之江生物大概二十多个批号,圣湘生物也有十几个批号。一般来说,总体有的批号比真正在市场上占主要份额的产品的数量是要多的。其实市场上占主要份额的产品不一定是目前报道的非常多的产品,当然后者也是有很大潜力,这种潜力归根结底还是跟临床需求、技术进步有很大关系。检测试剂盒的用途包括检测病原体是否存在,或者监测整个治疗过程中患者的应答情况等,这都是有区别的。当然发病率高,应用检测的可能性就高。通过目前国家卫计委公布的数据来看,一般我国一个月报道的传染病的数量大概100万例左右,其中乙肝大概占10万例,丙肝2万例左右。还有很大一部分是危害比较低的,比如小孩常感染的肠道病毒,大概占30%,但从后果看远远比乙肝、丙肝、结核等要轻。所以,虽然有些病原体的整体发病率比较高,但由于其引起的后果程度不同也会导至应用分子诊断数量的变化。还有一种情况是,对于某些病原体,临床上已经有了更好的方法进行检测,就不用相对复杂的分子诊断进行检测。一个典型的例子是跟胃癌发展有关的幽门螺杆菌,简单的呼气试验就能够直接检测,而分子诊断相对复杂,跟现有的手段比起来没有优势,没有真正的临床需求。

     第二点是技术和产品自身优势。体外诊断产品的开发周期相对比较短,通常几年时间就有可能从实验室到最后的实际应用阶段,技术创新速度也比较快。技术的发展很重要,评价时要考虑到新技术与原来相比到底能解决哪些方面的问题,为什么能解决这些问题。拿最近很火的基因测序来说,基因测序为什么现在很受大家推崇,形成了一个非常明显的热点呢,就是因为它和以前我们常用的PCR的方法不同,打比方来解释。PCR就好比我们想在一本书中找到一个句子,在这个书里到底是有没有,如果我们只知道这个句子,然后直接面对一本书,这样直接找其实是非常难的。但是有了PCR的方法,我们把句子进行重复非常非常多的拷贝,这样随便一翻书很容易就能看到这句话是有还是没有了。这就是PCR的一个优势。但是PCR只能检测基因组上很短的一段,比如说100bt或几百到1千bt,但是和有些疾病相关的基因变化有可能是在一段很长的基因序列上边,一种情况是占了很长的一段基因序列,比如说,几百个kb或者好几块染色体,或者非常多的位点,这样的情况下,再用PCR这种一点一点检测的方式是很难做到的,也就是说成本是非常大的。但是用新一代的高通量测序,它可以同时扩增非常多的片段然后进行平行检测,再把它拼接起来,也就是说它可以从一个大的角度上进行基因信息的解读,可以进行和癌症相关的基因突变的检测或者和药物代谢相关的基因检测以及对比较复杂的基因检测,有很大的用武之地。
     另外再举一个例子,一种和直肠癌筛查相关的产品,叫Cologuard,是美国一家叫Exact Sciences的公司这两年才推出来的。它好像是去年通过了美国FDA的PMA,PMA相对来说是一个挺严格的审核,通过它就可以在市场上公开销售了。它主要解决的问题就是对结直肠癌的筛查,针对中年人群直接通过粪便样本(这种样本相对比较容易取得)进行指标的计算,这里边涉及到了DNA甲基化位点的检测,以及和癌症相关的基因突变位点的检测,来进行结直肠癌可能性的推测,因为它得到是一个数值,如果这个数值大于某一个程度,就有得结直肠癌的可能性,数值越大可能性越高,在这个可能性的指导下再进一步进行结肠镜的检测,这样就更有针对性了,使一般的人群也更容易接受。在这种技术之前,是通过FIT的技术直接检测粪便样本。这两种方法对于筛查的敏感度有一个挺明显的区别,比如说93%对73%,尤其是对于大一点的比如大于1厘米的癌细胞病变的敏感度,明显比FIT要高,所以对于使用者来说,它是很有益处的,基于这种很明显的益处的情况下,大家也愿意为了它而付费。这样就体现出一个产品、一种技术,它一方面为了解决一个平常不太容易解决的问题,或者说这个问题有挺多人会涉及到,这样就决定了这个技术铺开的程度;另一方面,这个又跟癌症相关,很多人会重视,大家也舍得为它去花钱;再就是说它和以前的技术比起来,它就是有很明显的进步,这就更进一步让大家愿意为它投资了。

     第三,再说说这个项目涉及到的公司,或者说涉及到的产品在产业链中的地位。对于分子诊断这个整个的产业链,一般来说就是上游中游下游,上游就是原料和一些基本仪器的供应商,比如酶、抗原、抗体或者在分子诊断里边的聚合酶、反转录酶、一些探针,这些都属于原料里边的。分子诊断产品的试剂的制造商,比如说达安基因、科华、之江、圣湘以及厦门艾德这种其实是生产商,会生产出直接面对临床用户的试剂和仪器。到了下游的就是直接使用这些仪器或试剂的用户,包括医院、疾控系统、第三方医学实验室、体检中心、血站。因为这三个门类所处的地位不同,所以受到的调控和竞争的激烈程度都是不一样的。这张ppt上是举了一些例子,也就是说上游中游下游都是一些什么样的企业在参与,他们的产品主要是什么样的,他们又跨越了什么范围。打个比方来说因为他们所处的上下游的环境不一样,所以说起码他们的销售渠道就很不同。对于原料生产商来说,用户的种类不会很多,一般他就是针对使用它仪器或试剂的中游的生产商,他的销售模式会和后边的很不一样。对于试剂和仪器的生产商来说,他们的产品要销售到下游的医院或者体检中心。因为国内不同省份有着非常复杂的不一样的规范,各个医院也许也有着各式各样的土规定,所以想要一家企业来直接面对这么多不同省份的医院或者不同地域的不一样的要求,一家公司是很难靠自己的销售能力来实现这么多不同的需求的。所以对于中游的生产商来说,他们更喜欢走代理的这种销售模式。最后对于下游来说,比如医院,他们的用户直接就是他们医院的门诊病人、住院病人。第三方体检中心的样本也要涉及到和医院的合作。总之他们的模式是非常不同的,所以考虑一个具体的项目的时候,也要考虑和它相关的企业或个人或团体在整个产业链中的地位,由于地位的不同,使他们会面对什么样的困难和作出什么样的努力和重要的改进,或者投资的方向都会是不同的。

     第四,说一下体外试剂开发的流程。首先要有一个生产的许可,也就是说可以在一个严格的条件下生产。对于一个具体的产品,有一个前期的可行性验证、或者后面具体确定这个生产工艺和临床试验,还要通过国家质量体系的考核以及国家的检验,总之有很多复杂的工作包含在里边。这里不细讲,而且这是以前的旧流程,现在的新流程,在时间和内容上也不比旧流程短,只是顺序上有一些变化。

     从产品自身来看,从一个生产商的角度,这里列出了和产品自身相关的一系列重要的地方,首先是产品的定位,涉及到产品的价格、配套设施的代价和人员的要求,以乙肝检测试剂来说,传统来说占大份额的是煮沸法的试剂,核心的提取步骤采取的是一个比较简单的手段,比如说把提取试剂和样本混在一起,直接水浴或者干浴煮一下,然后再沥清就可以进行下一步的检测。煮沸法对产品的灵敏度、稳定性方面表现不是特别好,现在有磁珠法的检测试剂,相比而言更能去除核酸样本中的干扰物质和杂质,相比来说检测结果更加稳定,灵敏度也好。例如煮沸法1ml样本中乙肝病毒的量是500个iu,磁珠法可以缩小到只有几十个iu,有一个明显的提升,但是价格上,磁珠法是几倍于煮沸法的,而且磁珠法的核酸提取仪,有半自动、全自动的,和煮沸发相比,这些配套设施的成本更高。不同检测的产品和方法、人员有关,涉及到人的手工操作,所以对工作人员的要求也是一个考虑点。磁珠法在产品的价格上提升了、设备成本也提高了,但是工作人员的要求却降低了,因为很多步骤由仪器进行,所以减少了人的操作中误差。对产品来说,很多地方要综合考虑,不同方面从不同角度影响产品的市场接受度。

     回到产品自己本身,体外诊断试剂一般涉及这些很常见的性能:灵敏度、特异性、稳定性、定价能力,对核酸来说还涉及到样本抽提,对这些进行产品开发的时候都会考虑。但和其他产品一样,研发的投资决定了这些性能能够达到什么程度。比如拿我国常见的肝炎病毒检测试剂来说,一般来说二级医院和小一些的医院和第三方检验中心这种对成本要求高的地方,一般使用国产试剂;三甲医院等一般使用罗氏的试剂,罗氏的产品的这些性能指标很大程度上确实是比国产试剂可靠且稳定的,根本来说就是大家做投资和研发的代价是不一样的。

     下面是质量把控,涉及到生产时候的要求,对生产的工艺、生产场地的环境、设施、条件、人员的素质、GMP及各种项目执行的程度都是有关系的,但原理和前面一样,好的质量和成本是挂钩的。

     再一个就是售后完善,一个产品上市之后,产品周期总归是有好几年的,所以从一开始到推广到被大家接受的过程中会出现一些或多或少的问题,想通过研发人员解决这些问题是不现实的。从国外的经验来看,在技术支持团队方面下很大的力量,对用户来说,从用户体验或者感受到的服务角度来增加产品的接受度,更好的解决产品使用当中出现的问题。这是很多国内公司重视程度不够,也是临床用户经常反映的问题。很多产品最终是要经过CFDA获证才行,因为分子诊断产品是属于第三类,所以对临床研究是一个很重要的一块,现在的趋势是对临床研究的要求越来越严,比如用临床做实验来判断产品对临床有什么应用价值、样本的来源是不是比较容易获取。有些样本,例如一些挺罕见的疾病或者突然爆发的疾病,如埃博拉病毒,其实从技术来说,从可行性的角度来说很容易开发出来,但是临床样本很难获取;另一个例子是肿瘤的组织样本,这种样本和病人手术获取组织有关,和直接的血液、尿液、唾液、痰液等样本获取的难易程度是有差别的。

     从结果上来说,分子诊断产品检测是单一的靶标还是多重的靶标,在临床研究中也是很重要的方面,但是平时的报道中不能感受到这种差别,人们更容易被多重性或者一个检测覆盖几十种情况的这些所吸引,但是从实际来看,从国家的接受度和自己进行临床研究的难易程度来说,单个靶标和多个靶标好不好做的区别是非常明显的。

     第五,就是相关的法规与制度的调控。如国家出的行规和行业标准、对具体检测项目的指导原则、对技术平台的认可,就是说对一整套流程,从公开的角度来看,试剂、仪器两方面都需要被认可,这也会影响到产品在市场上最终的可接受度。比如说试剂可以通过,但是如果相关设备在国内还没有得到认证,就比较麻烦。如前一阵的无创产筛,华大、达安基因获了证,它们就是试剂和仪器同时获证的,这就是为了解决这里的问题,免得两面不同步影响到市场上公开认可的使用。这里还提到一个靶标的认可,因为分子诊断总体上来说都检测核酸,但是核酸也分很多,有DNA,RNA,小RNA,非编码的RNA,循环的肿瘤DNA等等,这些不同的核酸类型在基础研究中都有了很多文章和研究成果,但是把他们转化到具体应用中,可接受度还是有明显区别的。举个例子,miRNA,是个小RNA,基础研究发现小RNA和表达的调控很有关系,很多癌症病人与正常人相比,miRNA的表达模式和量多量少是有区别的,这个在基础领域中红火了几年,按理说应该能进入到临床的实际应用。但是到现在为止,美国那边还没有FDA关于miRNA检测靶标的直接认证的产品;国内来说,如果自己开发这样的产品,去申报、认证,国家也是暂时不会批准的。所以说有些东西从研究转化到临床应用,其中有跨越。

     从根本的角度来说,国家需要一个挺有说服力的临床研究的结果,尤其是对于新的靶标或者新的技术形态来说,肯定是需要很强的证据。这方面的另一个例子就是跟癌症相关的,融合基因的检测,现在很多地方还是用荧光定量的方式检测,因为这种方式大家比较认可,虽然麻烦,但是接受度比较好。一些公司也有一些其他的分子诊断方式比如PCR的方式来进行检测,从国家的角度来说,因为这个方式和传统的标准明显是不一样的技术平台,所以临床的研究的要求明显高一档。打比方来说,以第三类分子诊断试剂来说,我们通常要求阳性病例300例,三家或以上的临床单位就可以进行,进行的时候就是把自己的试剂和市场上公认的试剂做比对,比如说同样一个样本,它做的是阳性,你也是阳性,它是阴性你也是阴性,这样符合率很好就是很好的临床结果。但是对于新的技术平台,国家的要求往往不限于这一点,会要求对病人会进行进一步的跟踪,或者临床检测的范围会进一步扩大,等于说是在一个更可靠的基础上决定新技术或者新靶标的可靠性。所以这也是对一个项目评估时要考虑的地方。再一个就是应用渠道,也就是下游应用的地方到底是医院还是第三方实验室,因为分子诊断也分相对简单的和相对复杂的,相对简单的来说不管是第三方还是医院都可以进行,但是医院更倾向把简单的容易做的检测控制在自己这边,一般来说像高通量测序和二代测序会放在第三方实验室进行。所以说你这个产品是什么样的门类,是复杂的还是简单的应用,也会影响到你下游的渠道指向哪一个方向。

     最后关于产品是不是进入了各个省份的定价系统或者进入检测项目的名单,这也会影响你的接受度。因为各个省份有自己各种各样的规定,不完全一致。打个比方说,乙肝项目普通的检测,有些省份不管你怎么检测都给一个统一的价格,但有些省份可能会根据你用的是进口还是国产试剂,用普通的定量方法还是灵敏度更高的还是超敏的定量方法,会有不同的价格。这样有些高性能高成本的试剂,你在统一定价的省份销售就是不利的,在分开定价的省份是有利的,所以要具体情况具体分析。这样就大致讲了一下对分子诊断项目的评价,这么说方方面面的要综合起来看,确实蛮复杂的。

四、分子诊断的市场化情况介绍
     下边进行分子诊断应用方向的介绍,是从两个不同的角度来看问题,一个是从应用领域的角度,你是解决了什么问题,如感染性疾病、血筛、个体化用药、肿瘤个体化治疗、遗传病检测、液体活检;另一个从技术平台的角度,基因测序、核酸扩增、基因芯片、微流控芯片、单细胞测序。对同样一个应用领域会有不同的技术平台,同样的,一个技术平台也能应用于不同的应用领域,但有的技术平台更适用于某一个方向,会在某一个应用领域中更有优势。

     首先说感染疾病,目前来说,依然是分子诊断中最大的市场,也可以认为是一个持续需求的市场。美国的分子诊断项目很多,分类很多,其中市场份额最大的项目还是性病检测,依然属于感染性疾病一类。从感染性疾病本身来说,可分为血液传播疾病、性传播疾病、突发公共事件以及现在逐渐被引起重视的院内感染病原体的鉴定,例如多重耐药性金黄色葡萄球菌。这些在美国的重视程度比较高,在中国即使做这类检测也是通过培养而非分子诊断的方法。
     前面也有提到过血筛。我们国家规定对所有的血液制品都要进行8个检测项目的检测,而传统的许多检测项目是由免疫的方法进行理论上的检测,而现在可以用核酸的方法对HDVHCVHIV进行检测,优势在于灵敏度提高,同时还有一个窗口期的概念。窗口期就是说一个人确实感染了这种病毒,但是从他感染该病毒到感染状态可以被检测手段检测出来中间有一段空白期,这段空白期称为窗口期。例如,对HCV来说,窗口期有非常明显的区别。HCV也是一个非常严重的感染性疾病,因为它是没有疫苗的,而且治疗也非常麻烦。HCV的检测用ELISA法,窗口期有72天,但是用核酸的方法,窗口期可以缩短到13天,换句话说,从血液治理的安全度可以得到大大的提升。我国从目前的情况来看,一年的血液制品大概为几千万袋,每袋平均进行核酸检测的成本大概为几十元,国产的价格略低,国际品牌的价格稍高,但是这样的差价是值得付出的。这也是国家要求的在全国范围内进行核酸检测的补充和推广。2015年,大部分地区70%-80%的血站血筛都要被核酸所覆盖。所以会带来总体上市场很明显的增长,有望从23亿的水平增长到10亿元的水准。从市场上来说,国内的一些公司,例如达安基因、科华和北京的万泰等,万泰原本主要做酶免的血筛,有很大的市场,现在也推出了核酸的血筛,虽然出的比较晚,但是有酶免血筛的基础,现在涉及大规模的核酸血筛的推广,所以说它也许会占到比较多的份额。

     接下来介绍个体化用药指导,最近大家的关注程度越来越大。几年前,医院或医生还没有这样的概念,现在也开始渐渐有这样的概念,这一块的特点涉及到人的基因本身的多态性、位点、可能影响到药的代谢以及用药量多少的关系。检测的基因可以认为体细胞的基因大致上是一致的,也就是说,有样本、进行一步这样的检测,可以认为检测的结果是不会改变的。检测量主要受两方面影响,一方面涉及到这么多药物以及基因位点的研究,从此方面看,量会很大。但另一方面,受到体细胞基因的特点影响有些只进行一次,不像传染性疾病或者药的监测性检验来说是反复进行的。具体情况也不好说,比如青霉素,有些人已知自己是不过敏的,但是再次注射的时候医生还是会要求做皮试,所以说这方面还是一个很有前景的方向。

     再一个就是肿瘤个体化治疗。跟前面讲的有点像,不同之处在于针对人体内少数突变基因进行检测,不是泛泛的检测,与前者相比难度和复杂性大大提高。肿瘤的特异性强,可能不同位置的肿瘤细胞基因型有区别。它和肿瘤的发病率、重视程度以及靶向药物逐渐的开发都有一定的联系,这一领域是一个比较有前景的方向。制药厂本身在向这个方向努力,因为不单单看靶向药物,从检测的角度也会跟从市场需求,向这个方向努力。

     另外就是遗传病的检测,主要有无创产筛、胚胎植入前和耳聋基因检测等。人类的单基因遗传病大概有7000多种,相对而言比较容易确定。有些多基因遗传病,例如高血压,因为受很多基因影响,所以到目前也没有很明确的指标判断,所以一般还是针对靶点比较明确的进行检测。虽然个体上发病率很低,但是整体上还是有一定的概率。对于一些人来说还是愿意花费这一部分代价来确定发病率,尤其是胚胎植入前遗传学诊断,因为有时夫妻双方已经确定是某种遗传病的携带者或患者,他们还是希望进行试管婴儿确定下一代没有遗传缺陷的,这样可以通过胚胎植入前诊断来确定。这也说明技术的发展开拓了很多应用领域。

     接下来是液体活检。液体活检对癌症病人有一个好处,就是不用反复通过手术手段进行获取组织样本,可以经常通过抽取血液来进行检测。目前也有很多技术手段进行这方面应用,但是成本略高。比如对循环肿瘤细胞的筛选,对于病人而言,是通过几毫升的血液筛查,筛查出肿瘤细胞的过程大概每次需要几千人民币。

     再就是很红火的基因测序。测序仪比较典型的有一代的3730,二代的Illumina这是最有名的,现在来说,大概占全世界60%-70%的份额。还有罗氏的454,虽然目前不再生产和开发,但是罗氏并没有放弃高通量测序,它现在和新一代的测序的技术公司合作,归根结底罗氏还是希望在这一方面有所作为的,尤其它想把高通量测序和肿瘤的个体化治疗结合起来。再就是ABI,相对来说比较小,产品比较低,和有些应用项目结合起来反而更有优势,比如说Illumina的测序仪完整周期需要几天,但是这种小型的,检测比较少,时间更短,而且成本更低。总体说来,一代测试的碱基数虽少,但是精密度比较好;二代的通量高,但是仪器昂贵,分析成本也比较昂贵。
     另外就是核酸扩增技术,其中最著名的就是PCR,除此之外还有恒温核酸扩增。恒温核酸扩增就是把PCR的技术分解开来,最初双链DNA要变成单链才会有合成的模板,对于恒温扩增不是依赖温度的循环产生模板,是通过一些酶的解旋把链消化掉,来获取模板。

     此外就是基因芯片,它是一种杂交的方式。基因芯片不同于原始分子诊断的杂交,它需要在一个很小的面积上附有非常多的探针,也就是说可以用很少的样本以及很小的样本体积、很少的时间进行一个大通量的检测位点的检测。
     另外一个热门的就是微流控技术,它也是很小的,像芯片一样的东西,里面有很小的管道。样本加入之后,通过在管道中流转,以实现对无机离子、有机物质、蛋白质、核酸以及其他生化组分的准确、快速和大信息量的检测。只要将样本加入,后续的分离、检测以及显示数据的过程都包含在芯片之中。在方便之余,成本也会比之前技术高一些。若微流控与PCR结合起来,也会有一些新的应用方向。

     还有一个很有用、很有趣的技术手段,叫做单细胞测序,优势在于不是所有细胞混合一起进行混合核酸检测,而是将单个细胞中的基因状况区分出来。例如确定试管婴儿的健康,就需要这样的手段。另外一个优势在于,PCR是指数级扩增,如果其中任何一步出现错误,最后的信号也会出错,而单细胞测序像复印机一样,把细胞信号一次次复印,即使出现错误,也只是某一张出现错误,不会出现大比例的错误,所以在假阳性的角度上控制的不错。

五、分子诊断应用发展趋势
     第一个是政策的影响。从去年起,出台了一系列的法规,政府对这方面规定的越来越严格,越来越细,和九十年代是完全不能相比的。一些重大的新政策也会对此产生一定影响。例如新版医疗器械监管管理条例,其影响在于,对于临床试验资料的强调,而且对进口的体外诊断试剂也有更高的要求,所以倾向于利好国内的体外诊断试剂的研发生产。所以国家希望临床用户优先使用国产的医疗器械,这些政策总体上产生一些有利的影响,但是对生产商和应用商都提出了更高的要求,也就是说谁在软件或者硬件上做的更好,谁就会有优势。

     这里重点讲一下人乳头瘤病毒(HPV)的核酸检测,这一块也是分子诊断中一个非常大的市场。目前国内的市场大概是几亿的规模。去年,美国FDA批准罗氏的HPV产品的PMA,也就是说允许罗氏使用它的分子诊断HPV试剂盒进行宫颈癌的筛查,也就是说扩大了临床的用途。例如一个诊断试剂项目,用于具体的病例筛查和具体的病例检测,它们的使用量是不同的。如果设计一个产品,可以做到筛查的程度,意味着销量可以得到一个很大的提升。这是好的方面,跟这种销量提升挂钩的,也就是临床用处的改变也带来临床研究的要求改变。例如国家新发的HPV核酸检测试剂的指导原则意见征求稿里面要求,如果预期用途为筛查,临床要求1万例的样本,而且要求3年的随访,这样的要求和过去相比临床的要求是天壤之别。过去的要求可能几十万就可以做下来,但是按照目前的要求可能需要上千万的代价才会完全符合这样的准则,这是对技术和资金能力都提出了挑战,当然这也给龙头公司带来了机会。

     分子诊断的发展趋势为自动化、高通量化、即时化。因为同生化和酶免相比,分子诊断的一体式做得略逊一筹,大部分还是手工操作的,自动化仪器还比较少。全自动一体机、核酸自动抽提或者微流控芯片这些都是符合上面要求的。还有就是检测项目的多样,例如比较单纯的感染性疾病。目前感染性疾病还是主流,但是其他的项目也已经有非常快的速度向前发展,比如测序的应用、液体活检的应用。同时要求检测信息的更精确化,刚才所提单细胞测序就是其中一种,数字PCR也是一种,同常规PCR相比,有一个绝对定量的概念,样本中具体有多少个可供拷贝的病原体有一个比较精确的估计。另外检测信息的量也是快速增长,这也和大健康、大数据积累和精准治疗是相关的。分子诊断起初只是诊断一种疾病,也就是病原体的基因,基因组往往也很短很小。人的基因也是从位点的突变或者大规模的缺失、移位或融合。从点到线再到面,再到完整的基因组,从了解信息来说,和二代测序类似的,二代测序本身这种高通量、大规模读取遗传信息的技术必定是未来的重点。

     随着产业信息量的增长,例如各个产业会采用何种手段来进行分析,根据检测信息的不同,有不同的技术平台,有相对的优势。在应用层面上,总的趋势是由原来主要的感染性疾病迅速扩展至其他的,伴随遗传学诊断,以及药物基因组的检测,变化还是很大的。医疗机构方面,临床检测跟项目有关的项目从2007年的28项但是到了2013年增加到135项,尤其现在新技术出来以后,预计以后增加得会更加迅速。分子诊断无论是对疾病的预防、确诊或者愈后,都有很大的帮助。之前主要集中在确诊或者治疗相关的方面,但是随着技术的进步,越来越多的更多的投资,必然会把它的应用扩张到一个全面的地位。

     精准医疗和测序与非常大的样本是量相关的,即使不涉及到最后的临床应用,精准医疗本身研究的领域已经是一个很大的市场了,它号称要招募100万志愿者的样本量。每个样本的检测费用以及样本的储存、分析都有进一步的应用,所以研究本身也是一个很大的市场。

六、挑战与思考
     总体上,这是一个很复杂的领域,优势在于经常会出现新的技术或应用,所以大家要考虑众多的技术平台到底哪些比较好用,或者根本上来说看它能解决何种问题,换言之,如何解决实际需求,和过去相比是否开拓新的应用领域,或者同样的应用和过去比是否更有优势,无论是成本或是准确度的优势。第二点是政策的影响,政策对产品的要求一定是越来越严格,但是对产业的支持会越来越多。第三点是对公司上下游体系整合的考虑。拿罗氏举例来说,它本身包含原料、诊断试剂等,所以对于国内的公司来说也会在这些方面有所思考,也可以看见不少公司也是这么做的,例如迈克、美康等,既做试剂,也慢慢开始做第三方诊断服务。这些都是值得思考的。


  联系人:马帅(18321356864,也是微信号)

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