编者按:
作者简介
邵俊斌
《全国体外诊断产业发展蓝皮书》编委
全国卫生产业企业管理协会实验医学专业委员会委员
上海之江生物科技股份有限公司 董事长
浙江大学,科学博士,曾在国家重点实验室浙江大学传染病研究所学习和工作,发表文章24篇,参与著作编写一本,其中作为第一作者的建立的“乙型肝炎病毒(HBV)cccDNA核酸荧光PCR检测方法”已经发表在病毒检测方法学国际权威性杂志。
在2004年SARS暴发流行期间,主持研究了SARS病原学及其防治策略,研究成果《浙江省严重急性呼吸综合征SARS病原学和防治策略研究》最终获得浙江省卫生厅科技进步一等奖和浙江省科技进步二等奖。
于2005年创立了上海之江生物科技股份有限公司,担任企业法人及总经理,全面负责公司的项目研究和企业运作。经过十余载的拼搏与奋斗,之江生物目前已经成为国内分子诊断领域的龙头企业之一。主持研究的科研成果“生物安全相关病原微生物检测新技术和新产品”获得2011年度国家技术发明奖二等奖。参与研究的《磁性纳米微球可控制制备技术与分子诊断试剂盒》获得上海市技术发明奖二等奖。
作为项目负责人,主持了国家十二五课题3项,上海市级项目9项,另外先后参与国家十五课题1项,国家自然基金2项,浙江省科技厅重大项目1项。2014年获得上海市领军人才称号。多年来热心公益事业,带领企业积极参加各类社会慈善公益活动,并多次获得相关机构赞誉和嘉奖。
分子诊断市场概况分析
分子诊断市场始终保持着较快的发展速度,全球分子诊断市场发展速度达到10%以上,而我国随着基因测序等的兴起,市场增速超过20%。对于目前国内的企业,荧光PCR试剂依然是分子诊断主要的应用产品。PCR领域的仪器与试剂均已国产,荧光定量技术在临床诊断广泛应用。基因测序主要通过服务的方式,越来越多地应用在生育健康、肿瘤防控、病原分析、移植配型、复杂疾病等领域。
一、分子诊断市场结构
分子诊断市场的热点仍然集中在感染性疾病的诊断、肿瘤易感基因检测和优生优育相关的筛查方面。近年来全球分子诊断市场规模不断增加,据《中国分子诊断行业分析报告》数据显示,2015年,全球分子诊断市场规模已近60亿美元,预计到2020年将增至93亿美元,年复合增长率达9.3%。从国内市场来看,据统计,从2014年到2016年每年新注册报批的分子诊断试剂数量平稳保持在120余种;而分子诊断服务项目的范围和种类增速迅猛。
截止2016年底,在CFDA注册并处有效期内的分子诊断试剂有449个,其中感染性疾病诊断的应用占71.3%,肿瘤、遗传、代谢相关的人类基因组的检测应用占28.7%。其中,于2016年报批的诊断试剂为125个,含92个病原体基因检测产品、33个人体基因组基因检测产品。
从卫计委公布的《医疗机构临床检验目录》中,分子诊断项目从 2007 年28 项增加至 2013 年的 145项。2013 年分子诊断项目中,感染性疾病为 89 项,占比最大,其次依次为遗传相关检测 25 项,肿瘤检测17 项,用药指导 10 项。随着第三代测序、基因芯片等新技术应用,临床分子诊断项目的数量有望继续增多。目前,在临床应用的病原体基因检测产品主要用于妇科疾病、消化道疾病、性传播疾病、肝炎、呼吸道疾病等检测。其中,针对人乳头瘤病毒(HPV)、乙型肝炎(HBV)、肠道病毒71(EV71)、沙眼衣原体(CT)、结核(TB)等病原体相关检测临床需求较高,有较多的已注册产品,市场竞争也较为激烈。而像嗜肺军团菌核酸检测试剂盒,CFDA 批准的生产商只有 1 家。
图.国内病原体基因检测产品的应用格局
因HPV检测试剂各企业产品涉及的型别和检测组合方式差异较大,无法进行细分,但基本以高危型HPV为主,所以均纳入妇科类产品。通过HPV检测产品也反映出,国内分子诊断产品应更接近临床应用场景。HPV低危型别不会引发宫颈癌发生,根据《人乳头瘤病毒(HPV)核酸检测及基因分型试剂技术审查指导原则》,宫颈癌筛查(机会性筛查和计划性筛查)检测中不应含有HPV低危型别,以免带来过度治疗和受检者心理负担。
图获证产品检测病原体分布
目前,人体基因诊断试剂获证注册产品有132种,主要集中在K-ras突变检测,地中海贫血病,EGFR突变检测等方向。
二、分子诊断的业务形态
分子诊断企业按照主营业务可分为三种:产品、服务和原材料、技术。
(一) 产品
产品型企业以分子诊断试剂和仪器两类产品的研发、生产和销售为主营业务。常规临床检验典型代表有之江生物、透景生物,血筛核酸检测(NAT)市场典型代表为科华。在仪器和试剂的营收占比方面,各企业有所不同,2015 年致善、之江和百傲分别达到 76%、95.6%和 96%。
国内分子诊断试剂分为核酸提取试剂、核酸检测试剂,菌实现了国产化。检测检测试剂发展较为迅速,2012 年国内市场占有率达72%。因优良的品质很多已通过CE注册作为国际贸易出口国际市场,也使中国的分子诊断产品享有越来越高的国际知名度。2016年CFDA进一步提高分子诊断试剂注册门槛,对试剂企业提出了更高要求。
分子诊断仪器主要包括:核酸提取仪、PCR 扩增仪、核酸分子杂交仪、基因芯片仪和基因测序仪等。国产分子诊断仪器占比相对较小,2012 年占比为 45%。在技术相对容易攻破的中端仪器领域,如核酸提取仪、PCR 增仪、核酸分子杂交仪、基因芯片仪国产化已经成型,国产产品占据了主要市场。核酸提取仪国产优于外资品牌核酸提取仪方面,目前 CFDA 批准的国内和国外厂家分别为9和3家,国内仪器相比于国外,在通量,处理时间方面,国产仪器普遍优于国外仪器,说明国内厂家在核酸提取仪已经走在前列。
目前 CFDA 批准了 10家国内厂商仪器的14款 PCR 扩增仪器,另有7款为国外品牌。国内厂商仪器普遍价格更低,性能也能达到外资品牌的水平,显示出荧光PCR技术在国内分子诊断中较高的国产化水平。CFDA 共批准了 12款核酸分子杂交仪,其中9款为国内品牌。基因测序仪国产化刚起步,但也有 7 款国产基因测序仪器获得 CFDA 批准上市。2016年医疗设备分类进行了调整。
产品为中心的企业也逐渐“从试剂供应商逐步转为解决方案供应商”,例如之江生物立足荧光PCR技术平台,开发出系列核酸提取试剂、近30种检测试剂、2款核酸提取仪、1款核酸提取与PCR系统构建工作站,可以根据医院的需求提供个性化检验解决方案。
在血筛核酸检测(NAT)市场,产品型企业典型代表为科华。由于我国总人口数量较为庞大,采血量距离基本保障水平仍有巨大缺口,因此血筛市场空间巨大。血筛核酸检测因可以大大缩短“窗口期”并提高检测灵敏度,在全球主要发达国家普遍推广。如HBV(乙肝病毒)的检测,单人份核酸检测和混样核酸检测窗口期分别缩短了 29%和 22%;且检测灵敏度大幅提高,PCR检测可达 10-12级别(ELISA灵敏度为 10-9级别),相当于提高了 103倍。2012 年,国务院《中国遏制与防治艾滋病“十二五”行动计划》便要求积极推进血液筛查核酸检测(NAT)技术推广工作,到“十二五”末基本覆盖全国,2013 年 5 月卫计委发布了关于印发全面推进血站核酸检测工作实施方案(2013—2015 年)的通知(方案),提出了NAT推广的具体时间表,强调 2015 年实现基本覆盖全国。2015 年 2 月,卫计委和财政部联合印发《关于做好血站核酸检测工作的通知》,要求在集中招标采购方面,优先选择国产核酸检测系统及试剂,政策支持血液筛查核酸检测的意志坚定。2016 年,血液筛查核酸检测市场规模预估为 11 亿元。其中科华生物 2013 年市场占有率已达 25%,
(二) 服务
服务型企业以在分子检测服务技术平台上,提供分子检测及方案、报告为主营业务。典型代表华大、贝瑞和康、诺禾致源、药明康德等。此外,达安、圣湘也已推出一定的服务项目。目前主要的服务项目可分为生育健康类、肿瘤类、营养代谢类及高血压、心源性猝死等基因检测。基因测序技术和ctDNA技术的问世为分子检测服务的蓬勃发展奠定了基础。2015年7月,国家食品药品监督管理总局发布相关公告,目前仅有基于NGS平台建立的胎儿21/18/13-三体综合征的产前基因诊断技术获批应用于临床。而其他的服务项目尚处于监管的灰区。
生育健康类包括流产组织染色体异常检测、胚胎植入前筛查/诊断、新生儿基因检测等,还包括了目前最成熟的无创产检(NIPT)。无创DNA产前筛查与诊断试点正式取消。10月27日,卫计委发布了《国家卫生计生委办公厅关于规范有序开展孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查与诊断工作的通知》,废止此前无创产前筛查与诊断试点机构相关规定,正式取消无创产前筛查与诊断试点,具有临床基因扩增实验室资质的所有医学检验所原则上都可以开展无创DNA产前筛查与诊断;同时对开展孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查与诊断采血服务的医疗机构明确了资质要求。
肿瘤防治的应用对于提早进行健康管理、早期发现、对症治疗具有重要意义。肿瘤类检测项目可分为肿瘤基因检测、肿瘤易感基因检测、肿瘤靶向治疗相关基因检测、肿瘤用药指导基因检测。其中,肿瘤基因检测按照检测样本形式可以分为实体肿瘤病例组织基因检测和ctDNA无创肿瘤基因检测。
2016国内NGS公司与大数据公司合作,积极布局基因测序市场。迈克生物3000万收购美因健康科技(北京)有限公司2. 75%股份,开始进入基因测序服务领域。西陇科学向 美国CLIA及CAP认证的临床分子诊断标准化基因检测服务机构Fulgent Therapeutics LLC 公司投资2726万美元,持有公司15%股份,向基因检测领域推进;Fulgent 公司凭借基因大数据库和顶尖技术装备,向全球提供最全面的基因检测服务。贝瑞和康宣布与美国BioNano Genomics达成合作,将共同开发以Irys 平台为基础的新一代染色体结构变异分析临床产品。BioNano是新一代基因图谱(NGM)技术领导者,公司的Irys 系统采用引领基因组学行业的NanoChannel 技术,利用IrysChip 能对平均序列长度350,000个碱基对的分子进行单分子水平成像。药明康德旗下明码云收购NextCODE Health公司,加强了数据解读和基因测序能力。明码生物科技与纽约Simons基金会共同建立的全球最大自闭症数据库宣布上线,通过WuXi NextCODE Exchange提供的开放式云端数据库,全球研究自闭症的研究者们可以自由访问大量的患者及其家人的基因组信息。2016年2月,华大基因宣布其在阿里云计算平台部署的服务产品BGI Online国内beta版本正式上线,用户可以在BGI Online上访问自己的数据,获取标准分析结果,也可以定制个性化的数据分析方案,并与其他授权用户分享数据和成果。
(三)原材料和技术
分子诊断产业的核心原材料和技术包括诊断酶、引物、反转酶、探针、提取介质材料及其生产应用技术。能提供分子诊断试剂生产原材料的厂商少,主要是由国外几个巨头企业,如罗氏诊断、Meridian life science、solulink等,因技术难度高,国内企业基本没有原料的技术,只能做代理导致定价权被外资品牌牢牢把控。
分子诊断未来展望
2016年是我国第十三个五年规划开局之年,12月21日,国务院常务会议根据国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要,通过“十三五”卫生与健康规划。涉及体外诊断行业发展规划内容在《规划》中指出,加快生物产业创新发展步伐,培育生物经济新动力。把握生命科学纵深发展、生物新技术广泛应用和融合创新的新趋势,以基因技术快速发展为契机,推动医疗向精准医疗和个性化医疗发展,将生物经济加速打造成为继信息经济后的重要新经济形态,为健康中国、美丽中国建设提供新支撑。到2020年,生物产业规模达到8-10万亿元,形成一批具有较强国际竞争力的新型生物技术企业和生物经济集群。其中对分子体外诊断的发展明确提出要发展高通量低成本基因测序仪、基因编辑设备,大幅提升医疗设备稳定性、可靠性。加速发展体外诊断仪器、设备、试剂等新产品,推动高特异性分子诊断、生物芯片等新技术发展,支撑肿瘤、遗传疾病及罕见病等体外快速准确诊断筛查。推进网络化基因技术应用示范中心建设,开展出生缺陷基因筛查、肿瘤早期筛查及用药指导等应用示范。因此,分子诊断行业政策利好。
从全球体外诊断发展趋势来看,分子诊断作是体外诊断中技术要求最高,发展速度较快的领域。全球分子诊断产品市场目前占有IVD市场比例相对较小,但是由于分子诊断具有灵敏度高,快速,准确,易于检测等优势,今年来发展速度很快。据《中国分子诊断行业分析报告》数据显示,2015年,全球分子诊断市场规模已近60亿美元,预计到2020年将增至93亿美元,年复合增长率达9.3%。 我国分子诊断市场规模从2010年16.5亿元增长至2014年45.9亿元,年复合增长率达29.1%,占IVD市场的比例从2010年11%增长至2014年的15%,分子诊断市场增长率高于IVD整体增长率,亦远超过同期全球的分子诊断市场增长率。因此,中国分子诊断市场巨大,增速很快,是国外医疗诊断巨头和国内诊断公司争夺的重要市场。
上游核心原料和技术是国内分子诊断产业链的薄弱环节。从全球范围分析,罗氏,雅培,诺华,豪洛捷等大公司拥有技术、市场和品牌优势,加上Qiagen,BD,Cepheid,西门子和生物梅里埃,约占全球约88%的市场份额。国内上游原料供应商以国际企业为主,国产分子诊断原材料品质、稳定性有待提高。分子诊断产品需要生物酶,探针,Mg2+离子溶液等成分,这类原料生产技术难度较高,国内能够提供以上高质量原材料的供应商很少,而且质量不高。这些重要原料主要被国外企业掌握,比如罗氏诊断、Meridian life science、Solulink、Surmodics等。这种状况还将维持一段时间,国内企业短期内难有较大突破。这对国内分子诊断初具规模的企业,如达安基因,之江生物,凯普生物,透景生物,圣湘生物,华大基因,贝瑞和康,博奥生物,诺禾致源,安诺优达等,既是挑战又是机遇。谁先在技术上取得突破,谁就能赢得利润空间,才具备进一步发展的优势。
基于荧光PCR技术的分子诊断仍然是主流,约占40%。基因测序技术将成为未来分子诊断的核心平台。核酸检测方法主要有聚合酶链式反应(PCR),荧光原位杂交(FISH),基因芯片和基因测序。全球PCR诊断市场主要以荧光PCR为主,而数字式PCR将会成为荧光PCR的未来发展方向。国内分子诊断仪器主要在技术相对容易攻破的中端仪器领域,而基因测序仪国产化刚起步。我国已经批准的国产基因测序仪虽有 7 款,但主要通过与外企合作,或者贴牌的方式生产,核心技术没有掌握在自己的手里。随着准确度提升、平行测序能力和酶活性等问题的解决,第三、四代测序技术是长期发展趋势。国外企业如罗氏等国际IVD巨头已经提早进行布局,中国还处于空白期,未来必须加大第三、四测序技术的投入和研发。不过随着国产厂商,如华大、贝瑞和康、紫鑫、达安等积极向测序仪领域进军,未来国产测序仪市场份额逐步扩大,医院将会有更多选择。测序成本的降低和解读能力的提高,推动肿瘤诊治、个体化用药、健康大数据挖掘和管理等领域取得大量突破性进展,引领现代医学走向精准医疗时代。
在精准医疗如火如荼的当下,分子诊断凭着独特优势,正发挥着越来越重要的作用。生物诊断、免疫诊断市场趋于饱和,分子诊断将成为下一个投资风口,有望迎来高速发展。随着精准医疗兴起,医疗模式开始朝向为病人量身定制最佳治疗方案的方向转变,个性化诊断和靶向治疗成为发展趋势。在此背景下,检测手段必须做到快速、精确、特异性强,分子诊断由此走入医学检验界的视野。分子诊断之所以备受追棒,是因其是精准诊断的核心,而精准诊断是精准医疗的基础。分子诊断可用于早期疾病的预警、筛查、早诊,重要性可见一斑。
目前,分子诊断主要应用于传染病、肿瘤学、遗传学、血液筛查和微生物学。随着技术成熟,分子诊断将会应用到更多领域。我国的分子诊断尚处于起步阶段,但发展势头较好。特别是国家政府大力支持精准医疗的发展,分子诊断行业有望受益。据前瞻产业研究院预计,未来几年内,国内分子诊断行业年复合增长率将达到25%以上。无论是中国,还是全球范围,分子诊断正得到前所未有的重视。随着各国政府支持力度加大、相关技术得到突破,全球分子诊断行业将迎来快速发展。
原创请尊重,且转且珍惜
转载请注明出处CAIVD!
未完待续...
邮政编码:200052 电话:021-63800152 传真:021-63800151 京ICP备15010734号-10 技术:网至普网站建设