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分子诊断：在小分子时代大显身手-k8凯发 分子诊断技术能够通过一系列分子生物学方法，对机体及外来病原体的核酸物质或其表达水平进行检测，可应用于传染病、遗传病、肿瘤等疾病的诊断或辅助治疗，弥补传统诊断方法的不足，为疾病预防、诊断、治疗及预后评估提供重要依据。近年来，我国分子诊断产业发展迅速，应用场景不断拓展，未来大有可为。 技术升级推动迭代发展 分子诊断产业发展历程可以划分为四个阶段。 第一阶段：dna分子杂交技术在遗传病基因诊断上的应用 20世纪50年代，脱氧核糖核酸（dna）双螺旋结构模型的发现开启了分子生物学的发展篇章。此后，分子生物学研究不断取得进展。20世纪70年代，随着液相dna分子杂交技术在镰刀型细胞贫血病诊断上的成功应用，基因诊断逐步被用于遗传病的诊断，即通过对胚胎期婴儿的产前诊断，更早期地预知一些遗传病的发生、发展和预后。 第二阶段：pcr技术在疾病诊断领域的应用 20世纪80年代，聚合酶链式反应（pcr）技术的出现给分子诊断领域带来了新概念，同时也标志着分子诊断进入新的发展阶段。随后，越来越多的pcr应用技术被开发出来，如巢式pcr、反转录pcr、实时荧光定量pcr与数字pcr等。其中，实时荧光定量pcr是目前应用最为广泛的pcr技术，在疾病检测与诊断、新药开发和法医鉴定等方面应用广泛。 第三阶段：生物芯片技术引领密集型高通量检测技术发展 从20世纪90年代世界上第一张生物芯片问世至今，生物芯片技术已经得到长足发展。传统核酸印迹杂交技术在自动化程度和检测通量上具有一定局限性，同时操作上更为复杂，能检测的目标分子数量也相对较少。而生物芯片技术则很好地解决了这些问题，在基因诊断、药物筛选、个性化给药等方面具有较高的应用价值。 第四阶段：高通量测序技术成为临床分子诊断的重要工具 20世纪70年代，第一代dna测序技术问世，并在之后的20余年里助力科学家完成了大量的测序工作。但该技术在成本、速度及实验复杂程度等方面都存在着很多不足，应用范围受到限制。21世纪初，第二代dna测序技术出现，推动了测序行业的快速发展。第二代测序技术又称高通量测序（ngs）技术，相比第一代测序技术，具有所需样本量小、总体成本低等特点，仅通过一次实验就能完成对多个基因的检测，可应用于病原微生物的快速鉴定、药物的靶向治疗及产前筛查等领域。 我国分子诊断产业起步于20世纪六七十年代，目前的代表技术为生物芯片技术与pcr技术。其中，pcr技术是国内主流分子检测平台。 感染性疾病检测是重点应用领域 感染性疾病检测是国内分子诊断产业发展最早、市场占比最大的细分领域。近5年发展最快的是血源病原体核酸筛查和新冠病毒核酸检测两大领域。 在乙肝病毒、丙肝病毒和艾滋病病毒等血源病原体核酸筛查方面，相比于酶联免疫吸附法（elisa），血源病原体核酸筛查可以进一步缩短病原体感染机体后的检测“窗口期”，规避病原体突变等因素造成的elisa漏检，并能覆盖对隐匿性感染者的筛查。血源病原体核酸筛查极大地提高了临床用血及血液制品的安全性。 我国自2010年开始在15家血液中心进行临床用血的病原体核酸筛查试点工作。2013年，原国家卫生计生委印发《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》，明确血站核酸检测工作开始在全国范围内推广实施，并计划到2015年血液筛查核酸检测基本覆盖全国。临床用血的病原体核酸筛查市场规模随之得到快速增长。此外，2016年原国家卫生计生委、原国家食药监总局联合发布的《关于促进单采血浆站发展的意见》进一步要求至2019年底实现单采血浆站核酸检测全覆盖，推动了血源病原体核酸筛查市场的进一步发展。 目前，我国血源核酸筛查市场上有华益美生物等国内品牌及罗氏、盖立复等国外品牌。总体来看，临床用血病原体核酸筛查市场整体相对稳定，2017年国产产品的检测量占比约45%，2019年国产检测系统装机量占比约59%；单采血浆病原体核酸筛查市场的国产检测系统的装机量及检测量市场占比较临床用血病原体核酸筛查更大。可以预见，随着无偿献血人次的逐年增长和单采血浆站采浆规模的逐年扩大，血源病原体核酸筛查市场规模将呈现稳步增长态势。 除了乙肝、丙肝病毒和艾滋病病毒外，戊型肝炎病毒、微小病毒b19、登革热病毒等病原体也可经血液传播。未来，随着技术的发展、检测需求的提升以及相关政策的落地实施，血源病原体核酸筛查市场将迎来更大的发展空间。 突如其来的新冠肺炎疫情给全世界带来了广泛影响。我国相关部门及分子诊断快速响应，使新冠病毒检测试剂的研发、应用及生产规模均领先于全球。总体来看，新冠病毒核酸检测推动了我国分子诊断行业的进一步发展和疫情防控经验的积累，公众对分子诊断的认识和资本市场对分子诊断行业的关注度也有所提高。与此同时，随着新冠病毒核酸检测试剂生产企业数量及产能的不断扩大，企业的竞争压力逐渐加大。疫情防控常态化背景下，如何推动核酸检测类别的多样化，提升技术、试剂和设备水平，促进行业良性发展，值得企业思考。 此外，生育健康检测、肿瘤全周期检测、妇幼健康检测也是分子诊断技术的重要应用领域。其中，无创产前诊断是ngs技术发展应用的典范。依托pcr和ngs技术的伴随诊断，在新靶点和新靶向药物发现等因素的驱动下，也有很大的市场提升空间。肿瘤早筛市场空间大，国内企业目前处于起步阶段。在妇幼健康分子检测领域，人乳头状瘤病毒（hpv）检测占一半以上的市场份额，并且市场需求仍呈快速增长趋势。 高通量测序引领分子诊断走向高端 近年来，基因组学研究成果不断涌现。随着ngs技术的出现，dna测序技术的应用变得更加快捷，成本也大幅降低，这使得高通量基因表达数据在医疗实践中被广泛应用，加上医疗信息化的高速发展，精准医疗应运而生。在肿瘤治疗领域，基于ngs技术的精准医疗已展现出较大优势。传统肿瘤筛查诊断技术存在难以把握癌症诊治黄金阶段（早发现、早诊断及早治疗）等问题，一般在癌症ⅲ期甚至更晚阶段才能辅助诊断和治疗，且难以完成原位癌位置的追溯。此外，传统肿瘤筛查诊断技术还无法通过运用靶向药物实现精准用药，也无法在药物治疗产生耐药性以后指导药物的及时更换。而通过精准医疗，医生则可以针对患者肿瘤在分子水平上的特征，制定特定的靶向治疗方案，以提升患者生存率并减少的发生。 此外，ngs在无创产前检测领域也有较好的应用前景。无创产前检测和有创产前检测是诊断胎儿染色体疾病的两大方法。其中，有创产前检测是目前该诊断领域的金，但伴有流产、羊水渗漏、宫内感染等风险。传统无创产前检测（包括对孕妇进行血清学检测和超声检测等检测方法）虽然可以规避对孕妇、胎儿造成危害，但其灵敏度和特异性有限。ngs用于产前筛查与诊断具有无创伤性、灵敏度和特异性好、操作简单易行等优点。 随着纳米孔三代测序技术的发展，基于测序技术的高通量分子诊断技术在疾病筛查与诊断领域的应用将更加广泛。 （本文选自王宝亭 耿鸿武主编的《蓝皮书：中国医疗器械行业发展报告（2021）》） |