中美分子诊断产业比较

中美分子诊断产业比较

关键字:分子诊断  发布时间:2015-06-10 作者:小桔灯IVD 来源:小桔灯IVD

中美分子诊断产业比较

 

来源:小桔灯IVD 2014-08-15 11:04

 

根据近年来各省政府工作报告,体外诊断作为我国战略新兴产业而备受重视,其中分子诊断产业作为体外诊断产业的子产业,技术含量(壁垒)最高,发展最为迅猛。

分子诊断主要是指对与疾病相关的结构蛋白质、酶、抗原抗体和各种免疫活性分子,以及编码这些分子的基因的检测。从技术层面讲,分子诊断又可以理解为分子生物学诊断。因为无论是蛋白质检测,还是基因检测,所采用的酶切、电泳、分子杂交、PCR 扩增、DNA 测序等技术都属分子生物学技术。

分子诊断发展历史

20世纪50年代Watson和Crick提出了DNA双螺旋结构模型,标志着分子生物学作为一门独立学科的诞生,同时,大量基础工作获得突破。1961年Hall建立的液相分子杂交法开启了疾病分子诊断的大门。1966年Crick和Ochoa等破译了人类64个遗传密码,建立了生物遗传的中心法则:遗传信息的流动方向是DNA-RNA-蛋白质,从分子角度解释了疾病的成因。70年代以来,分子生物学已成为生命科学领域最具活力的学科前沿。

由于分子生物学理论和技术方法不断地被应用于临床,在疾病的预防、预测、诊断、预后(4P医学)等十分重要的作用,分子医学(个体化医学)随之诞生。1975年,Sanger和Gilbert建立了DNA分子中核苷酸顺序分析法。70年代末,美国科学院院士美籍华裔科学家Kan等[1]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。

逆转录酶发现后,1983年 Mullis提出的聚合酶链反应(PCR)概念,引发了分子生物学的第二次革命,使获得靶分子成为可能的同时,也使分子诊断技术便得简易、易操纵。生物芯片(Biochip)技术也在80年代提出,根据芯片上的固定探针不同,生物芯片包括:基因芯片、蛋白质芯片、组织芯片等[2]。其样品处理能力强、用途广泛、自动化程度高、高通量,具有广阔的应用前景。其中,基因诊断是从疾病基因或与致病相关的基因及其表达产物的水平上进行检测,更加超前和贴近疾病的本质,实现了疾病的早期诊断。

基因诊断方法以现代分子生物学技术为基础并有机整合了细胞学、遗传学、免疫学等技术,使基因诊断更具精确性、自动性和快速,因此大大提高了诊断的特异性和灵敏度[3]。1991年美国批准了人类第一个对遗传病进行体细胞基因治疗的方案,成功将腺苷脱氨酶(ADA)基因导入一个4岁患有严重复合免疫缺陷综合征(SCID)的女孩。同年,复旦大学成功进行了世界上首例血友病B的基因治疗临床试验。2003年,人类基因组计划完成,转化医学随之诞生,分子诊断的应用面不断拓展。目前,基因检测技术发展最为迅猛,主要以PCR、测序、基因芯片技术为核心[4]。同时,分子诊断进一步朝着转录和翻译层面的检测进展。

目前,分子诊断主要应用于感染性疾病、遗传性疾病、肿瘤[5]的诊断和个体化用药(治疗)[6]、卫生防疫、疾病风险预测[7]、疗效监控、军事(生化武器对抗)等方面。分子诊断存在的问题,主要在准确性、稳定性和复杂性方面[8]。此外,中美两国传统的监管体系和法律法规相对高精尖的分子诊断产业的发展有一些迟滞,医生的传统医学思维模式未有太大改变。但由于分子诊断的潜力和技术有强大优势,经过不断地发展、更新,作用越来越大,极大地推动现代临床诊断医学的发展。中美两国监管体系做出一定让步的同时,也试图尽快找到一个监管的平衡点。

中美两国学者分别对分子诊断产业进行了相应的描述,并提供了一些发展思路。目前,对美国分子诊断行业的研究相对较多,对国内的研究相对较少,但是都是在起步阶段。

美国分子诊断研究概况

美国分子诊断技术全世界领先,市场占第一位,诊断项目开展最早。美国研究病理学会和分子病理学协会创刊出版了《分子诊断杂志》杂志,标志着基因诊断技术已经发展成为一个成熟的学科—分子诊断学?!斗肿诱锒显又尽吩?001年发表一篇题为《FDA来了》的文章中指出,美国食品药品监督管理局(FDA)将要干预基因技术用于疾病的诊断。FDA将着重检查评估家系遗传分子诊断方法和实验室资质等;实验方法的原理、步骤、应用范围、报告方式,以及与临床诊断一致性等因素进行论证,并在全美建立一个完善的遗传学检验的质量控制体系,规定报告模式和反馈给被检者的信息范围。实施这一计划的目的即为了安全、有效、合法地进行分子诊断。

美国国立生物技术信息中心(NCBI)旗下的Gene tests网站显示,截止2013年05月,已发现3007种基因疾病,其中2776种已经进入临床检测,231种仍在研究阶段。2011年,Young发文《分子诊断:修改的编码造成潜在连锁影响》一文,关注对分子诊断公司管理方面的挑战,并提出了解决方案。2012年,Kevin发表《一个科研组织对遗传病控制的努力》一文,分析了在一个从事分子诊断的科研机构能对社会产生多大的贡献。他认为仅在2010年,该机构就可以减少2000-2500万美元的财政损失[10]?!豆こ淌Α吩又颈ǖ懒硕嗥缦胀蹲拾镏笠到耄拦┓肿诱锒鲜谐〉陌咐?。

《2012:诊断趋势》认为分子诊断是接下来发展的热点。Doug发表《在苹果和微软操作系统下医院对快速分子检测的真正需求》一文,探讨了随着FDA越来越多的黑框警告发布,分子诊断行业快速发展,分子诊断企业如何跨越系统平台的软、硬件不兼容问题[11]。商业生物技术杂志编辑发文《个体化医学是否会成为广泛价格控制的驱动力》,Colins认为:尽管个体化医疗对病人和股票持有者都是巨大的利好,但是价格问题给医疗价格体系带来了巨大挑战。

《中国分子诊断试剂行业研究分析报告(2012)》对美国分子诊断产业集群进行了分析。首先,美国有强大的基础研究、风险资金的强力支持、地方机构的大力推动以及信息技术的广泛使用,美国拥有世界领先的五大生物技术产业区。其次,地方政府思路超前。再次,有信息技术和生物技术融合的优势。最后,美国的资金优势、企业家文化和人文文化。国际个体化医学联盟是个体化医学的国际组织,其刊物具有广泛影响力。

《国际个体化医学联盟2013春季刊 》对美国分子诊断领域进行了详尽分析,在美国,以病人为导向的个体化医学发展强劲,形成了一个覆盖面广、前景广阔的行业。很多科学家、政府人员、NGO成员和企业家激情澎湃的投入到其中来。但在个体化医学方面,相关法律法规均滞后。因此,个体化医学发展需要改革。个体化医学联合会(PMC)作为美国个体化医学的先导,通过搜集足够的案例来巩固赔偿法案,大力促进个体化医学教育的发展,促使各级政府决策者去改变现状和接受个体化医学。

美国学者霍根联合某律师事务所,分析了个体化医学的相关法律法规(主要涉及FDA和CMS两机构),写了《个性化医学监管:(体外)诊断市场发展的路径》一文。文章探讨了个体化医学在医疗过程中所起的作用,和如何通过运用个体化医学的知识对病人进行诊断和治疗,以及对特殊病例的处理办法。不过,现在美国的政策环境给医生造就了宽松舒适的工作环境,因此,尽管他们知道个体化医学的种种好处,但几乎没有人有动力去变革。在这种状况下,FDA当仁不让的成了变革者,他们现已计划了标准个体化医学实验室的测试和开发工作。

《2013:诊断之年》一书认为2013年是分子诊断之年,而且对十几家分子诊断企业的发展策略进行了描述,同时分析了贸易?;ふ呷绾胃笠捣肿诱锒喜氛业铰浣诺?。Ratner等人通过对多家美国分子诊断公司的研究,发表《如何建立一个分子(细胞毒性)诊断公司》一文。Eric发表文章《打破常规:为环境治理个体化用药》,进一步探讨了分子诊断在环境治理方面存在的运用可能[12]。2012和2014年,Marketline网站对美国最大的分子Myriad Genetics公司进行了SWOT分析。

根据 Kalorama Information 的权威市场报告《中国临床诊断-市场分析及厂商目录(2008)》分析,2003-2008年,美国增长率均低于10%,而中国的年复合增长率达到16%。根据 Frost & Sullivan 的市场调研报告,在2008-2012年,中国临床体外诊断市场规模增速超越18%。而以单核苷酸多态性(SNP)为基础的分子诊断行业则更是以不可思议的30%的速度发展。中国人均体外诊断费用(体外诊断市场规模/人口数)约2美元,与美国平均值的30美元相比,差距巨大,处在成长期。

我国分子诊断研究概况

我国分子诊断技术起步较晚,由于东西方人种在基因上的差异,同时由于定价机制和医疗结构的不同,国外企业不易进入中国市场,而且其价格比国产产品高出很多。从整体上看,国内整个市场增长的驱动力来自于国家政策所带来的潜在需求释放的政策红利。尽管针对中国人群的个体化用药研究已经取得了很大的进展,科学家和医学工作者提供了大量的临床数据证明了多种药物的代谢与多种基因的多态性有关。但是,我国检验医学发展长期落后于美国,开展项目较少,不到美国的10%,规?;潭鹊?、也缺乏标准化,质量控制十分不成熟,监管体系有一定的局限性,这极大地阻碍了我国临床诊断试剂的产业化进程。

2003年,张正、赵春江、朱庆义等分别从医学、遗传学、生物技术方面对分子诊断技术进行了比对,但都局限于方法学方面。2004年,杨忠采用情报学和软科学的方法,系统调研了国内外体外诊断试剂及市场准入管理的现状,分析归纳了体外诊断试剂的特点及其质量影响因素,依据“系统、科学、必要、可行”的评估指标体系设计原则,通过专家咨询,建立了以“安全性、准确性、稳定性、诊断价值”为一级指标,含有10个二级指标的体外诊断试剂技术评估指标体系。在专家咨询基础上,经过对权重计算方法的对比,采用秩和比法确定了各指标的权重,并运用模糊综合评估法进行了试评估验证[13]。

2005年,吕建新发表《分子诊断学在检验医学中的应用前景》一文指出,我国各实验室建立了很多的分子诊断方法,有的已应用于临床,但方法不够成熟和稳定,缺乏方法学的比较,导至检验结果难以为临床提供确切的信息。近年来有关部门已开始对感染性疾病的病原微生物核酸的检测进行了管理,但尚未涉及致病基因检测领域。因此,尽快制订分子诊断的标准化和监管体系,已迫在眉睫。

WHO公布,我国发生药物不良反应的患者占10%-20%。朱滨对分子诊断各方法进行比较研究,并发表多篇对基因检测方法研究和分子诊断企业进行管理的文章,将个体化用药概念引入国内,同时开发了基因芯片检测试剂盒。2009年,中国食品药品监督局(CFDA)将第一个基因诊断试剂盒产品注册证(CYP2C19)办法给他。2012年,众多外企进入中国第三方医学诊断市场。

府伟灵聚焦个体化用药,再次重申:我国因药物不良反应的住院人数高达250万/年,死亡人数达20万/年。药物遗传学和药物基因组学的研究结果表明,药物代谢相关的酶、药物结合相关的受体、药物转运相关的膜通道、信号传导相关蛋白的编码基因的遗传变异与药物不良反应密切相关。并以CYP2C19和EGFR为例,阐述现有的个体化医疗相关分子诊断项目现状,并展望个体化医疗分子诊断在检验医学领域的发展。

2010年,徐伟文综合法律法规和实验技术,对体外诊断试剂研制常用技术指标设立及其意义进行整理阐述。2011年,北京协和医院的胡丽涛、王薇和卫生部的王治国分析临床分子诊断面临的挑战,认为所有的基因检测和大部分分子检测应该符合CllA关于高度复杂性诊断检测的规定。分子诊断质控方法需要更长时间的发展进步,通过IVD厂家和临床实验室的共同努力改进分子诊断的质量控制方法。

2013年,武汉大学李艳教授出版《体外诊断技术》一书,并且发表《检验科应该抓住临床分子诊断技术及个体化医疗的发展机遇》一文,对分子诊断各项技术的发展进行了综合对比,并从医院检验科的角度给出了检验科的应对策略、设备配置建议、检测技术标准化建议[14]。卫生部李青认为,在国内,真正制约国内企业发展的问题并非在基础实验方面,而在于企业营销能力较弱。

《医疗机构临床检验项目目录(2013年版)》中临床分子生物学及细胞遗传学检验变化较大,用药指导的分子生物学检验被分为一类充分说明了人们对个体化用药需求和认识的增强。2014年,两部委联合叫停二代基因测序临床应用。卫计委叫?;虿庑虻氖怯敕歉吹┐笱庵炊苑肿诱锒铣S眉际?0年的沿革与进步进行了分析,并预测了未来五年高学历人员的进入和高科技含量技术的引入必将我国分子诊断事业推向一个新的高度。

综上,尽管中美专家在分子诊断领域分别都进行了探究,但是,美国研究者的研究更倾向于技术与企业发展的结合。而国内研究者,更倾向于相关技术层次的分析。目前尚未有人专门做过有关中美分子诊断行业差距的系统性研究,也缺乏一手信息的整合。因此,中美分子诊断行业基础研究相差多少?中美政策支持方面需要有哪些不同?中美分子诊断行业存在科技差距存在的原因在哪?这些问题均没有得到回答,因此无足够有效信息提出追赶的措施和可能的路径,政府也不易制定对分子诊断行业进行良性引导的路径。

 


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