隨著診斷技術(shù)的快速發(fā)展,疾病認(rèn)知的提升、以及疾病治療方法的改變,驅(qū)動(dòng)著體外診斷行業(yè)近年來(lái)的迅速發(fā)展。從早期血球分析儀的出現(xiàn)、到生化檢測(cè)儀的逐漸普及、再到化學(xué)發(fā)光儀的應(yīng)用、最終到近五到十年間出現(xiàn)的基因檢測(cè),檢測(cè)手段經(jīng)歷了從細(xì)胞形態(tài)學(xué)診斷、生化診斷、免疫診斷到分子診斷的發(fā)展過(guò)程。檢測(cè)手段靈敏度日益提升,特異性快速增強(qiáng),應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大,操作門(mén)檻逐步降低,商業(yè)價(jià)值日趨重要。
分子診斷是應(yīng)用分子生物學(xué)方法,通過(guò)檢測(cè)受檢個(gè)體或其攜帶的病毒、病原體的遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)或表達(dá)調(diào)控的變化水平,為疾病的防治、預(yù)測(cè)、診斷、治療和預(yù)后判斷提供信息和決策依據(jù)的技術(shù)。其檢測(cè)對(duì)象主要為核酸和蛋白質(zhì),以核酸分子診斷為主。
由于分子診斷技術(shù)可針對(duì)產(chǎn)生疾病的相關(guān)基因進(jìn)行準(zhǔn)確診斷,又可以在發(fā)病前對(duì)疾病易感性做出預(yù)估,相較于其他體外診斷技術(shù)具有速度更快、靈敏度更高、特異性更強(qiáng)等優(yōu)勢(shì),不但可以廣泛應(yīng)用于傳染性疾病、血液篩查、遺傳性疾病、腫瘤分子診斷等領(lǐng)域,還能在部分應(yīng)用領(lǐng)域替代其他體外診斷技術(shù),成為體外診斷技術(shù)中重要的發(fā)展和研究方向。
發(fā)展歷程
分子診斷主要包括原位雜交(in situ hybridization,ISH)、熒光原位雜交技術(shù)(Fluorescence in situ hybridization,F(xiàn)ISH)、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)、基因芯片和基因測(cè)序(圖1)等,其發(fā)展大致經(jīng)歷了四個(gè)階段。第一階段是20世紀(jì)80年代基于原位雜交技術(shù)的遺傳病診斷;第二階段是20世紀(jì)90年代基于PCR技術(shù),特別是實(shí)時(shí)定量PCR和數(shù)字PCR的分子診斷;第三階段是基于基因芯片的多指標(biāo)、高通量基因檢測(cè);第四階段是基于基因測(cè)序技術(shù)在無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢測(cè)、遺傳性腫瘤篩查及腫瘤個(gè)體化用藥指導(dǎo)等方面的應(yīng)用。
圖1? 分子診斷主要技術(shù)發(fā)展時(shí)間軸
資料來(lái)源:根據(jù)公開(kāi)資料整理
目前臨床應(yīng)用最廣泛的分子診斷技術(shù)為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù),以及熒光原位雜交(FISH)技術(shù)。數(shù)字式PCR(DPCR)實(shí)現(xiàn)了對(duì)核酸分子的絕對(duì)定量,可直接讀出DNA分子的個(gè)數(shù),是PCR檢測(cè)中最先進(jìn)的技術(shù)。高通量測(cè)序(NGS)作為新興的分子診斷技術(shù),可以同時(shí)檢測(cè)多個(gè)基因位點(diǎn),在腫瘤伴隨診斷中具有較大的優(yōu)勢(shì)。基因芯片的核心原理是分子雜交,但是具有高通量的特點(diǎn),可以一次對(duì)十幾萬(wàn)甚至幾百萬(wàn)條DNA分子序列進(jìn)行檢測(cè),遠(yuǎn)高于雜交技術(shù)的檢測(cè)量。
應(yīng)用領(lǐng)域
根據(jù)應(yīng)用成熟度和市場(chǎng)接受度而言,分子診斷的應(yīng)用領(lǐng)域主要包括感染性疾病及耐藥的快速、靈敏診斷(包括血液篩查);生殖健康的遺傳病檢測(cè)(包括染色體病檢測(cè));腫瘤的早期診斷、分子分型及靶向治療;藥物基因組學(xué)等。
從近年來(lái)全球分子診斷市場(chǎng)熱點(diǎn)的時(shí)間軸看,分子診斷的應(yīng)用領(lǐng)域由最初的傳染病診斷、移植分子配型方面(2004年),逐步發(fā)展到腫瘤敏感性檢測(cè)、遺傳病篩查與診斷方面(2008年),腫瘤個(gè)性化治療、昂貴藥物治療監(jiān)測(cè)、藥物代謝基因組學(xué)等方面(2012年),床旁檢測(cè)(POC)、法醫(yī)等方面(2015年),人群健康篩查與體檢、重大疾病預(yù)警與診斷、公眾分子基因檔案建立等方面(2015年以后)。
圖2? 分子診斷應(yīng)用領(lǐng)域時(shí)間軸
產(chǎn)業(yè)鏈條
分子診斷產(chǎn)業(yè)鏈上游是生物化學(xué)原料,包括診斷酶、引物、反轉(zhuǎn)酶、探針等生物制品,高純度氯化鈉、谷氨酸等精細(xì)化學(xué)品以及提取介質(zhì)材料。上述原料主要由羅氏、Meridian life science、Solulink、Surmodics等國(guó)外巨頭壟斷,國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)廠家生產(chǎn)個(gè)別產(chǎn)品,且規(guī)模較小。
分子診斷產(chǎn)業(yè)鏈中游主要是分子診斷試劑和儀器兩類產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,國(guó)內(nèi)試劑發(fā)展較為迅速,而國(guó)產(chǎn)儀器占比相對(duì)較小。分子診斷試劑盒基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化;分子診斷儀器在技術(shù)相對(duì)容易攻破的中端儀器領(lǐng)域,如核酸提取儀、PCR 擴(kuò)增儀、核酸分子雜交儀等,國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品占據(jù)了主要市場(chǎng),同時(shí)基因測(cè)序儀也在加速實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
分子診斷產(chǎn)業(yè)鏈下游是為患者提供醫(yī)療服務(wù)的機(jī)構(gòu),包括醫(yī)院、第三方醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)服務(wù)機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等。與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室發(fā)展較晚,市場(chǎng)規(guī)模小,占醫(yī)學(xué)診斷市場(chǎng)比例低,其中檢測(cè)項(xiàng)目以普檢為主,高端檢測(cè)比例低。
圖3? 分子診斷產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)分布
市場(chǎng)格局
1. 市場(chǎng)規(guī)模
分子診斷市場(chǎng)集中分布在北美、歐洲、亞太地區(qū)。北美占據(jù)了全球分子診斷市場(chǎng)的最大份額,其次是歐洲,亞太地區(qū)市場(chǎng)潛力巨大,市場(chǎng)增速顯著高于全球平均水平。中國(guó)、印度、巴西等新興經(jīng)濟(jì)體國(guó)家由于人口基數(shù)大,經(jīng)濟(jì)增速高,醫(yī)療保障投入和人均醫(yī)療消費(fèi)支出持續(xù)增長(zhǎng),帶動(dòng)分子診斷市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)增。
分子診斷應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,在精準(zhǔn)醫(yī)療、個(gè)性化醫(yī)療的大背景下,在全球得到飛速發(fā)展。2013—2019年,全球分子診斷市場(chǎng)規(guī)模由57億美元增長(zhǎng)至113.6億美元,年增速保持在10%以上。
圖4? 2013—2019年全球分子診斷市場(chǎng)規(guī)模
數(shù)據(jù)來(lái)源:火石創(chuàng)造
我國(guó)分子診斷起步較晚,但在消費(fèi)升級(jí)、分子診斷技術(shù)進(jìn)步、政策扶持以及資本追捧等多重因素的共同推動(dòng)下,我國(guó)分子診斷行業(yè)已具備一定的市場(chǎng)規(guī)模和基礎(chǔ),正從產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期步入成長(zhǎng)期,市場(chǎng)發(fā)展前景良好。2013—2019年,我國(guó)分子診斷市場(chǎng)規(guī)模由25.4億元增加至約132億元,年均增速約為全球增速的兩倍。
圖5? ?2013—2019年我國(guó)分子診斷市場(chǎng)規(guī)模
數(shù)據(jù)來(lái)源: 火石創(chuàng)造
2. 競(jìng)爭(zhēng)格局
全球分子診斷產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟,市場(chǎng)集中度較高。由于國(guó)外分子診斷市場(chǎng)發(fā)展成熟,因此全球分子診斷廠商巨頭主要集中在歐美地區(qū),全球前十大分子診斷企業(yè)市場(chǎng)份額占比已接近九成。一批著名跨國(guó)企業(yè)集團(tuán),包括羅氏、諾華、Gen-probe、QIAGEN、Hologic、Becton Dickinson (BD)、Cepheid、雅培、西門(mén)子、生物梅里埃、貝克曼、伯樂(lè)等產(chǎn)品線豐富,市場(chǎng)占有率高。
我國(guó)分子診斷產(chǎn)業(yè)集中分布于東部沿海地區(qū),市場(chǎng)集中度較低。 我國(guó)分子診斷相關(guān)企業(yè)1200余家,大部分集中在北京、上海、廣東、江蘇等經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)地區(qū),形成了以上海、廣東、四川、浙江、山東、京津冀、湖北、江蘇為代表的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。 國(guó)內(nèi)分子診斷行業(yè)處于起步階段,企業(yè)大多小而散,主要企業(yè)包括達(dá)安基因、華大基因、之江生物、益善生物、至善生物、迪安診斷、科華生物等; 同時(shí),北陸藥業(yè)、新開(kāi)源、千山藥機(jī)等通過(guò)并購(gòu)的方式進(jìn)入分子診斷行業(yè); 分子診斷企業(yè)多數(shù)規(guī)模較小,品種少,年銷售額超過(guò)或接近10億元的企業(yè)屈指可數(shù)。 由于分子診斷涉及的臨床需求多而雜,每家市場(chǎng)參與者都有其技術(shù)特點(diǎn)和擅長(zhǎng)的領(lǐng)域,很難做到全面覆蓋,形成一家獨(dú)大的競(jìng)爭(zhēng)格局。
發(fā)展趨勢(shì)
外資企業(yè)先發(fā)優(yōu)勢(shì)明顯,國(guó)內(nèi)企業(yè)奮起直追。 我國(guó)分子診斷市場(chǎng)快速增長(zhǎng),大批外資企業(yè)依靠技術(shù)、管理、營(yíng)銷等優(yōu)勢(shì),紛紛以各種方式滲入和參與中國(guó)分子診斷市場(chǎng),贏取先發(fā)優(yōu)勢(shì),對(duì)國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的分子診斷企業(yè)的發(fā)展造成了嚴(yán)重沖擊。在全球的中低端市場(chǎng),國(guó)內(nèi)企業(yè)有性價(jià)比優(yōu)勢(shì),適合發(fā)展中國(guó)家的發(fā)展現(xiàn)狀,在錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)具有優(yōu)勢(shì)。隨著達(dá)安基因、華大基因、貝瑞和康、科華生物、凱普生物等眾多企業(yè)紛紛搶占分子診斷市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)分子診斷產(chǎn)品供給能力和產(chǎn)品多樣性將會(huì)有較大改善,行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有望持續(xù)增強(qiáng)。
企業(yè)間并購(gòu)不斷,打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈。 行業(yè)龍頭企業(yè)不斷向上下游服務(wù)延伸,加快整合資源,提升關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)和控制能力,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈的互通。上游的試劑供應(yīng)商和中游的儀器產(chǎn)品供應(yīng)商加強(qiáng)產(chǎn)品布局,提升企業(yè)自身的研發(fā)能力;中游的渠道型公司不斷整合渠道,同時(shí)向下游服務(wù)延伸;下游的獨(dú)立診斷實(shí)驗(yàn)室增加特檢項(xiàng)目,并加強(qiáng)與醫(yī)療機(jī)構(gòu)的合作。
國(guó)家政策監(jiān)管趨嚴(yán),行業(yè)摸索中發(fā)展。 我國(guó)積極推動(dòng)分子診斷的發(fā)展,但整體趨勢(shì)是監(jiān)管保守,逐步放開(kāi)。分子診斷絕大部分產(chǎn)品屬于三類產(chǎn)品,各細(xì)分領(lǐng)域的增長(zhǎng)空間受政策影響較大。未來(lái),我國(guó)醫(yī)療衛(wèi)生體制改革方向的明確,政府招標(biāo)采購(gòu)制度的完善,社會(huì)醫(yī)療保險(xiǎn)及商業(yè)醫(yī)療保險(xiǎn)對(duì)分子診斷費(fèi)用的承受,醫(yī)療保險(xiǎn)報(bào)銷范圍的界定等,在很大程度上影響分子診斷產(chǎn)品的創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)鏈的拓展。
小結(jié)
在全球分子診斷行業(yè)高速發(fā)展的時(shí)代,我國(guó)分子診斷市場(chǎng)目前受到政策支持、技術(shù)革新、人才回流等多輪驅(qū)動(dòng)下,發(fā)展?jié)摿薮?。全球分子診斷市場(chǎng)格局已定,我國(guó)分子診斷市場(chǎng)進(jìn)入群雄并起的爭(zhēng)霸時(shí)期,對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)既是機(jī)遇,更是挑戰(zhàn)。在國(guó)家政策鼓勵(lì)發(fā)展、市場(chǎng)機(jī)遇擴(kuò)增的背景下,如何搶抓技術(shù)創(chuàng)新,布局產(chǎn)業(yè)鏈條,占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)高點(diǎn),引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展,成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展技術(shù)的主導(dǎo)者,產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)范的制定者,產(chǎn)業(yè)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施者,是值得深思探討的問(wèn)題。