基因檢測(cè)在醫(yī)療領(lǐng)域的臨床應(yīng)用概述

       作為一項(xiàng)生命科學(xué)領(lǐng)域基礎(chǔ)技術(shù)，基因檢測(cè)可用于農(nóng)業(yè)育種、司法鑒定、食品安全等多個(gè)行業(yè)。根據(jù)基因檢測(cè)產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用情況，其中下游市場(chǎng)面向的客戶群體包括醫(yī)院、藥廠、科研機(jī)構(gòu)以及消費(fèi)者等，可分為醫(yī)療和非醫(yī)療兩大類，醫(yī)療領(lǐng)域進(jìn)一步可細(xì)分為生殖健康檢測(cè)、腫瘤檢測(cè)、個(gè)體化用藥、病原體檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)科研服務(wù)多個(gè)領(lǐng)域。

       基因檢測(cè)在醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用場(chǎng)景大致分三類：科研級(jí)、臨床級(jí)和消費(fèi)級(jí)。科研級(jí)應(yīng)用面向科研機(jī)構(gòu)、高等院校和藥企。臨床級(jí)應(yīng)用面向患者，檢測(cè)結(jié)果應(yīng)具有臨床意義，可作為醫(yī)生診斷、治療依據(jù)。消費(fèi)級(jí)應(yīng)用面向普通消費(fèi)者，包括皮膚檢測(cè)、運(yùn)動(dòng)能力檢測(cè)等。其中臨床級(jí)應(yīng)用（簡(jiǎn)稱臨床應(yīng)用，下同）目前范圍最廣、商業(yè)價(jià)值，是下文重點(diǎn)介紹的內(nèi)容。

       基因檢測(cè)在醫(yī)療領(lǐng)域的臨床應(yīng)用主要包括疾病的預(yù)防、診斷與治療三大方面。

       （1）精準(zhǔn)預(yù)防：主要包括出生缺陷預(yù)防、疾病早期篩查與患病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等疾病防控應(yīng)用。

       在預(yù)防出生缺陷，保障生育健康方面，由于新生兒缺陷主要來自于父母方或者是在胚胎期的基因突變，故這類疾病的解決方式是在婚前、孕前、產(chǎn)前及早診斷，達(dá)到及早發(fā)現(xiàn)、治療的效果?；驒z測(cè)技術(shù)應(yīng)用于常見染色體異常疾病（如三體綜合征）的產(chǎn)前診斷與篩查目前已經(jīng)比較成熟，國(guó)內(nèi)基于二代測(cè)序的無創(chuàng)產(chǎn)前診斷（NIPT）市場(chǎng)是基因檢測(cè)臨床應(yīng)用領(lǐng)域最先達(dá)到百億級(jí)的細(xì)分市場(chǎng)。此外，基因檢測(cè)在保障生育健康方面的應(yīng)用也包括夫婦孕前基因檢查、PGS/PGD（胚胎植入前遺傳學(xué)篩查與診斷）、新生兒遺傳病篩查等，在“放開二胎”政策背景下高齡孕婦增多，PGS/PGD有望成為基因檢測(cè)領(lǐng)域的下一個(gè)百億級(jí)臨床應(yīng)用市場(chǎng)。

       在疾病早期篩查與患病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，基因檢測(cè)對(duì)于遺傳性疾病（如遺傳性腫瘤、地中海貧血、先天性耳聾等罕見?。┑陌l(fā)病概率預(yù)測(cè)與致病基因篩查是必需手段，此外，基于基因捕獲與測(cè)序的液體活檢技術(shù)在癌癥早期篩查與患病風(fēng)險(xiǎn)估測(cè)方面的應(yīng)用也正在加速臨床驗(yàn)證，開始商業(yè)化應(yīng)用，潛在市場(chǎng)達(dá)千億級(jí)。隨著大規(guī)模癌癥組織樣本庫的建設(shè)，癌癥基因組學(xué)大數(shù)據(jù)資源日益豐富，生物信息分析與臨床解讀能力逐步提升，針對(duì)高危人群的腫瘤易感基因篩查與患病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估也將更具參考價(jià)值。人類基因組學(xué)與微生物組學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)的快速發(fā)展和整合，也促進(jìn)了基因檢測(cè)在慢性疾病早期篩查及發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)防中的應(yīng)用。

       （2）精準(zhǔn)診斷：主要包括遺傳性疾病的篩查與診斷、癌癥的分子分型及分子病理診斷，傳染病的診斷等臨床診斷應(yīng)用。

       在遺傳病的篩查診斷領(lǐng)域，以單基因遺傳病診斷最為成熟，市場(chǎng)，主要針對(duì)婚孕前/早孕期夫婦、遺傳病疑難雜癥患者進(jìn)行常見單基因遺傳病的基因檢測(cè)，為指導(dǎo)生育、臨床診斷與治療提供依據(jù)。此外，新生兒遺傳代謝病、其他復(fù)雜疾?。ǘ酁楹币姴。┑幕驒z測(cè)由于疾病類型眾多，單種疾病患者人群數(shù)量較少，其臨床診斷應(yīng)用市場(chǎng)相對(duì)分散。

       在癌癥的分子分型及分子病理診斷方面，基因檢測(cè)的市場(chǎng)潛力巨大，應(yīng)用場(chǎng)景明確，即針對(duì)疑似癌癥患者進(jìn)行基因檢測(cè)輔助臨床診斷，針對(duì)惡性腫瘤確診患者的基因檢測(cè)可分析其癌癥在分子醫(yī)學(xué)層面的病因及進(jìn)展?fàn)顟B(tài)。分子病理診斷在病理學(xué)診斷中的重要意義在于為腫瘤的診斷及鑒別診斷提供科學(xué)依據(jù)并成為腫瘤個(gè)性化治療的前提。針對(duì)癌癥患者的少數(shù)疑難病例和罕見類型，當(dāng)采用形態(tài)學(xué)鑒別和免疫組化分析仍然難以確診時(shí)，需要通過分子診斷技術(shù)來鑒別診斷，尋找基因水平的異常改變，為確診病變的性質(zhì)或類型提供依據(jù)，如克隆性基因重排檢測(cè)用于鑒別診斷淋巴造血系統(tǒng)病變的良惡性及T、B分型等。分子靶向治療是當(dāng)前腫瘤治療的熱點(diǎn)，分子靶向藥物針對(duì)特異的分子靶點(diǎn)，因此患者在采用靶向治療前必須對(duì)相應(yīng)的分子靶點(diǎn)進(jìn)行分子病理檢測(cè)，如乳腺癌HER2基因狀態(tài)檢測(cè)等。這些分子病理檢測(cè)都是選擇相應(yīng)的分子靶向藥物治療的前提，直接關(guān)系到治療方式和臨床療效。

       傳染病病原體檢測(cè)的臨床需求目前仍存在較大缺口，實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)仍主要按照傳統(tǒng)的病原鑒定-藥敏試驗(yàn)程序?yàn)橹?，輔以常規(guī)免疫分析檢測(cè)。對(duì)于重大疫情或者難以體外培養(yǎng)的病原體，則主要采用分子診斷法進(jìn)行篩查?；驒z測(cè)為核心的分子診斷主要指應(yīng)用各種分子生物學(xué)技術(shù)檢測(cè)組織個(gè)體內(nèi)DNA或者RNA，用來診斷疾病，監(jiān)測(cè)治療或者判斷預(yù)后。目前采用基因檢測(cè)技術(shù)，通過微生物核酸的擴(kuò)增和測(cè)序可以實(shí)現(xiàn)可疑人群發(fā)病前預(yù)防、快速檢測(cè)細(xì)菌感染、快速診斷病毒感染、發(fā)現(xiàn)新病種等目的。

       （3）精準(zhǔn)治療：包括藥物基因組學(xué)（PGx）、伴隨診斷（CDx）用于指導(dǎo)個(gè)體化治療/用藥以及基因檢測(cè)技術(shù)輔助分子靶向療法和免疫療法等精準(zhǔn)藥物的研發(fā)。

       PGx檢測(cè)藥物相關(guān)生物標(biāo)記的個(gè)體差異，包括分析與藥物治療有關(guān)的基因多態(tài)性引起的不同反應(yīng)，指導(dǎo)選擇合適藥物及用藥時(shí)間、劑量，屬于快速發(fā)展的未成熟市場(chǎng)。

       基因檢測(cè)作為CDx工具趨于成熟，不僅獲得美國(guó)FDA鼓勵(lì)將其與新藥聯(lián)合開發(fā)，也受到多國(guó)臨床指南推薦用于指導(dǎo)分子靶向藥物治療癌癥，隨著血液循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）無創(chuàng)基因檢測(cè)、循環(huán)腫瘤細(xì)胞（CTC）等液體活檢技術(shù)的發(fā)展，其在癌癥治療效果和預(yù)后評(píng)價(jià)及復(fù)發(fā)監(jiān)控、康復(fù)管理等方面應(yīng)用的巨大市場(chǎng)潛力也被更多企業(yè)重視。

       基因因檢測(cè)技術(shù)也可指導(dǎo)新藥研發(fā)，尤其在對(duì)于成本的臨床試驗(yàn)環(huán)節(jié)，檢測(cè)藥物相關(guān)生物標(biāo)志物，可篩選靶向藥物作用靶點(diǎn)或驅(qū)動(dòng)基因陽性患者，監(jiān)控與評(píng)價(jià)藥物治療反應(yīng)。

       基因檢測(cè)的全球與中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模估測(cè)

       1、基因檢測(cè)的全球市場(chǎng)規(guī)模估測(cè)

       基因檢測(cè)技術(shù)主要包括基因測(cè)序、PCR、基因芯片、核酸分子雜交（FISH為主），其中FISH市場(chǎng)較小，根據(jù)Frost & Sullivan的測(cè)算2017年其規(guī)模僅3億美元，若不納入整體市場(chǎng)規(guī)模統(tǒng)計(jì)，根據(jù)BCC Research、Transparency Market Research、Grand ViewResearch等知名市場(chǎng)調(diào)研公司的報(bào)告統(tǒng)計(jì)，根據(jù)基因測(cè)序、PCR、基因芯片三大細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模，可估測(cè)基因檢測(cè)的全球市場(chǎng)規(guī)模（包括儀器、試劑耗材與檢測(cè)服務(wù)）將從2015年的165.3億美元增長(zhǎng)至296.2億美元，2015-2020年期間年均復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）約為12.4%。三大細(xì)分技術(shù)領(lǐng)域的2020年全球市場(chǎng)規(guī)模及2015-2020年期間年均復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)估值分別為：基因測(cè)序（138億美元、18.5%）、PCR（96億美元，6.6%)、基因芯片（62.2億美元，11.4%）。

       根據(jù)BCC Research, 2015年全球基因測(cè)序市場(chǎng)規(guī)模為59億美元，2007-2015年 CAGR (年均復(fù)合增長(zhǎng)率）達(dá)24. 96%, 預(yù)計(jì) 2018年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到約117億美元，2020年規(guī)?？蛇_(dá)138億美元，2015-2020年 CAGR達(dá)18%。

       根據(jù)Transparency Market Research(TMR)發(fā)布的關(guān)于全球PCR市場(chǎng)的市場(chǎng)研究報(bào)告，2013年全球PCR市場(chǎng)規(guī)模為61億美元；TMR分析師估計(jì)，2014年至2020年的預(yù)測(cè)期內(nèi)該市場(chǎng)將以6.60%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng);到了2020年全球PCR市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到96億美元（包括儀器、試劑耗材與檢測(cè)服務(wù)）。

       根據(jù)Research And Markets報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，2025年全球DNA基因芯片產(chǎn)品市場(chǎng)達(dá)到近107億美元的規(guī)模。預(yù)計(jì)2018年到2025年該市場(chǎng)會(huì)以11.4％的年均復(fù)合增長(zhǎng)率發(fā)展，將從2015年的36.3億美元增長(zhǎng)到2020年62.2億美元的規(guī)模（包括儀器、試劑耗材與檢測(cè)服務(wù)）。

       圖3 基因檢測(cè)主要技術(shù)領(lǐng)域的全球市場(chǎng)規(guī)模估測(cè)

       數(shù)據(jù)來源：BCC Research，Transparency MarketResearch、ResearchAndMarkets

       2、基因檢測(cè)的中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模估測(cè)

       圖4 基因檢測(cè)的整體中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模估測(cè)

       數(shù)據(jù)來源：Analysys易觀，公開數(shù)據(jù)整理

       中國(guó)基因檢測(cè)行業(yè)市場(chǎng)快速發(fā)展，增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)超全球水平，未來市場(chǎng)空間巨大，預(yù)計(jì)2020年將增長(zhǎng)至378.8億元人民幣。我國(guó)作為人口大國(guó)，基因檢測(cè)行業(yè)已成為國(guó)家“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)”戰(zhàn)略規(guī)劃的重要組成部分，發(fā)展前景廣闊。伴隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)基因檢測(cè)發(fā)展迅速，2013年中國(guó)基因檢測(cè)行業(yè)規(guī)模約為54.9億，預(yù)測(cè)2018年我國(guó)基因檢測(cè)行業(yè)規(guī)模達(dá)到206.5億元人民幣，預(yù)計(jì)到2020年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到378.8億元人民幣，2013-2020年期間年均復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到31.78%。

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