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十三五開局之年,液體活檢發展正當其時

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來源:莫尼塔研究員

隨著測序技術的進步、樣本的積累、醫患教育的深入,我們預測腫瘤領域的基因測序市場將在今年加速發展,臨床表現形式主要通過液體活檢輔助腫瘤的精準用藥和治療,甚至是早診和篩查。

液體活檢將幫助腫瘤患者實現精準診治。腫瘤是精準醫療首要解決的任務之一,隨著CTC檢測技術的不斷改進、基因檢測技術靈敏度的不斷提高,具有克服腫瘤異質性、無創取樣、實時分析等優點的液體活檢技術正逐步替代傳統的檢測方法,使得腫瘤早期篩查、精準治療和個性化用藥的普及指日可待。

1. CTC與ctDNA的腫瘤檢測應用優勢明顯潛力巨大。

循環腫瘤細胞(CTC)與循環腫瘤DNA(ctDNA)來源於腫瘤組織,存在於血液,可以提示腫瘤發展進程及抗藥性等信息,指導個體化精準治療。與現有腫瘤檢測方法相比,液體活檢無侵入性、可頻繁多次檢測、以及快速反應能力均體現出顯著的優勢,應用發展潛力巨大。

循環腫瘤細胞(circulating tumor cells,CTCs)是遊離於血液循環系統中的腫瘤細胞,來源於原發腫瘤組織,是腫瘤細胞轉移的重要方式,也是腫瘤患者術後複發的重要原因,同時還是激發癌症致死機制的重要因素。CTC作為腫瘤細胞,不僅包含腫瘤的DNA信息,同時還包含基因組、蛋白質組等信息,是研究腫瘤組織信息的豐富來源。

循環腫瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)是遊離於血液循環系統中的腫瘤DNA,是腫瘤細胞死亡後釋放出的小片段DNA,主要來源為壞死的腫瘤細胞、凋亡的腫瘤細胞、循環腫瘤細胞、以及腫瘤細胞分泌的外排體。在多種癌症的患者體內ctDNA均有不同水平的檢出。與CTC不同,ctDNA的產生不依賴腫瘤組織的轉移,原發腫瘤組織與轉移腫瘤組織均會釋放ctDNA,因此在DNA信息方面,ctDNA的內容更為豐富。

圖表 1:CTC與ctDNA的產生

圖表 2:CTC與ctDNA的差異

CTC很少能夠在健康人以及非惡性腫瘤患者體內發現,而在惡性腫瘤患者體內則可持續大量地檢出,所以CTC可以作為腫瘤,尤其是惡性腫瘤發展進程的檢測標誌。ctDNA在不同階段不同種類的癌症患者體內均可檢出,但惡性腫瘤患者體內的ctDNA檢出率以及檢出濃度均明顯高於早期以及非惡性腫瘤患者。接受治療後,患者體內的ctDNA含量會迅速降低。因此ctDNA也可以作為腫瘤發展進程的檢測指標,提供預後信息。同時,ctDNA檢測還有助於識別具有高複發風險的癌症患者。另外,ctDNA或可在將來用於指導醫生準確用藥。

圖表3:液體活檢的應用

採集血液檢驗CTC與ctDNA最顯著的優勢在於無侵入性、可頻繁多次進行、以及反應迅速。雖然液體活檢目前無法完全替代傳統手段,但已經可以提供重要的補充信息。隨著液體活檢技術的進一步發展,從CTC與ctDNA中獲得的信息將更豐富更完善,屆時液體活檢的優勢也將更明顯。

圖表4:腫瘤檢測手段對比

液體活檢發展尚處早期前景極為廣闊。目前CTC數量檢測的首個市場化產品是強生公司生產的CellSearch系統;而ctDNA檢測的發展處於更加早期的階段,目前國內外均沒有成熟的產品。目前應用於ctDNA的兩種技術——數字PCR與靶向測序也各有其特點。其中數字PCR可以實現對ctDNA的單位點突變數量檢測,而靶向測序ctDNA成本更高,成長潛力更大。數字PCR的優勢在於操作便捷成本低廉,檢測結果直觀易懂。靶向測序的優勢在於可以同時進行多位點檢測,為用藥指導提供更豐富的信息。

圖表5:CTC與ctDNA檢驗技術發展進程概覽

2.我國液體活檢市場規模將於5-10年後達到110億-160億。

我國癌症存活患者數增長迅速,液體活檢可應用腫瘤類型廣泛,因此市場潛力巨大。2021-2025年間,液體活檢用於伴隨診斷及轉移複發監測的市場保守估計可達到110億元。早期診斷市場若能成功開發,則將會變成160億元的市場。

圖表6:2012全球癌症發病率

數據來源:世界癌症研究中心

根據國家癌症中心全國腫瘤防治研究辦公室的數據,莫尼塔研究估算,至2021年-2025年五年期間我國的癌症生存率有望提升到40%-50%。由於我國第一和第二批生育高峰人群逐漸步入癌症的高發年齡,以及癌症發病率和存活率的進一步提升,癌症發病人數以及診斷市場未來10年將會迎來高速增長期。而液體活檢適應症廣泛,我國大部分常見腫瘤都適用。莫尼塔研究認為,我國液體活檢的市場將會高速發展,並在2021-2025年期間市場容量將達到110億-160億元人民幣。

3.癌症檢測產業初步形成,液體活檢發展前路暢通。

目前癌症檢測產業已初步形成,液體活檢作為其中一個細分領域將與其分享相似的產業鏈及銷售渠道。中國本土企業主要集中於產業中下游提供測序及數據分析服務,其核心競爭力在於對銷售渠道的掌控。部分已經提前布局的企業或能取得先發優勢。

圖表7:癌症液體活檢產業鏈概覽

癌症液體活檢產業鏈分為上游、中下游兩部分。上游主要是儀器與耗材生產銷售企業,中游是檢測服務提供企業,下游是數據分析企業。國內大多數測序服務公司集中在中下游,同時提供測序服務和結果分析服務,在腫瘤基因檢測領域尤甚。

圖表8:腫瘤基因檢測產品銷售模式

上圖展示了不同的銷售模式,分別對應不同的銷售策略。針對醫院自行檢驗模式,市場空間較小,只有上游企業可以與醫院合作,下游企業則成為了醫院的競爭對手。針對醫院合作實驗室模式,市場空間廣闊。對上游企業來說,客戶群從醫院擴大到了下游企業,而對下游企業來說,也可以通過與醫院合作獲取檢驗服務市場。

4.基因測序利好政策頻出,液體活檢迎來發展催化劑。

近年來官方對精準醫療的關注及扶持逐漸上升,癌症液體活檢身處其中發展迅速,近期即或有相關產品獲得CFDA認證。同時癌症液體活檢也將幫助削減無效醫療開支、降低醫療成本、幫助醫保控費。

圖表9:癌症液體活檢發展進程

發展最快的CTC數量檢測已有數個項目獲得了CFDA認證。緊隨其後的是ctDNA伴隨診斷產品,莫尼塔經過調查發現,在一兩年之內或可有相關產品獲得CFDA認證。其他產品的發展則更為早期。關於納入醫保,雖然目前為時尚早,但癌症液體活檢其精準醫療的思路非常符合政府醫保控費的大方向。當相關技術產品足夠成熟,癌症液體活檢納入醫保將成為必然。

圖表10:近期政府相關政策

癌症液體活檢的最終目的是實現對腫瘤的早期發現、個體化治療,是以DNA測序為基礎的精準醫療的一部分。近期中國政府對精準醫療的關注度持續上升,發布了一些系列相關政策,顯示出了政府對腫瘤基因測序從資金到監管的全方位支持,也奠定了腫瘤基因測序的高端發展路線。

圖表11:腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技術臨床應用試點

圖表12:目前部分CTC檢測技術方法

方法 介紹 特點
Celsee 通過癌細胞的物理特性來捕獲 無需預先去除紅細胞、高度自動化、高效率富集、保存活性
CTC-chip 第三代檢測平台,使用包含被EPCAM抗體微柱陳列的晶元 高靈敏、高檢出率,保存活性;便於計數和分子表型分析
CTC-Biopsy 不依賴於腫瘤細胞表面特殊標記分子進行捕獲,微篩技術 高富集率、高通量、高靈敏度、保存活性
SE-iFISH 差相富集技術與免疫熒光染色技術相結合 高通用性、高敏感性、高特異性
ISET 依據細胞大小、通過濾膜直接富集CTC 步驟少、可操作性強、保存活性
IMS 免疫磁性分離法 高檢出率、保存活性
Oncoquick 基於形態學的富集法 操作簡單,保存細胞活性,有利於進行細胞病理、免疫標記及分子研究
MACS 通過免疫磁珠標記進行上皮性CTC分離 保存活性
RT-PCR 基於腫瘤特異性基因的表達分析 高靈敏
AdnaTest 通過特定抗原表達和腫瘤相關標誌物分離 高靈敏、高特異性;有助於區分CTC的幹細胞屬性和表型變化
CellSearch 用帶抗EpCAM的磁珠來富集上皮細胞;唯一獲得FDA批准的CTC技術 半自動化、高靈敏、可重複性強

(轉化醫學網整理)

圖表13:CTC檢測技術的臨床應用

CTC臨床應用 檢測內容 臨床意義
早期篩查 CTC計數、鑒定良/惡性、鑒定細胞的器官來源 優於影像學發現腫瘤、確定藥物靶點
用藥指導 CTC測序、蛋白表達 選擇正確的藥物、代替活檢
療效監控 CTC或特定CTC數目的動態變化 及時發現耐葯,更換治療方案
病程分期 CTC或特定CTC(活、間質)技術 癌症分期
判斷預後 血液中CTC數目檢測 預測生存期
個體化治療 分析CTC的分子表觀遺傳學特徵,進行CTC一系列的基因檢測 篩選出適合患者的化療、分子靶向藥物
複發預測 CTC計數、鑒定良/惡性、鑒定細胞的器官來源 優於影像學發現腫瘤、確定藥物靶點

— END—

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