基因檢測在醫療領(lǐng)域的臨床應用概述

       作為一項生命科學(xué)領(lǐng)域基礎技術(shù)，基因檢測可用于農業(yè)育種、司法鑒定、食品安全等多個(gè)行業(yè)。根據基因檢測產(chǎn)業(yè)的應用情況，其中下游市場(chǎng)面向的客戶(hù)群體包括醫院、藥廠(chǎng)、科研機構以及消費者等，可分為醫療和非醫療兩大類(lèi)，醫療領(lǐng)域進(jìn)一步可細分為生殖健康檢測、腫瘤檢測、個(gè)體化用藥、病原體檢測、生物醫學(xué)科研服務(wù)多個(gè)領(lǐng)域。

       基因檢測在醫療領(lǐng)域應用場(chǎng)景大致分三類(lèi)：科研級、臨床級和消費級?？蒲屑墤妹嫦蚩蒲袡C構、高等院校和藥企。臨床級應用面向患者，檢測結果應具有臨床意義，可作為醫生診斷、治療依據。消費級應用面向普通消費者，包括皮膚檢測、運動(dòng)能力檢測等。其中臨床級應用（簡(jiǎn)稱(chēng)臨床應用，下同）目前范圍最廣、商業(yè)價(jià)值，是下文重點(diǎn)介紹的內容。

       基因檢測在醫療領(lǐng)域的臨床應用主要包括疾病的預防、診斷與治療三大方面。

       （1）精準預防：主要包括出生缺陷預防、疾病早期篩查與患病風(fēng)險評估等疾病防控應用。

       在預防出生缺陷，保障生育健康方面，由于新生兒缺陷主要來(lái)自于父母方或者是在胚胎期的基因突變，故這類(lèi)疾病的解決方式是在婚前、孕前、產(chǎn)前及早診斷，達到及早發(fā)現、治療的效果?；驒z測技術(shù)應用于常見(jiàn)染色體異常疾?。ㄈ缛w綜合征）的產(chǎn)前診斷與篩查目前已經(jīng)比較成熟，國內基于二代測序的無(wú)創(chuàng )產(chǎn)前診斷（NIPT）市場(chǎng)是基因檢測臨床應用領(lǐng)域最先達到百億級的細分市場(chǎng)。此外，基因檢測在保障生育健康方面的應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(kāi)二胎”政策背景下高齡孕婦增多，PGS/PGD有望成為基因檢測領(lǐng)域的下一個(gè)百億級臨床應用市場(chǎng)。

       在疾病早期篩查與患病風(fēng)險評估方面，基因檢測對于遺傳性疾?。ㄈ邕z傳性腫瘤、地中海貧血、先天性耳聾等罕見(jiàn)?。┑陌l(fā)病概率預測與致病基因篩查是必需手段，此外，基于基因捕獲與測序的液體活檢技術(shù)在癌癥早期篩查與患病風(fēng)險估測方面的應用也正在加速臨床驗證，開(kāi)始商業(yè)化應用，潛在市場(chǎng)達千億級。隨著(zhù)大規模癌癥組織樣本庫的建設，癌癥基因組學(xué)大數據資源日益豐富，生物信息分析與臨床解讀能力逐步提升，針對高危人群的腫瘤易感基因篩查與患病風(fēng)險評估也將更具參考價(jià)值。人類(lèi)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)了基因檢測在慢性疾病早期篩查及發(fā)病風(fēng)險評估和預防中的應用。

       （2）精準診斷：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)，主要針對婚孕前/早孕期夫婦、遺傳病疑難雜癥患者進(jìn)行常見(jiàn)單基因遺傳病的基因檢測，為指導生育、臨床診斷與治療提供依據。此外，新生兒遺傳代謝病、其他復雜疾?。ǘ酁楹币?jiàn)?。┑幕驒z測由于疾病類(lèi)型眾多，單種疾病患者人群數量較少，其臨床診斷應用市場(chǎng)相對分散。

       在癌癥的分子分型及分子病理診斷方面，基因檢測的市場(chǎng)潛力巨大，應用場(chǎng)景明確，即針對疑似癌癥患者進(jìn)行基因檢測輔助臨床診斷，針對惡性腫瘤確診患者的基因檢測可分析其癌癥在分子醫學(xué)層面的病因及進(jìn)展狀態(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)依據并成為腫瘤個(gè)性化治療的前提。針對癌癥患者的少數疑難病例和罕見(jiàn)類(lèi)型，當采用形態(tài)學(xué)鑒別和免疫組化分析仍然難以確診時(shí)，需要通過(guò)分子診斷技術(shù)來(lái)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(lèi)型提供依據，如克隆性基因重排檢測用于鑒別診斷淋巴造血系統病變的良惡性及T、B分型等。分子靶向治療是當前腫瘤治療的熱點(diǎn)，分子靶向藥物針對特異的分子靶點(diǎn)，因此患者在采用靶向治療前必須對相應的分子靶點(diǎn)進(jìn)行分子病理檢測，如乳腺癌HER2基因狀態(tài)檢測等。這些分子病理檢測都是選擇相應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。

       傳染病病原體檢測的臨床需求目前仍存在較大缺口，實(shí)驗室檢測仍主要按照傳統的病原鑒定-藥敏試驗程序為主，輔以常規免疫分析檢測。對于重大疫情或者難以體外培養的病原體，則主要采用分子診斷法進(jìn)行篩查?；驒z測為核心的分子診斷主要指應用各種分子生物學(xué)技術(shù)檢測組織個(gè)體內DNA或者RNA，用來(lái)診斷疾病，監測治療或者判斷預后。目前采用基因檢測技術(shù)，通過(guò)微生物核酸的擴增和測序可以實(shí)現可疑人群發(fā)病前預防、快速檢測細菌感染、快速診斷病毒感染、發(fā)現新病種等目的。

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

       PGx檢測藥物相關(guān)生物標記的個(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，指導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)。

       基因檢測作為CDx工具趨于成熟，不僅獲得美國FDA鼓勵將其與新藥聯(lián)合開(kāi)發(fā)，也受到多國臨床指南推薦用于指導分子靶向藥物治療癌癥，隨著(zhù)血液循環(huán)腫瘤DNA（ctDNA）無(wú)創(chuàng )基因檢測、循環(huán)腫瘤細胞（CTC）等液體活檢技術(shù)的發(fā)展，其在癌癥治療效果和預后評價(jià)及復發(fā)監控、康復管理等方面應用的巨大市場(chǎng)潛力也被更多企業(yè)重視。

       基因因檢測技術(shù)也可指導新藥研發(fā)，尤其在對于成本的臨床試驗環(huán)節，檢測藥物相關(guān)生物標志物，可篩選靶向藥物作用靶點(diǎn)或驅動(dòng)基因陽(yáng)性患者，監控與評價(jià)藥物治療反應。

       基因檢測的全球與中國市場(chǎng)規模估測

       1、基因檢測的全球市場(chǎng)規模估測

       基因檢測技術(shù)主要包括基因測序、PCR、基因芯片、核酸分子雜交（FISH為主），其中FISH市場(chǎng)較小，根據Frost & Sullivan的測算2017年其規模僅3億美元，若不納入整體市場(chǎng)規模統計，根據BCC Research、Transparency Market Research、Grand ViewResearch等知名市場(chǎng)調研公司的報告統計，根據基因測序、PCR、基因芯片三大細分技術(shù)領(lǐng)域的市場(chǎng)規模，可估測基因檢測的全球市場(chǎng)規模（包括儀器、試劑耗材與檢測服務(wù)）將從2015年的165.3億美元增長(cháng)至296.2億美元，2015-2020年期間年均復合增長(cháng)率（CAGR）約為12.4%。三大細分技術(shù)領(lǐng)域的2020年全球市場(chǎng)規模及2015-2020年期間年均復合增長(cháng)率預估值分別為：基因測序（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BCC Research, 2015年全球基因測序市場(chǎng)規模為59億美元，2007-2015年 CAGR (年均復合增長(cháng)率）達24. 96%, 預計 2018年市場(chǎng)規模達到約117億美元，2020年規?？蛇_138億美元，2015-2020年 CAGR達18%。

       根據Transparency Market Research(TMR)發(fā)布的關(guān)于全球PCR市場(chǎng)的市場(chǎng)研究報告，2013年全球PCR市場(chǎng)規模為61億美元；TMR分析師估計，2014年至2020年的預測期內該市場(chǎng)將以6.60%的復合年增長(cháng)率增長(cháng);到了2020年全球PCR市場(chǎng)規模將達到96億美元（包括儀器、試劑耗材與檢測服務(wù)）。

       根據Research And Markets報告數據顯示，2025年全球DNA基因芯片產(chǎn)品市場(chǎng)達到近107億美元的規模。預計2018年到2025年該市場(chǎng)會(huì )以11.4％的年均復合增長(cháng)率發(fā)展，將從2015年的36.3億美元增長(cháng)到2020年62.2億美元的規模（包括儀器、試劑耗材與檢測服務(wù)）。

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

       數據來(lái)源：BCC Research，Transparency MarketResearch、ResearchAndMarkets

       2、基因檢測的中國市場(chǎng)規模估測

       圖4 基因檢測的整體中國市場(chǎng)規模估測

       數據來(lái)源：Analysys易觀(guān)，公開(kāi)數據整理

       中國基因檢測行業(yè)市場(chǎng)快速發(fā)展，增長(cháng)速度遠超全球水平，未來(lái)市場(chǎng)空間巨大，預計2020年將增長(cháng)至378.8億元人民幣。我國作為人口大國，基因檢測行業(yè)已成為國家“精準醫學(xué)”戰略規劃的重要組成部分，發(fā)展前景廣闊。伴隨著(zhù)經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國基因檢測發(fā)展迅速，2013年中國基因檢測行業(yè)規模約為54.9億，預測2018年我國基因檢測行業(yè)規模達到206.5億元人民幣，預計到2020年市場(chǎng)規模有望達到378.8億元人民幣，2013-2020年期間年均復合增長(cháng)率將達到31.78%。

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