數(shù)據(jù)庫資源
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基因測序描繪個(gè)體化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)圖譜
時(shí)間：2015-03-03 09:52:33 來源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng) 點(diǎn)擊：
隨著高通量測序技術(shù)的引入和“大數(shù)據(jù)”處理能力的提高，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)正在經(jīng)歷巨大的變革，由傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化醫(yī)療模式向個(gè)體化醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。而人類基因組計(jì)劃和DNA元素百科全書計(jì)劃的完成及腫瘤基因圖譜的繪制，也為“量體裁藥”式的個(gè)體化醫(yī)療提供了有力工具，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域面臨新的機(jī)遇。不過，業(yè)內(nèi)人士表示，盡管市場空間可觀，但短期來看個(gè)性化醫(yī)療相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)相關(guān)公司的收入貢獻(xiàn)有限。
醫(yī)學(xué)新進(jìn)展
通常來說，每個(gè)人對(duì)藥物的反應(yīng)存在差異。但藥廠開發(fā)藥物、醫(yī)生開處方的時(shí)候，基于技術(shù)限制通常只能針對(duì)多數(shù)病人的“平均水平”。
比如，美國每年新增10萬例結(jié)直腸癌患者，而治療結(jié)直腸癌的藥物愛必妥，對(duì)帶有Kras野生型基因的病人較為有效；如果病人攜帶的是Kras突變型基因，藥效就會(huì)急劇下降。Kras野生型基因在患者中的比例約為60%，而一個(gè)療程的愛必妥價(jià)值超過5萬美元。由德國凱杰公司研發(fā)的一種Kras檢測技術(shù)，只需300美元即可判斷患者是否適合使用愛必妥治療。這一故事反映的就是“因人施治”個(gè)性化醫(yī)療的重要性。
個(gè)體化醫(yī)療是以個(gè)人的基因組信息為基礎(chǔ)，結(jié)合蛋白質(zhì)組，代謝組等相關(guān)內(nèi)環(huán)境信息，為病人量身設(shè)計(jì)治療方案，以期達(dá)到治療效果最大化和副作用最小化的一門定制醫(yī)療模式。相較傳統(tǒng)醫(yī)療，個(gè)體化醫(yī)療具有針對(duì)性、高效性及預(yù)防性等特征。美國正積極推進(jìn)個(gè)體化醫(yī)療，近期美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中又宣布了一項(xiàng)預(yù)算為2.15億美元的個(gè)體化醫(yī)療計(jì)劃。
從我國的死亡率來看，重大疾病的死亡率近年呈明顯上行趨勢(shì)。2006年我國第三次居民死亡原因抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，30年來，乳腺癌死亡率上升了96%，而肺癌死亡率更是狂飆465%。根據(jù)《世界癌癥報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，2012年中國癌癥發(fā)病人數(shù)為306.5萬，約占全球發(fā)病的1/5；癌癥死亡人數(shù)為220.5萬，約占全球癌癥死亡人數(shù)的1/4。
對(duì)這類惡性疾病的治療，一方面是加大治療藥物的研發(fā)突破，另一方面應(yīng)從個(gè)體化治療角度進(jìn)行治療技術(shù)的突破。專業(yè)人士指出，利用基因診斷，醫(yī)療將從千篇一律的“大眾醫(yī)療”時(shí)代，進(jìn)步到依據(jù)個(gè)人遺傳基因而異的“定制醫(yī)療”時(shí)代。個(gè)體化醫(yī)療對(duì)疾病的產(chǎn)生追源溯本，不僅需要發(fā)現(xiàn)病因，而且將病因追尋到分子水平，以此為基礎(chǔ)對(duì)患者進(jìn)行治療。這種在診斷和治療過程標(biāo)準(zhǔn)化上體現(xiàn)出患者的個(gè)體差異，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的新高度。
產(chǎn)業(yè)新鏈條
個(gè)體化醫(yī)療要做到個(gè)性、高效及預(yù)防的前提在于疾病的篩查和診斷，因此基因檢測和大數(shù)據(jù)應(yīng)用是個(gè)體化醫(yī)療發(fā)展的關(guān)鍵。從個(gè)性化醫(yī)療的過程來看，產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單分為個(gè)性化診斷和個(gè)性化治療兩個(gè)部分。個(gè)性化診斷過程主要涉及分子診斷技術(shù)、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的應(yīng)用，通過對(duì)單個(gè)患者相關(guān)樣本的采集檢測，并與數(shù)據(jù)庫中相關(guān)疾病的資料進(jìn)行比對(duì)，得出相關(guān)診斷結(jié)果。在個(gè)性化治療階段則可以根據(jù)診斷的結(jié)果實(shí)現(xiàn)“量體裁藥”。
東北證券指出，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算將在個(gè)性化醫(yī)療中發(fā)揮巨大作用。個(gè)體化治療實(shí)施的前提是基因測序技術(shù)，而基因測序后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)則有賴于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的比對(duì)分析。
一個(gè)完全測序的人類基因組包含100GB-1000GB的數(shù)據(jù)量，這在解讀上有很大困難，需要專門的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的橫向與縱向比對(duì)分析。國外很多公司都建立了自己的大型數(shù)據(jù)庫并開發(fā)相關(guān)的軟件進(jìn)行快速數(shù)據(jù)分析，例如Myriad genetics公司擁有專有數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行大數(shù)據(jù)的一體化分析，可用來解釋不確定的遺傳檢測結(jié)果。
Illumina公司開發(fā)出BaseSpace的云計(jì)算與存儲(chǔ)平臺(tái)，SevenBridges Genomics在人類基因組排序和分析中綜合應(yīng)用了云計(jì)算和NoSQL數(shù)據(jù)技術(shù)，推出EC2、S3和MongoDB等。在A股市場，上市公司榮之聯(lián)憑借在高性能計(jì)算和大容量存儲(chǔ)方面積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為華大基因設(shè)計(jì)、建設(shè)和維護(hù)位于深圳和香港的生物信息超算中心，成功地解決了基因測序形成的海量數(shù)據(jù)在并行計(jì)算和存儲(chǔ)等方面的難題。目前,華大基因具備了每秒運(yùn)行157萬億次的超級(jí)計(jì)算能力，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量達(dá)12.6PB，基因測序能力位居全球第一。
大數(shù)據(jù)比對(duì)分析后所得到的信息，即可為個(gè)體化藥物設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)“量體裁藥”。目前眾多預(yù)測性基因檢測項(xiàng)目中最具有實(shí)際應(yīng)用意義的是“藥物基因型檢測”，針對(duì)人體發(fā)病基因片段設(shè)計(jì)靶向藥物，并用大數(shù)據(jù)分析藥物將要產(chǎn)生的反應(yīng)、藥效、敏感性以及副作用的情況，同時(shí)利用患者的信息和檢測方法，篩選出最佳治療方法和個(gè)體化的給藥方案。“量體裁藥”將在很大程度上減少臨床用藥不當(dāng)，提高療效與降低醫(yī)療費(fèi)用，為未來醫(yī)學(xué)指明方向。
市場空間大
以無創(chuàng)產(chǎn)前篩查為例，我國每年新生兒數(shù)量約1600萬，按10%的市場滲透率，3500元/人次計(jì)算，市場空間約56億元/年。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本繼續(xù)下行將進(jìn)一步打開市場空間。假設(shè)成本下行至1500元/人次，滲透率至50%，則市場空間有望上行至120億元/年。考慮到每年三四百萬的癌癥發(fā)病人數(shù)，腫瘤診斷和個(gè)性化用藥的應(yīng)用空間更加巨大。華泰證券建議關(guān)注基因測序、腫瘤診斷及個(gè)性化用藥等相關(guān)投資機(jī)會(huì)，包括達(dá)安基因、迪安診斷、紫鑫藥業(yè)、千山藥機(jī)、新開源、北陸藥業(yè)、恒瑞醫(yī)藥等。
2014年2月，國家食藥監(jiān)局、衛(wèi)計(jì)委聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于加強(qiáng)臨床使用基因測序相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)管理的通知》，規(guī)定所有基因檢測技術(shù)、儀器等均需經(jīng)食品藥品監(jiān)管部門審批注冊(cè)，并經(jīng)衛(wèi)生計(jì)生行政部門批準(zhǔn)技術(shù)準(zhǔn)入方可應(yīng)用。這意味著，在相關(guān)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范出臺(tái)以前，任何醫(yī)療機(jī)構(gòu)不得開展基因測序臨床應(yīng)用。
2014年7月，食藥監(jiān)管總局首次批準(zhǔn)注冊(cè)第二代基因測序診斷產(chǎn)品，可對(duì)孕周12周以上的高危孕婦進(jìn)行基因測序，對(duì)胎兒染色體非整倍體疾病21-三體綜合征、18-三體綜合征和13-三體綜合征進(jìn)行無創(chuàng)產(chǎn)前檢查和輔助診斷。這也意味著基因測序產(chǎn)品的重啟。
在技術(shù)有保障，政策前景可期的背景下，不少上市公司投身其中。達(dá)安基因是基因測序業(yè)務(wù)布局最全面的公司，基本打通了測序儀器、測序試劑、測序服務(wù)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。隨著體外診斷試劑業(yè)務(wù)的發(fā)展及母公司醫(yī)院體系的逐步理清，公司有望實(shí)現(xiàn)“個(gè)體化診斷+個(gè)體化治療”的一體化。
醫(yī)學(xué)新進(jìn)展
通常來說，每個(gè)人對(duì)藥物的反應(yīng)存在差異。但藥廠開發(fā)藥物、醫(yī)生開處方的時(shí)候，基于技術(shù)限制通常只能針對(duì)多數(shù)病人的“平均水平”。
比如，美國每年新增10萬例結(jié)直腸癌患者，而治療結(jié)直腸癌的藥物愛必妥，對(duì)帶有Kras野生型基因的病人較為有效；如果病人攜帶的是Kras突變型基因，藥效就會(huì)急劇下降。Kras野生型基因在患者中的比例約為60%，而一個(gè)療程的愛必妥價(jià)值超過5萬美元。由德國凱杰公司研發(fā)的一種Kras檢測技術(shù)，只需300美元即可判斷患者是否適合使用愛必妥治療。這一故事反映的就是“因人施治”個(gè)性化醫(yī)療的重要性。
個(gè)體化醫(yī)療是以個(gè)人的基因組信息為基礎(chǔ)，結(jié)合蛋白質(zhì)組，代謝組等相關(guān)內(nèi)環(huán)境信息，為病人量身設(shè)計(jì)治療方案，以期達(dá)到治療效果最大化和副作用最小化的一門定制醫(yī)療模式。相較傳統(tǒng)醫(yī)療，個(gè)體化醫(yī)療具有針對(duì)性、高效性及預(yù)防性等特征。美國正積極推進(jìn)個(gè)體化醫(yī)療，近期美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中又宣布了一項(xiàng)預(yù)算為2.15億美元的個(gè)體化醫(yī)療計(jì)劃。
從我國的死亡率來看，重大疾病的死亡率近年呈明顯上行趨勢(shì)。2006年我國第三次居民死亡原因抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，30年來，乳腺癌死亡率上升了96%，而肺癌死亡率更是狂飆465%。根據(jù)《世界癌癥報(bào)告》統(tǒng)計(jì)，2012年中國癌癥發(fā)病人數(shù)為306.5萬，約占全球發(fā)病的1/5；癌癥死亡人數(shù)為220.5萬，約占全球癌癥死亡人數(shù)的1/4。
對(duì)這類惡性疾病的治療，一方面是加大治療藥物的研發(fā)突破，另一方面應(yīng)從個(gè)體化治療角度進(jìn)行治療技術(shù)的突破。專業(yè)人士指出，利用基因診斷，醫(yī)療將從千篇一律的“大眾醫(yī)療”時(shí)代，進(jìn)步到依據(jù)個(gè)人遺傳基因而異的“定制醫(yī)療”時(shí)代。個(gè)體化醫(yī)療對(duì)疾病的產(chǎn)生追源溯本，不僅需要發(fā)現(xiàn)病因，而且將病因追尋到分子水平，以此為基礎(chǔ)對(duì)患者進(jìn)行治療。這種在診斷和治療過程標(biāo)準(zhǔn)化上體現(xiàn)出患者的個(gè)體差異，是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的新高度。
產(chǎn)業(yè)新鏈條
個(gè)體化醫(yī)療要做到個(gè)性、高效及預(yù)防的前提在于疾病的篩查和診斷，因此基因檢測和大數(shù)據(jù)應(yīng)用是個(gè)體化醫(yī)療發(fā)展的關(guān)鍵。從個(gè)性化醫(yī)療的過程來看，產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單分為個(gè)性化診斷和個(gè)性化治療兩個(gè)部分。個(gè)性化診斷過程主要涉及分子診斷技術(shù)、大數(shù)據(jù)及云計(jì)算的應(yīng)用，通過對(duì)單個(gè)患者相關(guān)樣本的采集檢測，并與數(shù)據(jù)庫中相關(guān)疾病的資料進(jìn)行比對(duì)，得出相關(guān)診斷結(jié)果。在個(gè)性化治療階段則可以根據(jù)診斷的結(jié)果實(shí)現(xiàn)“量體裁藥”。
東北證券指出，大數(shù)據(jù)與云計(jì)算將在個(gè)性化醫(yī)療中發(fā)揮巨大作用。個(gè)體化治療實(shí)施的前提是基因測序技術(shù)，而基因測序后產(chǎn)生的數(shù)據(jù)則有賴于大數(shù)據(jù)和云計(jì)算的比對(duì)分析。
一個(gè)完全測序的人類基因組包含100GB-1000GB的數(shù)據(jù)量，這在解讀上有很大困難，需要專門的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的橫向與縱向比對(duì)分析。國外很多公司都建立了自己的大型數(shù)據(jù)庫并開發(fā)相關(guān)的軟件進(jìn)行快速數(shù)據(jù)分析，例如Myriad genetics公司擁有專有數(shù)據(jù)庫來進(jìn)行大數(shù)據(jù)的一體化分析，可用來解釋不確定的遺傳檢測結(jié)果。
Illumina公司開發(fā)出BaseSpace的云計(jì)算與存儲(chǔ)平臺(tái)，SevenBridges Genomics在人類基因組排序和分析中綜合應(yīng)用了云計(jì)算和NoSQL數(shù)據(jù)技術(shù)，推出EC2、S3和MongoDB等。在A股市場，上市公司榮之聯(lián)憑借在高性能計(jì)算和大容量存儲(chǔ)方面積累的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，為華大基因設(shè)計(jì)、建設(shè)和維護(hù)位于深圳和香港的生物信息超算中心，成功地解決了基因測序形成的海量數(shù)據(jù)在并行計(jì)算和存儲(chǔ)等方面的難題。目前,華大基因具備了每秒運(yùn)行157萬億次的超級(jí)計(jì)算能力，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量達(dá)12.6PB，基因測序能力位居全球第一。
大數(shù)據(jù)比對(duì)分析后所得到的信息，即可為個(gè)體化藥物設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)“量體裁藥”。目前眾多預(yù)測性基因檢測項(xiàng)目中最具有實(shí)際應(yīng)用意義的是“藥物基因型檢測”，針對(duì)人體發(fā)病基因片段設(shè)計(jì)靶向藥物，并用大數(shù)據(jù)分析藥物將要產(chǎn)生的反應(yīng)、藥效、敏感性以及副作用的情況，同時(shí)利用患者的信息和檢測方法，篩選出最佳治療方法和個(gè)體化的給藥方案。“量體裁藥”將在很大程度上減少臨床用藥不當(dāng)，提高療效與降低醫(yī)療費(fèi)用，為未來醫(yī)學(xué)指明方向。
市場空間大
醫(yī)藥是性命攸關(guān)的行業(yè)，任何一款新藥、新技術(shù)的誕生都需監(jiān)管層耗時(shí)數(shù)年的審批，基藥測序也是一樣。值得注意的是，國家食藥監(jiān)總局在基因測序上已開了一道口子，允許懷孕12周以上的產(chǎn)婦進(jìn)行基因測序。
短期來看，個(gè)性化醫(yī)療相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品對(duì)相關(guān)公司的收入貢獻(xiàn)有限，但隨著市場的不斷拓展，未來將對(duì)相關(guān)公司收入帶來可觀的增量貢獻(xiàn)。以無創(chuàng)產(chǎn)前篩查為例，我國每年新生兒數(shù)量約1600萬，按10%的市場滲透率，3500元/人次計(jì)算，市場空間約56億元/年。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本繼續(xù)下行將進(jìn)一步打開市場空間。假設(shè)成本下行至1500元/人次，滲透率至50%，則市場空間有望上行至120億元/年。考慮到每年三四百萬的癌癥發(fā)病人數(shù)，腫瘤診斷和個(gè)性化用藥的應(yīng)用空間更加巨大。華泰證券建議關(guān)注基因測序、腫瘤診斷及個(gè)性化用藥等相關(guān)投資機(jī)會(huì)，包括達(dá)安基因、迪安診斷、紫鑫藥業(yè)、千山藥機(jī)、新開源、北陸藥業(yè)、恒瑞醫(yī)藥等。
2014年2月，國家食藥監(jiān)局、衛(wèi)計(jì)委聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于加強(qiáng)臨床使用基因測序相關(guān)產(chǎn)品和技術(shù)管理的通知》，規(guī)定所有基因檢測技術(shù)、儀器等均需經(jīng)食品藥品監(jiān)管部門審批注冊(cè)，并經(jīng)衛(wèi)生計(jì)生行政部門批準(zhǔn)技術(shù)準(zhǔn)入方可應(yīng)用。這意味著，在相關(guān)的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范出臺(tái)以前，任何醫(yī)療機(jī)構(gòu)不得開展基因測序臨床應(yīng)用。
2014年7月，食藥監(jiān)管總局首次批準(zhǔn)注冊(cè)第二代基因測序診斷產(chǎn)品，可對(duì)孕周12周以上的高危孕婦進(jìn)行基因測序，對(duì)胎兒染色體非整倍體疾病21-三體綜合征、18-三體綜合征和13-三體綜合征進(jìn)行無創(chuàng)產(chǎn)前檢查和輔助診斷。這也意味著基因測序產(chǎn)品的重啟。
在技術(shù)有保障，政策前景可期的背景下，不少上市公司投身其中。達(dá)安基因是基因測序業(yè)務(wù)布局最全面的公司，基本打通了測序儀器、測序試劑、測序服務(wù)的上下游產(chǎn)業(yè)鏈。隨著體外診斷試劑業(yè)務(wù)的發(fā)展及母公司醫(yī)院體系的逐步理清，公司有望實(shí)現(xiàn)“個(gè)體化診斷+個(gè)體化治療”的一體化。
