數(shù)據(jù)庫資源
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基因測序描繪個體化醫(yī)療產(chǎn)業(yè)圖譜
時間：2015-03-03 09:52:33 來源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學網(wǎng) 點擊：
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)學正在經(jīng)歷巨大的變革，由傳統(tǒng)標準化醫(yī)療模式向個體化醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變。而人類基因組計劃和DNA元素百科全書計劃的完成及腫瘤基因圖譜的繪制，也為“量體裁藥”式的個體化醫(yī)療提供了有力工具，醫(yī)學領(lǐng)域面臨新的機遇。不過，業(yè)內(nèi)人士表示，盡管市場空間可觀，但短期來看個性化醫(yī)療相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品對相關(guān)公司的收入貢獻有限。
醫(yī)學新進展
通常來說，每個人對藥物的反應存在差異。但藥廠開發(fā)藥物、醫(yī)生開處方的時候，基于技術(shù)限制通常只能針對多數(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，藥效就會急劇下降。Kras野生型基因在患者中的比例約為60%，而一個療程的愛必妥價值超過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”個性化醫(yī)療的重要性。
個體化醫(yī)療是以個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)計治療方案，以期達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，個體化醫(yī)療具有針對性、高效性及預防性等特征。美國正積極推進個體化醫(yī)療，近期美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中又宣布了一項預算為2.15億美元的個體化醫(yī)療計劃。
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。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)《世界癌癥報告》統(tǒng)計，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，另一方面應從個體化治療角度進行治療技術(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”時代，進步到依據(jù)個人遺傳基因而異的“定制醫(yī)療”時代。個體化醫(yī)療對疾病的產(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)對患者進行治療。這種在診斷和治療過程標準化上體現(xiàn)出患者的個體差異，是現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的新高度。
產(chǎn)業(yè)新鏈條
個體化醫(yī)療要做到個性、高效及預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)應用是個體化醫(yī)療發(fā)展的關(guān)鍵。從個性化醫(yī)療的過程來看，產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單分為個性化診斷和個性化治療兩個部分。個性化診斷過程主要涉及分子診斷技術(shù)、大數(shù)據(jù)及云計算的應用，通過對單個患者相關(guān)樣本的采集檢測，并與數(shù)據(jù)庫中相關(guān)疾病的資料進行比對，得出相關(guān)診斷結(jié)果。在個性化治療階段則可以根據(jù)診斷的結(jié)果實現(xiàn)“量體裁藥”。
東北證券指出，大數(shù)據(jù)與云計算將在個性化醫(yī)療中發(fā)揮巨大作用。個體化治療實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)和云計算的比對分析。
一個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)庫進行數(shù)據(jù)信息的橫向與縱向比對分析。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的云計算與存儲平臺，SevenBridges Genomics在人類基因組排序和分析中綜合應用了云計算和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)憑借在高性能計算和大容量存儲方面積累的技術(shù)優(yōu)勢，為華大基因設(shè)計、建設(shè)和維護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)在并行計算和存儲等方面的難題。目前,華大基因具備了每秒運行157萬億次的超級計算能力，數(shù)據(jù)存儲量達12.6PB，基因測序能力位居全球第一。
大數(shù)據(jù)比對分析后所得到的信息，即可為個體化藥物設(shè)計提供指導，實現(xiàn)“量體裁藥”。目前眾多預測性基因檢測項目中最具有實際應用意義的是“藥物基因型檢測”，針對人體發(fā)病基因片段設(shè)計靶向藥物，并用大數(shù)據(jù)分析藥物將要產(chǎn)生的反應、藥效、敏感性以及副作用的情況，同時利用患者的信息和檢測方法，篩選出最佳治療方法和個體化的給藥方案。“量體裁藥”將在很大程度上減少臨床用藥不當，提高療效與降低醫(yī)療費用，為未來醫(yī)學指明方向。
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?？紤]到每年三四百萬的癌癥發(fā)病人數(shù)，腫瘤診斷和個性化用藥的應用空間更加巨大。華泰證券建議關(guān)注基因測序、腫瘤診斷及個性化用藥等相關(guān)投資機會，包括達安基因、迪安診斷、紫鑫藥業(yè)、千山藥機、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)計委聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于加強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，并經(jīng)衛(wèi)生計生行政部門批準技術(shù)準入方可應用。這意味著，在相關(guān)的準入標準、管理規(guī)范出臺以前，任何醫(yī)療機構(gòu)不得開展基因測序臨床應用。
2014年7月，食藥監(jiān)管總局首次批準注冊第二代基因測序診斷產(chǎn)品，可對孕周12周以上的高危孕婦進行基因測序，對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，公司有望實現(xiàn)“個體化診斷+個體化治療”的一體化。
醫(yī)學新進展
通常來說，每個人對藥物的反應存在差異。但藥廠開發(fā)藥物、醫(yī)生開處方的時候，基于技術(shù)限制通常只能針對多數(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，藥效就會急劇下降。Kras野生型基因在患者中的比例約為60%，而一個療程的愛必妥價值超過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”個性化醫(yī)療的重要性。
個體化醫(yī)療是以個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)計治療方案，以期達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，個體化醫(yī)療具有針對性、高效性及預防性等特征。美國正積極推進個體化醫(yī)療，近期美國總統(tǒng)奧巴馬在國情咨文中又宣布了一項預算為2.15億美元的個體化醫(yī)療計劃。
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。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)《世界癌癥報告》統(tǒng)計，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，另一方面應從個體化治療角度進行治療技術(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”時代，進步到依據(jù)個人遺傳基因而異的“定制醫(yī)療”時代。個體化醫(yī)療對疾病的產(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)對患者進行治療。這種在診斷和治療過程標準化上體現(xiàn)出患者的個體差異，是現(xiàn)代醫(yī)學發(fā)展的新高度。
產(chǎn)業(yè)新鏈條
個體化醫(yī)療要做到個性、高效及預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)應用是個體化醫(yī)療發(fā)展的關(guān)鍵。從個性化醫(yī)療的過程來看，產(chǎn)業(yè)鏈可以簡單分為個性化診斷和個性化治療兩個部分。個性化診斷過程主要涉及分子診斷技術(shù)、大數(shù)據(jù)及云計算的應用，通過對單個患者相關(guān)樣本的采集檢測，并與數(shù)據(jù)庫中相關(guān)疾病的資料進行比對，得出相關(guān)診斷結(jié)果。在個性化治療階段則可以根據(jù)診斷的結(jié)果實現(xiàn)“量體裁藥”。
東北證券指出，大數(shù)據(jù)與云計算將在個性化醫(yī)療中發(fā)揮巨大作用。個體化治療實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)和云計算的比對分析。
一個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)庫進行數(shù)據(jù)信息的橫向與縱向比對分析。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的云計算與存儲平臺，SevenBridges Genomics在人類基因組排序和分析中綜合應用了云計算和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)憑借在高性能計算和大容量存儲方面積累的技術(shù)優(yōu)勢，為華大基因設(shè)計、建設(shè)和維護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)在并行計算和存儲等方面的難題。目前,華大基因具備了每秒運行157萬億次的超級計算能力，數(shù)據(jù)存儲量達12.6PB，基因測序能力位居全球第一。
大數(shù)據(jù)比對分析后所得到的信息，即可為個體化藥物設(shè)計提供指導，實現(xiàn)“量體裁藥”。目前眾多預測性基因檢測項目中最具有實際應用意義的是“藥物基因型檢測”，針對人體發(fā)病基因片段設(shè)計靶向藥物，并用大數(shù)據(jù)分析藥物將要產(chǎn)生的反應、藥效、敏感性以及副作用的情況，同時利用患者的信息和檢測方法，篩選出最佳治療方法和個體化的給藥方案。“量體裁藥”將在很大程度上減少臨床用藥不當，提高療效與降低醫(yī)療費用，為未來醫(yī)學指明方向。
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)婦進行基因測序。
短期來看，個性化醫(yī)療相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品對相關(guān)公司的收入貢獻有限，但隨著市場的不斷拓展，未來將對相關(guān)公司收入帶來可觀的增量貢獻。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?？紤]到每年三四百萬的癌癥發(fā)病人數(shù)，腫瘤診斷和個性化用藥的應用空間更加巨大。華泰證券建議關(guān)注基因測序、腫瘤診斷及個性化用藥等相關(guān)投資機會，包括達安基因、迪安診斷、紫鑫藥業(yè)、千山藥機、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)計委聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于加強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，并經(jīng)衛(wèi)生計生行政部門批準技術(shù)準入方可應用。這意味著，在相關(guān)的準入標準、管理規(guī)范出臺以前，任何醫(yī)療機構(gòu)不得開展基因測序臨床應用。
2014年7月，食藥監(jiān)管總局首次批準注冊第二代基因測序診斷產(chǎn)品，可對孕周12周以上的高危孕婦進行基因測序，對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，公司有望實現(xiàn)“個體化診斷+個體化治療”的一體化。
