來源:動(dòng)脈網(wǎng) 時(shí)間:2022-11-1
賈半仙聊診斷
國家財(cái)政部及工信部聯(lián)合發(fā)布的《政府采購進(jìn)口產(chǎn)品審核指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》(2021年版)明確規(guī)定了政府機(jī)構(gòu)(事業(yè)單位)采購國產(chǎn)醫(yī)療器械及儀器的比例要求,其中,要求全自動(dòng)質(zhì)譜分析系統(tǒng)全部采購國產(chǎn)產(chǎn)品,高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀國產(chǎn)品牌采購率至少25%。
文章來源于動(dòng)脈網(wǎng),作者焦艷麗
前言
各種體外診斷新理論、新技術(shù)的出現(xiàn),推動(dòng)臨床檢驗(yàn)快速發(fā)展。臨床質(zhì)譜技術(shù)憑借高特異性、高靈敏度、多指標(biāo)聯(lián)檢,成為了體外診斷領(lǐng)域最富生命力的新技術(shù)之一。
隨著數(shù)十款臨床質(zhì)譜儀器、試劑盒獲批,多筆融資事件發(fā)生,臨床質(zhì)譜逐漸展露出了成為精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域下一個(gè)黃金賽道的潛力。目前,在液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜、微生物質(zhì)譜、核酸質(zhì)譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜等技術(shù)平臺(tái)上企業(yè)大動(dòng)作不斷,同時(shí)在儀器國產(chǎn)化、POCT化、自動(dòng)化,以及質(zhì)譜創(chuàng)新應(yīng)用領(lǐng)域方面均能看見多家企業(yè)積極布局的身影。
為了厘清臨床質(zhì)譜各技術(shù)平臺(tái)發(fā)展現(xiàn)狀、臨床質(zhì)譜創(chuàng)新方向,蛋殼研究院通過對(duì)臨床質(zhì)譜政策進(jìn)行解讀,對(duì)技術(shù)平臺(tái)進(jìn)行多維度分析,調(diào)研了8家臨床質(zhì)譜創(chuàng)新企業(yè),2家投資機(jī)構(gòu),訪談了11位專家、企業(yè)和投資人,制作了本次報(bào)告。
主要結(jié)論
液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜臨床前景大,落地較快,國內(nèi)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜品牌快速崛起。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜廣泛用于新生兒遺傳代謝病篩查、維生素檢測(cè)、藥物濃度監(jiān)測(cè)、激素檢測(cè)等領(lǐng)域,應(yīng)用場(chǎng)景廣闊,是臨床質(zhì)譜企業(yè)、投資人、臨床專家重點(diǎn)關(guān)注的細(xì)分賽道,臨床應(yīng)用較成熟,布局企業(yè)多、儀器多、試劑多,是臨床質(zhì)譜市場(chǎng)的核心板塊。
微生物質(zhì)譜市場(chǎng)應(yīng)用成熟,儀器國產(chǎn)化程度高。微生物質(zhì)譜是除液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜外,國內(nèi)企業(yè)另一重兵布局的賽道,在微生物鑒定市場(chǎng)的臨床認(rèn)知度極高,儀器國產(chǎn)化程度極高,市場(chǎng)相對(duì)成熟。
核酸質(zhì)譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜、質(zhì)譜成像、蛋白定量質(zhì)譜等創(chuàng)新技術(shù)平臺(tái)迅速成長中。除臨床認(rèn)知度較高的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜、微生物質(zhì)譜、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜平臺(tái)外,還有多種適用不同腫瘤精準(zhǔn)診斷、微量元素檢測(cè)、蛋白定量檢測(cè)等應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)平臺(tái)正在迅速發(fā)展,是臨床質(zhì)譜行業(yè)新的增長點(diǎn)。
臨床質(zhì)譜儀器國產(chǎn)化、POCT化、自動(dòng)化趨勢(shì)加速。臨床質(zhì)譜發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁,隨著政策加速國產(chǎn)替代、臨床對(duì)質(zhì)譜分析需求高漲、質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬,臨床質(zhì)譜朝著儀器國產(chǎn)化、POCT化、自動(dòng)化方向邁進(jìn),推動(dòng)臨床質(zhì)譜市場(chǎng)成熟。
臨床質(zhì)譜發(fā)展形勢(shì)向好,2021年市場(chǎng)規(guī)模超百億
臨床質(zhì)譜技術(shù)在靈敏度、特異性、多指標(biāo)聯(lián)檢上擁有明顯優(yōu)勢(shì)。在臨床檢測(cè)中,質(zhì)譜分析可以對(duì)微量元素、重金屬進(jìn)行元素分析,可以檢測(cè)氨基酸、類固醇激素等內(nèi)源性小分子,核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子,也可以進(jìn)行外源性的藥物濃度監(jiān)測(cè),在靈敏度、特異性、多指標(biāo)聯(lián)檢上較傳統(tǒng)生化、免疫等檢測(cè)項(xiàng)目有明顯優(yōu)勢(shì)。
根據(jù)檢測(cè)流程,可將質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)分為進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)五大結(jié)構(gòu)。
質(zhì)譜儀基礎(chǔ)組成部分有多種組合方式和實(shí)現(xiàn)形式,特點(diǎn)不同,適用樣本不同,合理組合能夠做到對(duì)不同標(biāo)志物的精準(zhǔn)檢測(cè),發(fā)揮出質(zhì)譜檢測(cè)最大的優(yōu)勢(shì)。如氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(GC-MS),適用于檢測(cè)尿液有機(jī)酸;液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜(LC-MS),適用于檢測(cè)有機(jī)大、小分子;基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF MS),適用于檢測(cè)生物大分子;電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS),適用于人體微量元素檢測(cè)。
在精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)迭代、臨床需求持續(xù)擴(kuò)大、多組學(xué)趨勢(shì)背景下,臨床質(zhì)譜政策環(huán)境、資本環(huán)境等持續(xù)向好。
? 政策密集支持
政策加速質(zhì)譜儀國產(chǎn)替代。國家財(cái)政部及工信部聯(lián)合發(fā)布的《政府采購進(jìn)口產(chǎn)品審核指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》(2021年版)明確規(guī)定了政府機(jī)構(gòu)(事業(yè)單位)采購國產(chǎn)醫(yī)療器械及儀器的比例要求,其中,要求全自動(dòng)質(zhì)譜分析系統(tǒng)全部采購國產(chǎn)產(chǎn)品,高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀國產(chǎn)品牌采購率至少25%。
《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》第53號(hào)條例正式施行,加速臨床質(zhì)譜合規(guī)化。2021年6月1日,國務(wù)院發(fā)布的最新版《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》正式開始施行。該條例第53條規(guī)定,對(duì)國內(nèi)尚無同品種產(chǎn)品上市的體外診斷試劑,符合條件的醫(yī)療機(jī)構(gòu)根據(jù)本單位的臨床需要,可以自行研制,在執(zhí)業(yè)醫(yī)師指導(dǎo)下在本單位內(nèi)使用。該政策劃清了IVD和LDT模式的界限,明確以“IVD為主,LDT為輔”,驅(qū)動(dòng)企業(yè)在LDT模式基礎(chǔ)上,加速布局IVD產(chǎn)品。
醫(yī)用質(zhì)譜行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善,驅(qū)動(dòng)行業(yè)規(guī)范化發(fā)展。監(jiān)管層面對(duì)臨床質(zhì)譜的關(guān)注度正在快速提升。目前,在醫(yī)藥行業(yè)推薦標(biāo)準(zhǔn)中包含三項(xiàng)醫(yī)用質(zhì)譜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),分別是關(guān)于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀、基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,以及氨基酸和肉堿檢測(cè)試劑盒。關(guān)于電感耦合等離子體質(zhì)譜儀和氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。
醫(yī)用質(zhì)譜相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
數(shù)據(jù)來源:國家藥品監(jiān)督管理局,蛋殼研究院制
臨床質(zhì)譜專家共識(shí)眾多,覆蓋較全面。國內(nèi)發(fā)布的專家共識(shí)主要集中在2019年,得到了臨床的高度重視,相關(guān)共識(shí)不斷完善。目前共識(shí)聚焦的細(xì)分場(chǎng)景主要是新生兒遺傳代謝病篩查、藥物濃度監(jiān)測(cè)、微生物鑒定等起步發(fā)展較早的常規(guī)應(yīng)用領(lǐng)域,主要關(guān)注臨床質(zhì)譜在傳統(tǒng)方法學(xué)上的替代互補(bǔ)。
國內(nèi)臨床質(zhì)譜相關(guān)指南及專家共識(shí)
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
此外,專家共識(shí)對(duì)質(zhì)譜分析臨床應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、質(zhì)量控制等核心環(huán)節(jié)均有覆蓋,指導(dǎo)意義很強(qiáng)。未來,激素檢測(cè)、神經(jīng)系統(tǒng)疾病檢測(cè)、腫瘤等更多潛力項(xiàng)目會(huì)得到關(guān)注。
? 多組學(xué)趨勢(shì)成行業(yè)加速劑
生命組學(xué)時(shí)代來臨,臨床質(zhì)譜技術(shù)有望成為常規(guī)底層技術(shù)。在基因組學(xué)時(shí)代中,基因測(cè)序技術(shù)成為熱門技術(shù)。疾病發(fā)生發(fā)展復(fù)雜,單一組學(xué)無法解決所有問題,已有大量研究表明依靠單一組學(xué)存在較大局限性,多組學(xué)在致病機(jī)理研究、疾病標(biāo)志物與致病靶點(diǎn)篩選,以及早期診斷和治療上都有著巨大的潛力,臨床醫(yī)學(xué)正在快速過渡至多組學(xué)整合分析。
而組學(xué)研究樣本復(fù)雜,通常樣本中含有數(shù)十萬個(gè)化合物,分子豐度低,對(duì)檢測(cè)靈敏度要求極高,數(shù)據(jù)分析龐大,質(zhì)譜技術(shù)多指標(biāo)檢測(cè)、高靈敏度、高特異性、高通量的特點(diǎn)非常契合多組學(xué)發(fā)展趨勢(shì),有望在多組學(xué)時(shí)代中大放異彩。
以基因組學(xué)與蛋白組學(xué)相結(jié)合的應(yīng)用為例,對(duì)基因組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的變異位點(diǎn),可以通過核酸質(zhì)譜平臺(tái)快速鑒定與分型;對(duì)于蛋白組學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)的蛋白質(zhì)變體,可以通過蛋白定量質(zhì)譜快速定量分析。兩者的結(jié)論組合成為了從“基因型到表型”的完整證據(jù)鏈,為個(gè)體性的精準(zhǔn)診斷和治療提供堅(jiān)實(shí)的臨床檢驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。
? 單筆融資頻頻過億,明星機(jī)構(gòu)紛紛布局
蛋殼研究院對(duì)臨床質(zhì)譜行業(yè)內(nèi)的投融資信息進(jìn)行了梳理。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示,共有25家企業(yè)完成了74筆融資,融資總額超過23億人民幣。
融資整體情況較為可觀,臨床質(zhì)譜賽道整體處于上升期。從融資輪次、融資總額、投資機(jī)構(gòu)等角度看,臨床質(zhì)譜正處于快速上升期,多家頭部機(jī)構(gòu)連續(xù)押注,多點(diǎn)布局,是體外診斷最火賽道之一。隨著行業(yè)臨床應(yīng)用開發(fā)能力、前端研發(fā)能力、市場(chǎng)開拓能力以及降成本能力得到綜合提升,未來融資上會(huì)有更亮眼的表現(xiàn)。
臨床質(zhì)譜領(lǐng)域融資額度和融資事件數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì),在2021年達(dá)到高峰。2016年后,臨床質(zhì)譜融資事件開始穩(wěn)定增長,2021年融資事件數(shù)達(dá)17起,全年融資額超過11.5億人民幣,為近10年之最。2022年不到5個(gè)月時(shí)間里,已有9筆融資事件,總額超過4.4億人民幣,可以預(yù)見,2022年臨床質(zhì)譜融資事件和金額都將持續(xù)高增長。
2012-2021年臨床質(zhì)譜投融資情況
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
? 市場(chǎng)規(guī)模破百億,潛在空間值得期待
基于行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素,蛋殼研究院對(duì)2021年中國臨床質(zhì)譜主要細(xì)分市場(chǎng)的規(guī)模進(jìn)行了計(jì)算,得出質(zhì)譜技術(shù)在新生兒遺傳代謝病篩查市場(chǎng)的規(guī)模為17.20億人民幣,在微生物檢測(cè)市場(chǎng)規(guī)模為20.5億人民幣,在藥物濃度監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的規(guī)模為38.55億人民幣,在維生素檢測(cè)市場(chǎng)的規(guī)模為17.54億人民幣。
結(jié)合質(zhì)譜在類固醇、甲狀腺激素、蛋白質(zhì)、核酸檢測(cè)、微量元素檢測(cè)等領(lǐng)域也有應(yīng)用,2021年中國臨床質(zhì)譜整體市場(chǎng)規(guī)模超百億人民幣。
2021年中國臨床質(zhì)譜代表項(xiàng)目市場(chǎng)規(guī)模
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,專家訪談,蛋殼研究院制
中國臨床質(zhì)譜市場(chǎng)規(guī)模將快速增長。中國臨床質(zhì)譜行業(yè)處于發(fā)展早期,隨著臨床質(zhì)譜常規(guī)應(yīng)用滲透率提高,以及內(nèi)分泌激素、兒茶酚胺、兒童用藥、微量元素、藥物基因組、毒物分析等更多新興項(xiàng)目、技術(shù)平臺(tái)投入臨床,中國臨床質(zhì)譜市場(chǎng)將快速增長。特別是阿爾茨海默癥、心血管病和腫瘤的檢測(cè)將成為未來重要的臨床質(zhì)譜增量市場(chǎng),中國阿爾茨海默癥患者約1000萬,心血管患者人數(shù)達(dá)到3.3億人,龐大的臨床檢測(cè)潛在群體為行業(yè)構(gòu)筑了市場(chǎng)藍(lán)海。
七大技術(shù)平臺(tái),構(gòu)筑臨床質(zhì)譜應(yīng)用生態(tài)
臨床質(zhì)譜由多個(gè)技術(shù)平臺(tái)組成,包括液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)、微生物質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)、核酸質(zhì)譜平臺(tái)、電感耦合等離子體質(zhì)譜平臺(tái)、蛋白定量質(zhì)譜平臺(tái)、質(zhì)譜成像平臺(tái)等。
各個(gè)技術(shù)平臺(tái)中,液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜、微生物質(zhì)譜、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜是臨床應(yīng)用最早、相對(duì)成熟的技術(shù)平臺(tái),其臨床價(jià)值已經(jīng)廣受認(rèn)可,電感耦合等離子體質(zhì)譜、核酸質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)在臨床應(yīng)用中有明顯優(yōu)越性,正在迅速成熟,蛋白定量質(zhì)譜和質(zhì)譜成像平臺(tái)在臨床則還處于萌芽期,停留于科研層面。
各技術(shù)平臺(tái)臨床應(yīng)用成熟度參考圖
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
? 液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜是臨床最為成熟的技術(shù)平臺(tái)之一
液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀是臨床檢測(cè)中最常用的質(zhì)譜儀類型。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜主要用于生化檢測(cè)、免疫檢測(cè)市場(chǎng),使用范圍廣,包括新生兒遺傳代謝病篩查、維生素檢測(cè)、藥物濃度檢測(cè)、內(nèi)分泌激素,還可用于神經(jīng)系統(tǒng)疾病、心血管疾病檢測(cè)、腫瘤等場(chǎng)景。
蛋殼研究院對(duì)我國醫(yī)院采購質(zhì)譜儀情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜是醫(yī)院采購最多的儀器類型,占比高達(dá)58%,其次是基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,占比為27%,多用于微生物鑒定。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀、氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀等儀器占比較低,為15%。
12款國內(nèi)品牌液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀獲批,貼牌合作方式普遍。中國臨床質(zhì)譜企業(yè)獲得NMPA批準(zhǔn)的液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀有12款,但多為進(jìn)口儀器貼牌報(bào)證。僅有極少數(shù)企業(yè)初步實(shí)現(xiàn)了液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀國產(chǎn)化,但能否成功實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代既有技術(shù)考驗(yàn),也要經(jīng)過臨床市場(chǎng)檢驗(yàn)。
與進(jìn)口品牌合作是液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜平臺(tái)現(xiàn)階段的優(yōu)解,應(yīng)首先解決儀器試劑適配問題,服務(wù)臨床。臨床看重的是檢驗(yàn)性能和臨床價(jià)值,需要儀器、試劑、服務(wù)一站式解決方案,而非單一的儀器。也就是說,臨床質(zhì)譜企業(yè)的首要任務(wù)并不是突破儀器進(jìn)口壟斷,而是為臨床服務(wù),依托進(jìn)口高性能儀器,提供試劑、技術(shù)服務(wù),打通質(zhì)譜分析臨床落地路徑。未來,臨床質(zhì)譜企業(yè)可自行研發(fā)質(zhì)譜儀,也可與國內(nèi)的科學(xué)儀器企業(yè)合作,實(shí)現(xiàn)儀器國產(chǎn)替代,甚至研發(fā)更適合臨床的醫(yī)用質(zhì)譜儀。
在試劑端,國外壟斷質(zhì)譜儀的生命科學(xué)儀器巨頭并沒有涉足液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜試劑端,國外僅有珀金埃爾默的非衍生化多種氨基酸、肉堿和琥珀酰丙酮測(cè)定試劑盒(串聯(lián)質(zhì)譜法)獲得NMPA批準(zhǔn),國內(nèi)企業(yè)在質(zhì)譜分析試劑端走得更快,未來,羅氏、雅培等體外診斷巨頭也有入局的可能?,F(xiàn)階段儀器是國內(nèi)企業(yè)入局的剛需,應(yīng)用是打出差異化優(yōu)勢(shì)的主戰(zhàn)場(chǎng)。
2020年液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜合規(guī)化大幅加速,2021年獲批試劑盒為歷年最多。據(jù)統(tǒng)計(jì),NMPA批準(zhǔn)的二、三類質(zhì)譜分析試劑中,以液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜為主,占比高達(dá)92%。2016年,NMPA批準(zhǔn)了4個(gè)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜試劑盒,開啟了臨床質(zhì)譜合規(guī)化大門。2020年之后,試劑獲批速度顯著加快。2021年,企業(yè)在IVD產(chǎn)品上的布局力度加大,共30個(gè)試劑盒獲批,多個(gè)試劑盒為同類型首次獲批,行業(yè)“IVD為主,LDT為輔”理念得到認(rèn)可。
液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜試劑盒獲批時(shí)間線
數(shù)據(jù)來源:國家藥品監(jiān)督管理局,蛋殼研究院制
值得注意的是,液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜臨床應(yīng)用分為兩類,一類是常規(guī)檢測(cè)應(yīng)用,對(duì)現(xiàn)有方法學(xué)進(jìn)行升級(jí),如新生兒遺傳代謝病篩查、藥物濃度監(jiān)測(cè)、維生素檢測(cè)等,另一類是基于組學(xué)研究,開辟空白、創(chuàng)新應(yīng)用場(chǎng)景,如慢病診療跟蹤、腫瘤標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)等。
其中,新生兒遺傳代謝病篩查是液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜應(yīng)用最成功的領(lǐng)域,傳統(tǒng)技術(shù)一次僅能檢測(cè)一種疾病,臨床質(zhì)譜技術(shù)一次可檢測(cè)氨基酸代謝障礙、有機(jī)酸代謝障礙、脂肪酸代謝紊亂等多種疾病,目前最多能檢測(cè)近50種疾病,綜合成本低,在多指標(biāo)檢測(cè)上有明顯優(yōu)勢(shì)。
各類新生兒篩查技術(shù)比較
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
新生兒遺傳代謝病篩查門檻高,未來機(jī)遇在于國產(chǎn)替代。在發(fā)達(dá)國家,液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)成為常規(guī)方法,美國醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)會(huì)建議對(duì)29種首選篩選疾病中的20種,以及25種次選篩查疾病中的22種采用串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)篩查。在中國,臨床應(yīng)用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行新生兒遺傳代謝篩查的認(rèn)可度快速上升,但新生兒遺傳代謝病篩查試劑盒屬于三類證,注冊(cè)難度大,國內(nèi)僅有4家企業(yè)的5款試劑盒獲批。國產(chǎn)替代大背景下,國內(nèi)企業(yè)有望加速打破珀金埃爾默在市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。其中,珀金埃爾默收購的新波生物在2022取得了注冊(cè)證,進(jìn)一步印證了國產(chǎn)替代是大勢(shì)。
在維生素檢測(cè)市場(chǎng),液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)是維生素檢測(cè)的推薦方法。傳統(tǒng)技術(shù)有酶聯(lián)免疫法,化學(xué)發(fā)光法,存在維生素類似物的交叉反應(yīng),造成檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確,而且每種維生素需要分開不同的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢測(cè)。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)特異性好、靈敏度高、重復(fù)性好,一次可檢測(cè)所有維生素,空間廣闊。
液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)是唯一能區(qū)分維生素D2和D3亞型的方法。傳統(tǒng)免疫分析最大的痛點(diǎn)在于不能區(qū)分維生素D2和D3,兩者的分子結(jié)構(gòu)非常相似。在無法單獨(dú)區(qū)分體內(nèi)維生素D3和D2濃度的情況下,貿(mào)然進(jìn)行維生素D的補(bǔ)充治療,可能會(huì)導(dǎo)致維生素D中毒或治療無效?!毒S生素D及其類似物的臨床應(yīng)用共識(shí)》已經(jīng)指出液相色譜與質(zhì)譜串聯(lián)分析能夠區(qū)分25(OH)D3、25(OH)D2及其他與25(OH)D分子結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)。
基于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)能夠區(qū)分維生素D2和D3的特性,眾多企業(yè)主要發(fā)力維生素D檢測(cè),已有多款產(chǎn)品獲批。實(shí)際上,維生素家族在人體生命活動(dòng)中具有協(xié)同作用的特點(diǎn),例如,葉酸、維生素B6和維生素B12三者共同參與同型半胱氨酸代謝,三者缺乏可導(dǎo)致同型半胱氨酸代謝受阻,造成其在體內(nèi)蓄積,對(duì)胎兒和母體造成傷害。因此,單純關(guān)注某種或某幾種維生素水平是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,應(yīng)全面檢測(cè)人體必需維生素的水平,保障機(jī)體維生素水平的充足和均衡。接下來,液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜應(yīng)發(fā)揮多指標(biāo)檢測(cè)特點(diǎn),研發(fā)全譜維生素檢測(cè)產(chǎn)品。
此外,針對(duì)兒科、老年科、婦科等重點(diǎn)科室的實(shí)際需求,推廣定制化維生素聯(lián)檢產(chǎn)品也是企業(yè)的新機(jī)會(huì)之一。
在藥物濃度監(jiān)測(cè)市場(chǎng),目前以色譜分析和免疫分析應(yīng)用為主,質(zhì)譜技術(shù)的滲透率在快速提高,《治療藥物監(jiān)測(cè)(TDM)結(jié)果解讀專家共識(shí)(2019版)》明確提到測(cè)定生物樣本中藥物濃度(血藥濃度、尿藥濃度、其他組織液或勻漿藥物濃度)、測(cè)定藥物功能蛋白質(zhì)(酶)、檢測(cè)藥物相關(guān)基因等,推薦應(yīng)用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)。
獲批的基于質(zhì)譜技術(shù)的藥物濃度監(jiān)測(cè)試劑盒可檢測(cè)藥物類型仍舊較少。國內(nèi)可進(jìn)行藥物濃度監(jiān)測(cè)的藥物主要有抗生素、免疫抑制劑、茶堿類、抗結(jié)核、抗腫瘤、精神障礙、抗癲癇、抗心律失常、抗凝、氨基酸和農(nóng)藥毒藥類等。而獲得NMPA批準(zhǔn)的質(zhì)譜藥物濃度監(jiān)測(cè)試劑盒共有17款,其中檢測(cè)免疫抑制劑藥物的有10款、檢測(cè)抗腫瘤藥物的3款、檢測(cè)抗癲癇類藥物的2款、檢測(cè)抗生素藥物1款,檢測(cè)精神類藥物1款,目前在可檢測(cè)藥物種類上與其余方法學(xué)還有差距,還有極大的潛力可以挖掘。
液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)是色譜法的升級(jí),適合體內(nèi)濃度低的藥物。此前,進(jìn)行藥物濃度監(jiān)測(cè)的藥物主要是國家強(qiáng)制要求的精神類藥物和免疫抑制劑,未來,隨著個(gè)體化治療理念普及,會(huì)有更多藥物納入監(jiān)測(cè)范圍,對(duì)新型藥腫瘤靶向藥物、中毒藥物、抗生素藥物、心血管藥物這類在血液中濃度低的藥物,傳統(tǒng)方法學(xué)難以精準(zhǔn)檢出,質(zhì)譜分析可以達(dá)到pg/mL級(jí)別的靈敏度,且可檢測(cè)藥物種類多,個(gè)體治療時(shí)代下,質(zhì)譜技術(shù)在藥物濃度監(jiān)測(cè)場(chǎng)景的應(yīng)用會(huì)快速增加。
臨床藥物濃度監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)比
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液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜與核酸質(zhì)譜技術(shù)互補(bǔ),賦能精準(zhǔn)用藥。核酸質(zhì)譜技術(shù)在用藥前進(jìn)行檢測(cè),可一次檢測(cè)多種藥物相關(guān)基因的分型,為患者選擇合適的藥物,液相色譜技術(shù)在用藥后進(jìn)行監(jiān)測(cè),幫助進(jìn)行劑量調(diào)整、藥物選擇,兩種技術(shù)形成用藥前、用藥后閉環(huán),助力個(gè)體化用藥治療。
除傳統(tǒng)方法學(xué)升級(jí)外,以液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜為核心的多組學(xué)研究已成為各類疾病篩查、早期診斷、治療監(jiān)測(cè)和預(yù)后評(píng)估的生物標(biāo)志物創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)。依靠質(zhì)譜高通量的特點(diǎn),結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的綜合分析能力,發(fā)現(xiàn)全新標(biāo)志物,挖掘創(chuàng)新檢測(cè)應(yīng)用。
代謝組學(xué)在生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)并轉(zhuǎn)化方面可發(fā)揮重要作用。已有的研究結(jié)果表明,膽汁酸與兒童哮喘、肝硬化、炎癥性腸炎相關(guān);氧化三甲胺(TMAO)是心血管疾病的分子標(biāo)志物,其表達(dá)水平反映了疾病的嚴(yán)重程度。代謝組學(xué)還廣泛應(yīng)用于藥效評(píng)價(jià)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全、植物各項(xiàng)機(jī)制研究等領(lǐng)域,如代謝變化與疾?。ㄈ缣悄虿?、肥胖)的關(guān)系研究、腸道微生物代謝組與健康的關(guān)系研究、環(huán)境污染物檢測(cè)及監(jiān)控等相關(guān)的研究。此外,液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜還可以滿足蛋白質(zhì)組學(xué)的高通量分析檢測(cè)。
代謝組學(xué)潛在靶向指標(biāo)
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液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜還可以滿足蛋白質(zhì)組學(xué)的高通量分析檢測(cè)。蛋白質(zhì)是疾病診斷標(biāo)志物、新藥研發(fā)、傳染病防診治等多個(gè)領(lǐng)域的創(chuàng)新源泉。通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析,對(duì)蛋白質(zhì)復(fù)雜多樣的結(jié)構(gòu)功能、相互作用和動(dòng)態(tài)變化的深入研究,將在分子、細(xì)胞和生物體等多個(gè)層次上全面揭示生命現(xiàn)象的本質(zhì)。在人類重大疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)組研究,復(fù)雜病理過程中的動(dòng)態(tài)蛋白質(zhì)組學(xué)研究中,發(fā)現(xiàn)了一系列重大疾病標(biāo)志物及治療新靶點(diǎn),分別發(fā)表在CNS頂級(jí)刊物上,如肝癌、肺癌、結(jié)直腸癌、腎透明細(xì)胞癌、子宮內(nèi)膜癌、膠質(zhì)母細(xì)胞瘤等研究。
需要明晰的是,液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)的競爭對(duì)手從來不是同技術(shù)類型企業(yè),而是同所有方法學(xué)進(jìn)行對(duì)比,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。雖說液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜應(yīng)用場(chǎng)景廣闊,優(yōu)勢(shì)明顯,但在選擇具體檢測(cè)應(yīng)用時(shí),不應(yīng)盲目布局。
蛋殼研究院總結(jié)了液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)應(yīng)用布局邏輯:
對(duì)于常規(guī)檢測(cè)應(yīng)用的存量市場(chǎng),應(yīng)選擇對(duì)靈敏度、特異性、分辨率要求高,需進(jìn)行多指標(biāo)聯(lián)檢的剛需項(xiàng)目,做到剛需項(xiàng)目全覆蓋。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)重點(diǎn)聚焦小分子,小分子特異性較低,質(zhì)譜法優(yōu)勢(shì)明顯,而蛋白的抗原抗體反應(yīng)特異性較高,使用免疫法就已足夠。另外,傳統(tǒng)免疫學(xué)、生化學(xué)只能檢測(cè)單個(gè)指標(biāo),質(zhì)譜技術(shù)檢測(cè)多指標(biāo)的優(yōu)勢(shì)無可比擬,應(yīng)該在剛需優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用領(lǐng)域廣覆蓋。
對(duì)于創(chuàng)新應(yīng)用檢測(cè),應(yīng)注重標(biāo)志物選擇和布局速度。液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)該率先著重在蛋白代謝層面尋找全新標(biāo)志物,如代謝性疾病、精神類疾病、心血管疾病等與后天生活方式關(guān)系密切相關(guān)的疾病,能夠更好發(fā)揮出液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的優(yōu)勢(shì)。同時(shí),慢病、腫瘤等創(chuàng)新領(lǐng)域目前尚未有任何一種方法學(xué)獲批,企業(yè)需加快研發(fā)進(jìn)度,推動(dòng)質(zhì)譜法能夠率先進(jìn)入空白市場(chǎng),占領(lǐng)用戶心智。
對(duì)于商業(yè)化落地策略,應(yīng)逐步完成從常規(guī)檢測(cè)應(yīng)用存量市場(chǎng)到創(chuàng)新檢測(cè)應(yīng)用增量市場(chǎng)的過渡。企業(yè)應(yīng)先選擇成熟度高、優(yōu)勢(shì)明顯的傳統(tǒng)臨床質(zhì)譜項(xiàng)目,如新生兒遺傳代謝病篩查,推動(dòng)儀器進(jìn)院,可保證現(xiàn)金流和儀器在醫(yī)院的占有率。同時(shí),進(jìn)行創(chuàng)新項(xiàng)目研發(fā),依托儀器在醫(yī)院的占有率,搶先推動(dòng)創(chuàng)新檢測(cè)應(yīng)用入院,完成從存量市場(chǎng)到增量市場(chǎng)的過渡。
液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)應(yīng)用布局邏輯
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? 微生物質(zhì)譜國產(chǎn)化程度極高
微生物質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)臨床應(yīng)用已經(jīng)成熟,且國產(chǎn)化程度極高。微生物質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)成本低、速度快,準(zhǔn)確率極高,對(duì)常見病原細(xì)菌或酵母菌的鑒定準(zhǔn)確率高達(dá)95%,在臨床得到了高度認(rèn)可。微生物質(zhì)譜平臺(tái)基于定性檢測(cè)的基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,定性檢測(cè)儀器對(duì)靈敏度要求較低,技術(shù)原理較為簡單,操作較便捷,且微生物質(zhì)譜幾乎不使用試劑耗材,故微生物質(zhì)譜平臺(tái)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)高度國產(chǎn)化。
微生物質(zhì)譜高度依賴質(zhì)譜菌種鑒定數(shù)據(jù)庫。微生物質(zhì)譜通過檢測(cè)獲得微生物的蛋白質(zhì)圖譜,與數(shù)據(jù)庫中的已知菌種圖譜進(jìn)行對(duì)比,得出鑒定結(jié)果。因此,除技術(shù)本身的性能外,菌種鑒定數(shù)據(jù)庫圖譜的質(zhì)量、數(shù)量都將直接影響鑒定的準(zhǔn)確率和成功率。隨著獲批的微生物質(zhì)譜產(chǎn)品增加,質(zhì)譜菌種數(shù)據(jù)庫的搭建是企業(yè)間的核心競爭要素。
? 核酸質(zhì)譜是繼NGS之后,推動(dòng)中國精準(zhǔn)醫(yī)療快速發(fā)展的重要力量
核酸質(zhì)譜是中通量基因檢測(cè)利器,彌補(bǔ)了熒光定量PCR通量不足和NGS檢測(cè)時(shí)間過長的缺陷。目前采用PCR、Sanger測(cè)序、NGS、FISH、基因芯片等方法并已在NMPA獲得注冊(cè)證的基因檢測(cè)試劑盒,大部分都可以采用核酸質(zhì)譜的方法實(shí)現(xiàn)。核酸質(zhì)譜具有多位點(diǎn)、高通量、低成本、周期快的差異化優(yōu)勢(shì),將是繼NGS之后,繼續(xù)推動(dòng)中國精準(zhǔn)醫(yī)療快速發(fā)展的重要力量。
遺傳性疾病檢測(cè)、藥物基因組等項(xiàng)目通常需要檢測(cè)數(shù)十個(gè)位點(diǎn),熒光定量PCR通量低,可檢測(cè)位點(diǎn)少,不能滿足需求,高通量技術(shù)可檢測(cè)成百上千個(gè)位點(diǎn),但檢測(cè)時(shí)間長,成本高,核酸質(zhì)譜填補(bǔ)了中通量檢測(cè)這一空白。
核酸檢測(cè)各類技術(shù)對(duì)比
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
核酸質(zhì)譜在海外應(yīng)用普遍,映射出國內(nèi)核酸質(zhì)譜市場(chǎng)高價(jià)值。國內(nèi),核酸質(zhì)譜的應(yīng)用處于起步階段,海外,MassARRAY核酸質(zhì)譜2000年首次投入使用,2014年獲得FDA批準(zhǔn),研發(fā)了核酸質(zhì)譜儀以及配套的試劑、耗材,用于為藥物基因組學(xué)、遺傳性疾病、腫瘤、無創(chuàng)產(chǎn)前篩查、DNA 甲基化定量分析等,應(yīng)用MassARRAY核酸質(zhì)譜分析系統(tǒng)進(jìn)行普及型藥物基因組學(xué)PGx精準(zhǔn)用藥的臨床檢測(cè)服務(wù)已成海外共識(shí),在精神類藥物、心血管類藥物、鎮(zhèn)痛麻醉類藥物、抗腫瘤藥物等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
藥物基因組是核酸質(zhì)譜重要應(yīng)用方向。核酸質(zhì)譜在海外藥物基因組學(xué)中已有較多應(yīng)用,PharmGKB由NIH于2000年創(chuàng)建,收集了全球最完整的與藥物基因組相關(guān)的基因型和臨床表型的研究證據(jù),并將這些研究證據(jù)系統(tǒng)地歸類,是目前全球最重要的藥物基因組學(xué)數(shù)據(jù)庫,其中臨床藥物基因組實(shí)施聯(lián)盟(CPIC)制定的CPIC指南是PGx臨床應(yīng)用的主要指南。截止2022年5月18日最新更新,PharmGKB共收錄了全球822條藥物說明書中具有PGx相關(guān)建議的標(biāo)簽注釋(共涉及426個(gè)藥物)。
現(xiàn)在,美國在藥物基因組學(xué)領(lǐng)域已有較好發(fā)展的公司還有OneOme、Admera Health、Assurex Health、GeneAlign等。
國內(nèi),核酸質(zhì)譜的整體應(yīng)用處于起步階段,但在藥物基因組學(xué)方面的應(yīng)用發(fā)展迅速。中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外心血管醫(yī)院分子診斷中心、復(fù)旦大學(xué)附屬兒科醫(yī)院、上海長征醫(yī)院、中南大學(xué)湘雅三院、北京安定醫(yī)院、北京天壇醫(yī)院等醫(yī)院已相繼成立精準(zhǔn)用藥中心,在院內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)PGx檢測(cè)并出具指導(dǎo)臨床用藥的報(bào)告。
國內(nèi)布局核酸質(zhì)譜的企業(yè)較少。與微生物質(zhì)譜相同,核酸質(zhì)譜也是基于定性檢測(cè)的基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀,儀器門檻并不算高,但行業(yè)處于起步期,多數(shù)獲批的飛行時(shí)間質(zhì)譜儀的適用范圍是微生物鑒定,獲批用于核酸檢測(cè)的儀器較少。
核酸質(zhì)譜系統(tǒng)不僅需要強(qiáng)大的質(zhì)譜平臺(tái)作為支撐,更需要具有創(chuàng)新性的試劑研發(fā)、驗(yàn)證和生產(chǎn)能力,以及PGx藥物基因組檢測(cè)軟件作為應(yīng)用保障。核酸質(zhì)譜主要門檻是核酸分型基礎(chǔ)試劑存在專利壁壘,可進(jìn)行SNP檢測(cè)、基因突變檢測(cè)、DNA甲基化檢測(cè)、基因拷貝數(shù)鑒定、高通量檢測(cè)結(jié)果驗(yàn)證,對(duì)應(yīng)遺傳性疾病、藥物基因組學(xué)、腫瘤精準(zhǔn)診斷等應(yīng)用領(lǐng)域。此外,數(shù)據(jù)解讀也是核酸質(zhì)譜系統(tǒng)重要的一部分,PGx藥物基因組檢測(cè)軟件通過對(duì)樣本的藥物基因組學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)化處理,與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對(duì),快速獲得樣本解讀報(bào)告。
? 電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)引領(lǐng)微量元素檢測(cè)的方法學(xué)變革
電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)在臨床用于人體微量元素檢測(cè)。研究證明,微量元素過高或過低都會(huì)導(dǎo)致疾病發(fā)生,如嬰幼兒缺鋅會(huì)影響生長發(fā)育,因此微量元素檢測(cè)對(duì)疾病精準(zhǔn)診療有重要意義。隨著臨床對(duì)體內(nèi)微量元素含量與疾病關(guān)系的認(rèn)識(shí)更進(jìn)一步加深,且關(guān)注的元素種類增加,對(duì)于多元素檢測(cè)的需求進(jìn)一步提升,對(duì)元素含量檢測(cè)準(zhǔn)確度的要求也越來越高。與其余人體微量元素檢測(cè)技術(shù)相比,電感耦合等離子體質(zhì)譜靈敏度更高、線性范圍更廣、穩(wěn)定性更佳、可檢測(cè)元素多、3分鐘內(nèi)完成數(shù)十種元素分析等優(yōu)勢(shì),在歐美等發(fā)達(dá)國家的應(yīng)用實(shí)踐時(shí)間已經(jīng)超過20年。作為美國CDC推薦的元素分析方法,在全球公認(rèn)最大的幾個(gè)醫(yī)療第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)如奎斯特診斷、徠博科中,臨床元素分析均采用電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)。
電感耦合等離子體質(zhì)譜還有更多的臨床應(yīng)用潛力可以挖掘。目前擁有電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)的企業(yè)都聚焦于人體微量元素分析,實(shí)際上,除人體微量元素分析外,電感耦合等離子體質(zhì)譜還可用于同位素分析、元素形態(tài)及價(jià)態(tài)分析、標(biāo)記免疫分析、單細(xì)胞元素分析等更多臨床應(yīng)用中,已有少部分企業(yè)在嘗試擴(kuò)大電感耦合等離子體質(zhì)譜的臨床應(yīng)用領(lǐng)域。
? 氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜在臨床應(yīng)用范圍較窄
氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜在新生兒遺傳代謝病篩查市場(chǎng)形成互補(bǔ)。1966年,Tanaka運(yùn)用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)首例異戊酸血癥。此后,氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜開始應(yīng)用于新生兒遺傳代謝病篩查市場(chǎng),通過檢測(cè)尿液有機(jī)酸,診斷有機(jī)酸血癥,在氨基酸代謝病的鑒別診斷中也有一定應(yīng)用。與液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜相比,氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜對(duì)于有機(jī)酸類遺傳代謝疾病檢測(cè)更靈敏可靠,聯(lián)合采用氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)和液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)可有效提高新生兒遺傳代謝病篩查的準(zhǔn)確性和特異性。
受臨床應(yīng)用范圍限制,上游企業(yè)布局氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜的熱情未迸發(fā)。基于氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜在新生兒遺傳代謝病篩查中的獨(dú)特地位,下游布局質(zhì)譜分析的醫(yī)療機(jī)構(gòu)多數(shù)配置了氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀。但由于氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜長期局限于尿液有機(jī)酸檢測(cè),應(yīng)用范圍有限,臨床實(shí)際應(yīng)用中,約有5%的生化免疫項(xiàng)目會(huì)用到氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜,其余95%均使用液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜。上游臨床質(zhì)譜設(shè)備廠家布局氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜平臺(tái)的熱情不足。目前,NMPA尚未批準(zhǔn)任何一款氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀器。
? 蛋白定量質(zhì)譜、質(zhì)譜成像等新興技術(shù)平臺(tái)萌芽中
蛋白定量檢測(cè)市場(chǎng)空間巨大,成為基質(zhì)輔助激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜新興藍(lán)海市場(chǎng)。蛋白直接參與細(xì)胞功能,與疾病發(fā)生發(fā)展有直接聯(lián)系。而蛋白與疾病的相關(guān)性是通過量的多少來反映,因此對(duì)蛋白層面進(jìn)行定量檢測(cè)可以更精準(zhǔn)檢測(cè)疾病。傳統(tǒng)化學(xué)發(fā)光法通過抗體與蛋白的結(jié)合進(jìn)行蛋白定量檢測(cè),質(zhì)譜技術(shù)能夠彌補(bǔ)化學(xué)發(fā)光只能檢測(cè)10%的蛋白、抗體易受干擾、無法區(qū)分蛋白質(zhì)變體、檢測(cè)精度不夠等缺陷,有極大的潛力替代傳統(tǒng)技術(shù)。
質(zhì)譜離子化技術(shù)的不斷發(fā)展,質(zhì)譜成像熱度攀升。質(zhì)譜成像是指通過一些原位電離源與質(zhì)譜相聯(lián),通過可視化的成像軟件,使得被檢測(cè)到的質(zhì)荷比根據(jù)含量不同通過不同強(qiáng)度的色彩呈現(xiàn),能夠直觀、快速、簡便地呈現(xiàn)出分子在細(xì)胞或組織中的結(jié)構(gòu)、空間與時(shí)間分布等信息,用于癌癥診療、藥物開發(fā)等場(chǎng)景,具有無須染色標(biāo)記、可一次實(shí)現(xiàn)數(shù)十至數(shù)百種分子的原位分布信息等優(yōu)勢(shì)。但成本高、成像速度慢是質(zhì)譜成像從科研走向臨床攔路虎。
各技術(shù)平臺(tái)特點(diǎn)總結(jié)
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
技術(shù)與模式協(xié)同創(chuàng)新
在儀器端,受國產(chǎn)替代政策影響,臨床需求增加,以及行業(yè)對(duì)質(zhì)譜儀在床旁診斷的應(yīng)用探索力度加大,國產(chǎn)化和POCT化是質(zhì)譜儀主要發(fā)展趨勢(shì)。
? 質(zhì)譜儀國產(chǎn)替代加速
臨床質(zhì)譜儀國產(chǎn)替代是大趨勢(shì)。由于醫(yī)院對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的天然信任感,以及進(jìn)口和國產(chǎn)儀器獲得NMPA批準(zhǔn)的時(shí)間差,早期國內(nèi)醫(yī)院采購的質(zhì)譜儀以進(jìn)口為主。國產(chǎn)替代背景下,國內(nèi)品牌在儀器端的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)正在形成,未來醫(yī)院會(huì)更傾向于選擇國內(nèi)品牌。
從引進(jìn)質(zhì)譜儀,到貼牌報(bào)證,再到儀器高度國產(chǎn)化,最終在臨床端實(shí)現(xiàn)普遍國產(chǎn)替代,這是我國檢驗(yàn)設(shè)備的普遍發(fā)展路徑。可將各類臨床質(zhì)譜儀目前的國產(chǎn)替代進(jìn)程分為三階段:
進(jìn)口引進(jìn)階段:以液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀、蛋白定量質(zhì)譜系統(tǒng)、成像質(zhì)譜系統(tǒng)為代表,技術(shù)壁壘極高,國產(chǎn)化較為遙遠(yuǎn),國科醫(yī)工和譜育科技率先研發(fā)出了國產(chǎn)液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀,但未在臨床普遍使用;
初步國產(chǎn)替代階段:以核酸質(zhì)譜為代表,有一定技術(shù)壁壘,除個(gè)別自研廠家已經(jīng)攻克專利壁壘實(shí)現(xiàn)儀器和試劑完全自研外,絕大多數(shù)廠家在儀器研發(fā)、生產(chǎn)、核酸分型基礎(chǔ)試劑上依然存在專利壁壘的限制;
成熟國產(chǎn)替代階段:這是所有臨床質(zhì)譜儀的最終目標(biāo),做到儀器完全自研自產(chǎn),以微生物鑒定質(zhì)譜儀為代表,徹底擺脫受制于人局面。
臨床質(zhì)譜儀國產(chǎn)替代路徑圖
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
? 質(zhì)譜儀將加快在POCT場(chǎng)景的應(yīng)用
POCT化質(zhì)譜儀成熱點(diǎn)。傳統(tǒng)質(zhì)譜儀價(jià)格高,占地面積大,操作繁雜,隨著質(zhì)譜的臨床應(yīng)用價(jià)值增加,質(zhì)譜技術(shù)更多價(jià)值被挖掘出來,業(yè)內(nèi)開始研發(fā)POCT設(shè)備。POCT化質(zhì)譜儀擁有快速、便攜、體積小、操作方便的優(yōu)點(diǎn),但與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的大型質(zhì)譜儀相比,存在靈敏度不夠、檢測(cè)限制大、只能用于定性分析等缺陷。
POCT質(zhì)譜儀用于實(shí)時(shí)分析前景廣闊,可檢測(cè)揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)和非揮發(fā)性有機(jī)物,在ICU、臨床科室進(jìn)行床旁監(jiān)測(cè),如手術(shù)室用麻醉檢測(cè)等。
質(zhì)譜儀POCT化主要思路是核心部件微型化,MEMS微細(xì)加工技術(shù)值得關(guān)注。質(zhì)譜的POCT化技術(shù)此前主要集中在進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、分析器、真空系統(tǒng)等方面技術(shù)的改進(jìn),將關(guān)鍵部件按比例縮小,讓其檢測(cè)速度提升、設(shè)備體積縮小,市場(chǎng)上已經(jīng)存在大量離子阱、飛行時(shí)間、四極桿等較為成熟的小型質(zhì)譜儀器,但這種技術(shù)路線已經(jīng)進(jìn)入瓶頸期,難以有進(jìn)一步提升。
MEMS質(zhì)譜是實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜儀POCT化的革命性技術(shù),將傳統(tǒng)質(zhì)譜儀的內(nèi)核集中到質(zhì)譜芯片中,進(jìn)一步縮小了離子光學(xué)系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等關(guān)鍵部件的尺寸,還使得各部件的直接裝配變得更加簡單,減少了冗余設(shè)計(jì),極大地提高了集成度,且離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器、進(jìn)樣技術(shù)、真空規(guī)以及真空泵在內(nèi)的各關(guān)鍵MEMS質(zhì)譜器件均取得了一定的進(jìn)展。MEMS質(zhì)譜有望成為質(zhì)譜儀POCT化的核心技術(shù)。
? 自動(dòng)化是企業(yè)布局重要板塊
臨床質(zhì)譜自動(dòng)化分為兩大階段,一是早期,集中在樣本前處理自動(dòng)化;二是后期,實(shí)現(xiàn)臨床質(zhì)譜自動(dòng)化流水線。
早期:樣本前處理環(huán)節(jié)自動(dòng)化。目前,樣本上機(jī)之后,后續(xù)的質(zhì)譜分析和數(shù)據(jù)分析并不復(fù)雜,制約效率提升的瓶頸在于繁瑣的前處理環(huán)節(jié)。生物樣本不能直接進(jìn)入質(zhì)譜儀進(jìn)行分析,需要經(jīng)過一系列的樣品前處理流程,以達(dá)到凈化或純化樣品,降低基質(zhì)干擾,提升靈敏度和準(zhǔn)確性的目的。針對(duì)樣本前處理,國內(nèi)多家企業(yè)推出了全自動(dòng)樣本前處理平臺(tái)。
后期:臨床質(zhì)譜自動(dòng)化流水線。前處理環(huán)節(jié)自動(dòng)化平臺(tái)的價(jià)值是有限的,流水線是臨床質(zhì)譜檢測(cè)的終極解決方案。臨床質(zhì)譜還未能實(shí)現(xiàn)流水線式自動(dòng)化。一是技術(shù)問題,現(xiàn)在流水線只能檢測(cè)少量項(xiàng)目,二是臨床質(zhì)譜單個(gè)指標(biāo)的檢測(cè)量不夠大,沒有量的支撐,推行流水線成本極高。
? LDT模式與IVD模式長期共存發(fā)展
在商業(yè)模式迭代上,我國臨床質(zhì)譜行業(yè)經(jīng)歷了醫(yī)院自建方法學(xué)、LDT模式為主流、IVD模式快速興起的過程,未來,將是IVD為主,LDT為輔,LDT模式與IVD模式長期并存。
第一階段:醫(yī)院自建方法學(xué)。2018年以前,由于國內(nèi)臨床質(zhì)譜產(chǎn)業(yè)剛起步,配套不成熟,進(jìn)口廠家不具備開發(fā)試劑盒能力,國內(nèi)有開展質(zhì)譜分析需求的醫(yī)院只能選擇采購進(jìn)口質(zhì)譜儀,自建方法學(xué),存在品種少、難以大規(guī)模復(fù)制推廣、穩(wěn)定性存疑等缺陷。
第二階段:LDT模式為主流,IVD模式萌芽。國內(nèi)臨床質(zhì)譜行業(yè)正式起步后,業(yè)內(nèi)企業(yè)積極通過區(qū)域收樣盈利的LDT模式,跑馬圈地。
第三階段:IVD模式快速興起。小部分企業(yè)率先倡導(dǎo)IVD模式,目前IVD模式已經(jīng)受到行業(yè)普遍認(rèn)可,進(jìn)展迅速。合規(guī)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范發(fā)展的第一步。國內(nèi)醫(yī)院有強(qiáng)大的檢驗(yàn)團(tuán)隊(duì),外送樣本需求并不強(qiáng)烈,IVD模式可保證質(zhì)譜項(xiàng)目質(zhì)量可控、結(jié)果穩(wěn)定準(zhǔn)確,更受醫(yī)院信賴。
第四階段:IVD為主,LDT為輔。這是臨床質(zhì)譜行業(yè)實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展的最終階段,成熟項(xiàng)目使用IVD模式,LDT模式在早期IVD產(chǎn)品未獲批的情況下快速開展服務(wù),特別適合創(chuàng)新類應(yīng)用,兩種模式并行,壯大臨床質(zhì)譜行業(yè)。
尤其是在多組學(xué)結(jié)合發(fā)展的臨床檢驗(yàn)新時(shí)代,利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)工具搭配而成的臨床檢驗(yàn)新路徑,需要“IVD+LDT”的新模式才能快速實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。
臨床質(zhì)譜商業(yè)模式迭代
數(shù)據(jù)來源:動(dòng)脈橙數(shù)據(jù)庫,蛋殼研究院制
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