基因檢測(cè)真正的壁壘:大數(shù)據(jù)和高端人才

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2014-07-16 14:45:50

摘自:張尚斌

所謂的基因藥物是指兩類:一種是利用基因技術(shù)生產(chǎn)的蛋白類藥物,如利用水稻生產(chǎn)的人類血清蛋白;另一種是針對(duì)人體發(fā)病基因片段的靶向藥物,即個(gè)性化藥物。在此背景下,個(gè)性化醫(yī)療和基因檢測(cè)在美國(guó)迅速找到了發(fā)展的土壤。

忽如一夜春風(fēng)來,基因測(cè)序公司在中美兩國(guó)資本市場(chǎng)均獲得狂熱的追捧,或許,基因測(cè)序是一個(gè)革命性技術(shù),是一片未開發(fā)的藍(lán)海領(lǐng)域,但監(jiān)管、技術(shù)的進(jìn)步?jīng)Q定了這一領(lǐng)域的發(fā)展是曲折向前的。

所謂的基因藥物是指兩類:一種是利用基因技術(shù)生產(chǎn)的蛋白類藥物,如利用水稻生產(chǎn)的人類血清蛋白;另一種是針對(duì)人體發(fā)病基因片段的靶向藥物,即個(gè)性化藥物。個(gè)性化藥物是利用患者信息,通常是遺傳或生物學(xué)特征,為單個(gè)患者“量身打造”的藥物。早在2009年,普華永道的一份報(bào)告就指出該掛鉤領(lǐng)域的市場(chǎng)價(jià)值達(dá)到了2320億美元,到2015年更是預(yù)計(jì)將達(dá)到4520億美元。

以Illumina、Life Technologies公司(LIFE)和牛津Nanapore等公司為最高水平代表的新的快速和具有成本效益的DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展,標(biāo)志著個(gè)性化醫(yī)療的時(shí)代已然來臨,但每次大的變革都會(huì)帶來行業(yè)的大洗牌,許多公司將飛速前進(jìn),而另一些則會(huì)很快消亡,因?yàn)樗麄兊募夹g(shù)不再是現(xiàn)代科技的先鋒。

基因藥物的美國(guó)生存土壤

由于美國(guó)的醫(yī)療保健預(yù)算迫使人們使用更加合理和有效的藥物,想象這樣一個(gè)場(chǎng)景,一個(gè)醫(yī)生可以采取血液樣本,并很快找到與患者基因相匹配的藥物,卻能產(chǎn)生量最少的副作用,最終節(jié)省了寶貴的治療時(shí)間,降低成本達(dá)到最大效益。

根據(jù)麥肯錫公司的數(shù)據(jù),醫(yī)療保健費(fèi)用在過去40年一直超越GDP的增長(zhǎng)。而這一趨勢(shì)很難繼續(xù)下去—付款人(保險(xiǎn)(放心保)公司和醫(yī)療保險(xiǎn)/醫(yī)療補(bǔ)助)的越來越不愿意支付額外費(fèi)用。未來的醫(yī)療體系將繼續(xù)允許付款人擁有更多的發(fā)言權(quán)。當(dāng)然,是在成本控制與維持治療的高品質(zhì)的前提下。

黑斯廷斯中心的一份報(bào)告表明,慢性疾病患者的相關(guān)成本正在顯著增加。該報(bào)告預(yù)測(cè)糖尿病,和阿爾茨海默氏的門診費(fèi)用將在2015年和2020年間達(dá)到4000億美元,因此,就美國(guó)的醫(yī)改趨勢(shì)而言,預(yù)防用途的個(gè)性化藥物將主導(dǎo)市場(chǎng),以抵消醫(yī)療保健預(yù)算的負(fù)擔(dān)。

在此背景下,個(gè)性化醫(yī)療和基因檢測(cè)在美國(guó)迅速找到了發(fā)展的土壤。

過去的幾年里,人類對(duì)蛋白質(zhì)組和代謝途徑的了解和認(rèn)識(shí)已大大增加。醫(yī)學(xué)已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,所有的實(shí)體腫瘤都是不一樣的,即使他們可能在如乳房一樣的器官被發(fā)現(xiàn)。個(gè)性化藥物的最終目標(biāo)是利用一個(gè)人的遺傳信息,提供最有效的治療方法,從而提高醫(yī)療效率。

事實(shí)上,醫(yī)生已經(jīng)使用個(gè)性化藥物相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間了。例如,用乳腺腫瘤表達(dá)的雌激素受體(ER陽性)的患者,可給予一種雌激素拮抗劑藥物阻止雌激素與腫瘤結(jié)合的活性。相反,如果沒有可以阻斷的受體,則沒有必要來使用該藥物??梢妭€(gè)性化藥物不僅加速了處理時(shí)間,也有可能減少副作用。當(dāng)前醫(yī)生開的藥都是確定治療的好處會(huì)大于副作用,然而副作用也是令人不安的。在更嚴(yán)重的疾病,如癌癥的情況下,副作用可能是巨大的。一種藥物可能是最有效和最適當(dāng)?shù)?,但是,如果病人不能耐受副作用,治療必須提前結(jié)束。很多時(shí)候,這些負(fù)面效應(yīng)可能會(huì)潛伏很長(zhǎng)時(shí)間才表現(xiàn)出來。

基因是DNA序列,其編碼的蛋白質(zhì),許多都是可以將藥物分解的酶。如果了解了患者的基因片段的遺傳突變或單核苷酸多態(tài)性,醫(yī)生就可以篩選低或高于正常代謝情況下的藥物效力,實(shí)現(xiàn)最佳的藥物反應(yīng)。臨床上使用個(gè)性化藥物方法需要很多許多方面的基礎(chǔ),包括基因和蛋白質(zhì)、代謝物和基因突變等大型數(shù)據(jù)庫的建立。進(jìn)一步需要發(fā)現(xiàn)藥物和食物與基因及其突變的互動(dòng)。

個(gè)性化醫(yī)療主要依靠基因組學(xué)的研究來預(yù)測(cè)特定病人的藥物反應(yīng),靶向治療藥物也可以屬于這一類,因?yàn)楹芏鄷r(shí)候藥物的目的是針對(duì)一個(gè)特定的受體或病變組織的生理特性。然而,基因組、蛋白質(zhì)組和代謝組如浩瀚江海,很難獲得和運(yùn)用信息的使用方法。

測(cè)序技術(shù)的發(fā)展和成本

LifeTech最近公布的離子質(zhì)子基因測(cè)序技術(shù),可以在一天內(nèi)完成整個(gè)人類基因組的測(cè)序。該機(jī)器價(jià)格在15萬美元,測(cè)序一次的成本在1000美元左右,這是一個(gè)很多人可以接受的價(jià)格范圍,相信很多國(guó)內(nèi)人士都會(huì)蜂擁而至。而私營(yíng)公司牛津Nanapore正在推出新的設(shè)備,可以直接從血液中讀出DNA的大小,能夠?qū)⒄麄€(gè)人類基因組的全測(cè)序在15分鐘內(nèi)完成,費(fèi)用為1500美元左右。

這些技術(shù)是顯而易見的大突破,將允許快速識(shí)別不同的患者,腫瘤和其他疾病狀態(tài)的基因序列。然而在未來幾年,即使有這些突破但還有很長(zhǎng)的路要走,難點(diǎn)在于臨床收集的數(shù)據(jù),以及臨床效果。中國(guó)人口眾多,要搜集大樣本中國(guó)的醫(yī)院就是一個(gè)非常好的目的地。

這方面的專家喬納森?勞拉博士認(rèn)為:“作為一名醫(yī)生和前分子遺傳學(xué)研究學(xué)者,我一直看到靶向治療藥物的潛力。這在我的研究領(lǐng)域—頭部和頸部癌癥的治療發(fā)揮越來越重要的作用,通常是有針對(duì)性的同步化療結(jié)合手術(shù)。實(shí)現(xiàn)mRNA和蛋白的預(yù)測(cè)矩陣有很長(zhǎng)的路要走,雖然可以針對(duì)測(cè)序結(jié)果合成臨床使用的蛋白質(zhì),現(xiàn)在的障礙是具體用藥療效的大規(guī)模臨床試驗(yàn)的落實(shí),中國(guó)也很好的樣本來源。”

致力于這方面的國(guó)外領(lǐng)先的機(jī)構(gòu),都在大力擴(kuò)大和中國(guó)各地的醫(yī)院合作,以獲得特性基因、蛋白序列和臨床表現(xiàn)等的數(shù)據(jù)。不過,如果要個(gè)性化藥物發(fā)揮除了全部潛力,真如人類探索宇宙一樣是沒有邊際的,而且個(gè)人表現(xiàn)非常不一樣,很難想象有人花大成本去實(shí)現(xiàn)它。所以更現(xiàn)實(shí)的情況是,通過大數(shù)據(jù)庫的建立,篩選出人類最常見的病癥和相應(yīng)基因片段和蛋白質(zhì)序列,這已經(jīng)是個(gè)性化藥物發(fā)展的最好前景了。

目前甚至相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),測(cè)序技術(shù)的發(fā)展的應(yīng)用仍主要在于新生兒的基因測(cè)序和圖譜分析之上,很多留學(xué)人士都愿意回國(guó)來以此創(chuàng)業(yè)。

先“吃螃蟹”的不賺錢

現(xiàn)實(shí)中相關(guān)公司如何呢?人類基因組計(jì)劃始于1990年,到目前為止,已經(jīng)圓滿完成。個(gè)性化藥物應(yīng)用與醫(yī)療保健應(yīng)該很快到來。但不幸的是,在投資早期仍然意味著錯(cuò)誤。

Myriad(MYGN)是美國(guó)一家分子診斷公司,主要業(yè)務(wù)預(yù)測(cè)醫(yī)學(xué)、個(gè)性化醫(yī)學(xué)和臨床藥物檢測(cè)。其中最知名的測(cè)試包括用于遺傳性乳腺癌和卵巢癌的BRACAnalysis,以及用于檢測(cè)遺傳性結(jié)腸癌和其他多種癌癥 的COLARIS。但Myriad最近則被當(dāng)?shù)胤ㄔ翰枚?,分離BRCA1和BRCA2基因的專有權(quán)不屬于Myriad。于是兩家競(jìng)爭(zhēng)者Ambry和Gene-by-Gene也宣布他們將提供BRCA基因測(cè)試,包括BART基金分析。雖然Myriad對(duì)兩家公司進(jìn)行了專利侵權(quán)訴訟,但毫無疑問,行業(yè)的門檻在降低,其市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者的測(cè)試將繼續(xù)受到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的挑戰(zhàn)。此外,政府的舉措將繼續(xù)蠶食以DNA測(cè)序?yàn)榛A(chǔ)的診斷業(yè)務(wù)的利潤(rùn)。

雖然這類基因檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,且應(yīng)用廣泛,但也逐漸顯現(xiàn)出專業(yè)化和專業(yè)認(rèn)證的趨勢(shì)。比如近期基因檢測(cè)買方公司信諾決定,他們不會(huì)支付任何BRACAnalysis測(cè)試的費(fèi)用,除非由一個(gè)委員會(huì)認(rèn)證的遺傳學(xué)家親自檢測(cè),必須是由經(jīng)過獨(dú)立專業(yè)訓(xùn)練的遺傳學(xué)專業(yè),如醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)家或顧問且擁有美國(guó)遺傳學(xué)委員會(huì)認(rèn)證的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室。

在美國(guó),只有2700個(gè)認(rèn)證的遺傳學(xué)顧問,以及1400位被認(rèn)證的遺傳學(xué)家,其中有近四分之三在醫(yī)院工作,有近一半工作在大型學(xué)術(shù)中心。信諾公司的舉動(dòng)意味著,患者的檢測(cè)必須求助于學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)。目前,一些學(xué)術(shù)中心已宣布計(jì)劃開始BRCA基因的內(nèi)部測(cè)試。另外,F(xiàn)DA歸類分子診斷測(cè)試(MDX)為外診斷醫(yī)療器械。這些測(cè)試都需要經(jīng)過FDA的復(fù)雜和高難度評(píng)估,評(píng)估過程中需要由專家了解測(cè)試的復(fù)雜性。

目前,婦女保健部門占Myriad銷售額約40%。但不幸的是,這些銷售皆非來自遺認(rèn)證的傳學(xué)家或顧問。第三方公司像信諾公司一旦停止向非認(rèn)證遺傳學(xué)家的BRCA測(cè)試購買服務(wù)。那么像Myriad公司就將受到來自這方面的業(yè)務(wù)壓力。

真正的壁壘是“大數(shù)據(jù)庫”和高端人才

必須承認(rèn),這個(gè)行業(yè)仍然存在很高的技術(shù)壁壘。換句話說,基因檢測(cè)手段很成熟,很多實(shí)驗(yàn)室都能實(shí)現(xiàn),然而檢測(cè)結(jié)果的解讀卻非常困難,因?yàn)檫@依賴于基于大數(shù)據(jù)上的數(shù)據(jù)庫。

比如,Myriad最值得驕傲的就是擁有專有數(shù)據(jù)庫,它用來解釋不確定的遺傳檢測(cè)結(jié)果。如果其他公司不被允許在BRCA基因測(cè)試中使用Myriad的私有數(shù)據(jù)庫,這道屏障和戰(zhàn)略優(yōu)勢(shì)將非常顯著。當(dāng)然,隨著時(shí)間的推移這種優(yōu)勢(shì)會(huì)慢慢減弱,但是無論如何,這從側(cè)面說明了數(shù)據(jù)庫在基因檢測(cè)中的核心作用。

一些主做基因檢測(cè)試劑盒的跨國(guó)公司的轉(zhuǎn)型的事實(shí)非常有說服力,據(jù)悉它們已經(jīng)開始把未來的業(yè)務(wù)重點(diǎn)放在了基因信息學(xué)之上,雖然短時(shí)期內(nèi)還未能帶來任何利潤(rùn),但已經(jīng)成為“行業(yè)進(jìn)化”中的必須環(huán)節(jié)。臨床驗(yàn)證是在需要大量的時(shí)間和金錢花費(fèi),而更廣泛的驗(yàn)證才能構(gòu)建真正的數(shù)據(jù)庫,因?yàn)檫@些新設(shè)備和新技術(shù)變得更便宜和可用。但如何將轉(zhuǎn)化為生物或臨床結(jié)果還是很難。而且,很多國(guó)家的醫(yī)院醫(yī)生并沒有更多的遺傳性和信息學(xué)知識(shí),對(duì)遺傳密碼更是一無所知。

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