隨著個性化醫(yī)療和精確治療時代的到來,伴隨診斷(companion diagnostics,CDx)日益為人們所關(guān)注。伴隨診斷是一種體外診斷技術(shù),能夠提供有關(guān)患者針對特定治療藥物的治療反應(yīng)的信息,有助于確定能夠從某一治療產(chǎn)品中獲益的患者群體,從而改善治療預(yù)后并降低保健開支。此外,伴隨診斷還有助于確定最有可能針對治療藥物產(chǎn)生響應(yīng)的患者群體。
在伴隨診斷之前,臨床治療以傳統(tǒng)治療為主,醫(yī)生一般根據(jù)患者癥狀、家族史以及實驗室數(shù)據(jù),作出診斷并治療疾病。但傳統(tǒng)治療方案療效不佳,根據(jù)Frost & Sullivan的數(shù)據(jù),腫瘤治療有效率僅有25%,老年癡呆治療有效率僅有30%,在患者層面體現(xiàn)的是致命疾病生存率低,慢性疾病控制效果不佳,給社會帶來較大的負擔。以乳腺癌為例,導至病因的有P53突變、BRCA1突變、Ras突變、Wnt突變、EGFR突變等,而臨床上不同基因突變對應(yīng)的用藥存在很大區(qū)別,如果采取傳統(tǒng)不分型的化療療法,治療有效率將很低,副作用也很大。
傳統(tǒng)治療方式下的疾病治療有效率
基因組、蛋白質(zhì)組等技術(shù)和生物信息科學的快速進步為個體化醫(yī)學發(fā)展創(chuàng)造條件。個體化醫(yī)學通過對大樣本人群與特定疾病類型進行生物標記物的分析與鑒定、驗證與應(yīng)用,從而找到疾病的根本原因和治療靶點,并對一種疾病不同狀態(tài)和過程進行分類,最終實現(xiàn)對于疾病和特定患者進行個性化治療的目的,提高疾病診治與預(yù)防的效益。從而實現(xiàn)了對傳統(tǒng)療法的超越,而上述個性化治療的基礎(chǔ)是伴隨診斷。伴隨診斷主要通過檢測人體內(nèi)特異性蛋白或變異基因,結(jié)合藥物對在人體內(nèi)的代謝特點或作用靶點,幫助醫(yī)生評估某種藥物對患者的功效和安全性,是個體化醫(yī)療的重要組成部分。
傳統(tǒng)治療與個性化治療的療效差別
最早的伴隨診斷出現(xiàn)在20世紀80年代,但最初藥企對這種將市場嚴格細分的診斷心存疑慮,因為推出伴隨診斷就意味著某種藥品的使用病人將大幅減少。1998年,伴隨診斷在羅氏公司(Roche)生產(chǎn)的治療乳腺癌的Herceptin®(赫賽?。?(通用名:trastuzumab,曲妥珠單抗) 和諾華公司(Novartis)生產(chǎn)的治療白血病的Gleevec®(格列衛(wèi))(通用名:imatinib,伊馬替尼) 兩種藥的商業(yè)成功后,行業(yè)逐步發(fā)展起來,隨后帕尼單抗、埃羅替尼、西妥昔單抗等靶向用藥與伴隨診斷作為組合產(chǎn)品陸續(xù)上市,行業(yè)開始快速成長。截至2018年,F(xiàn)DA共批準伴隨診斷試劑41種。另據(jù)clinicaltrials.gov網(wǎng)站報道,目前大約有100種在臨床II,III,IV期的藥物附有診斷相關(guān)信息,未來隨著測序技術(shù)的發(fā)展,伴隨診斷產(chǎn)品有望進一步豐富。
伴隨診斷試劑發(fā)展歷史
根據(jù)伴隨診斷的使用目的可將其分為三類:1)敏感試驗是通過對疾病易感基因的檢測明確患者對疾病的易感性,進而推薦使用預(yù)防藥物;2)藥物選擇是根據(jù)藥物不良反應(yīng)的發(fā)生風險,測定患者對特定藥物/劑量的敏感性;3)治療選擇是使用特定藥物前通過對基因的檢測明確可取得的療效。伴隨診斷的應(yīng)用將是患者、醫(yī)生、藥企、診斷企業(yè)、政府等多方共贏的局面,因此未來會得到進一步發(fā)展。
伴隨診斷使用符合各方利益
從技術(shù)角度分析,伴隨診斷可采用分子診斷、免疫組學、核磁共振等技術(shù),其中分子診斷是伴隨診斷的核心技術(shù)。分子診斷主要分為四項主要技術(shù),分別是聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)、原位雜交(FISH)、基因芯片、基因測序,其中PCR技術(shù)應(yīng)用最成熟,占據(jù)分子診斷的主要市場,但是其缺點是通量較小、自動化程度較低?;驕y序、基因芯片等新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域逐步拓寬:基因芯片快速方便,適合即時檢驗;基因測序技術(shù)通量高、讀長長、精確率高。
腫瘤是目前伴隨診斷應(yīng)用最大的領(lǐng)域,腫瘤本身具有異質(zhì)性和進化性等特征,因此同一種藥物對不同患者的療效可能完全不同,以靶向藥物為例,通常其只作用于攜帶特定基因突變的腫瘤細胞,而對不攜帶特定基因突變的腫瘤患者,其療效甚至不如化療。因此需要對患者進行分型,從而制定個性化的治療方案。目前,主要通過伴隨診斷檢測生物標志物實現(xiàn)對患者進行分型。
生物標記物(biomarker)是隨著免疫學和分子生物學技術(shù)的發(fā)展而提出的一類與細胞生長增殖有關(guān)的標志物,可從分子水平探討發(fā)病機制,而且在準確、敏感地評價早期、低水平的損害方面有著獨特的優(yōu)勢,可提供早期預(yù)警,很大程度上為臨床醫(yī)生提供了輔助診斷的依據(jù)。
美國伴隨診斷行業(yè)發(fā)展情況
據(jù)調(diào)查,全球2010年伴隨診斷市場規(guī)模為13億美元,預(yù)計在2011年到2021年以20%以上的年復合增長率(CAGR)增長,伴隨診斷占體外診斷市場份額由2010年的2.9%增長至2021年的14.0%。美國伴隨診斷市場約占全球市場的25%-30%。
全球伴隨診斷市場發(fā)展預(yù)測
從1998年到2018年的20年時間里,F(xiàn)DA已經(jīng)批準了41項CDx產(chǎn)品,幫助68種靶向免疫治療藥物或治療方案找到可以獲益的人群,并且在法規(guī)中已經(jīng)形成CDx指南規(guī)范體系。從獲批的CDx技術(shù)平臺來看,共有6種技術(shù)平臺在CDx中使用,以PCR技術(shù)(15項)和IHC(13項)技術(shù)為主,占到了批準產(chǎn)品的2/3以上。
<span style="display: inline !important;float: none;background-color: transparent;color: rgb(136, 136, 136);font-family: -apple-system-font,BlinkMacSystemFont," break-word;"="" ui","microsoft="" yahei="" gb","microsoft="" sans="" sc","hiragino="" neue","pingfang="" helvetica="">FDA批準的腫瘤伴隨診斷產(chǎn)品平臺分布情況
Dako North America和RocheMolecular Systems分別是擁有最多IHC產(chǎn)品和PCR產(chǎn)品的兩家公司,NGS技術(shù)以其高通量的特點在近兩年有非常突出的表現(xiàn),尤其以FoundationMedicine公司的Foundation One CDx產(chǎn)品為代表,這是一種技術(shù)突破帶來的全新診斷模式的改變,具有劃時代的意義。
美國FDA批準上市的伴隨診斷試劑公司情況
此前腫瘤藥物治療主要是傳統(tǒng)化藥為主,但其毒副作用大,殺傷腫瘤細胞的同時也會殺傷正常細胞。近年來,腫瘤藥物升級為小分子靶向藥物或者單抗靶向藥物,靶向藥物因其選擇性作用于特定蛋白分子和核酸片段,治療效果明顯且引起副作用較少,日益受到人們的關(guān)注。
從市場銷售情況來看,抗腫瘤靶向藥物誕生了一批重磅產(chǎn)品。2015年抗腫瘤靶向藥物前五位分別為利妥昔單抗、貝伐單抗、曲妥珠單抗、伊馬替尼、狄諾塞麥,銷售額分別達70.45、66.84、65.38、46.58、27.17億美元。在前20名抗腫瘤靶向藥中,包括曲妥珠單抗、帕妥珠單抗、西妥昔單抗、帕尼單抗和伊馬替尼等明星產(chǎn)品在內(nèi)的11個的品種有對應(yīng)的伴隨診斷試劑,占前20名品種數(shù)量的55%,顯示伴隨診斷試劑在靶向藥物領(lǐng)域滲透程度已經(jīng)較高。
中國伴隨診斷行業(yè)發(fā)展情況
數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)2010年伴隨診斷市場規(guī)模為0.49億美元,預(yù)計2010-2021年的復合年增長率為28.0%,增速高于全球水平。國內(nèi)伴隨診斷產(chǎn)品占全球伴隨診斷產(chǎn)品的市場份額占比將由2010年的3.8%增至2021年的6.5%。
目前中國腫瘤相關(guān)的基因變異檢測使用IVD的注冊審批管理方法,截止到目前為止國家藥品監(jiān)督管理局已經(jīng)批準了138項國產(chǎn)腫瘤基因檢測IVD產(chǎn)品、以及19項進口腫瘤基因檢測IVD產(chǎn)品。其中PCR是主流技術(shù)平臺。
國內(nèi)伴隨診斷技術(shù)平臺情況
從當前看,二代測序技術(shù)的出現(xiàn)為腫瘤的易感基因檢測、伴隨診斷、個性化用藥等提供了更佳的技術(shù)支撐和選擇,尤其是基于NGS的癌癥panel檢測使得該領(lǐng)域檢測可以更加快速和低廉,達到了同時檢測若干個基因和突變位點的目的。未來隨著基因測序成本的進一步下降,一次性檢測大量基因的費用將遠遠低于多次檢測少數(shù)基因費用的總和。目前Illumina和Life Tech兩大巨頭均已經(jīng)利用自身的NGS平臺推出了癌癥panel檢測,其中Illumina的TruSeqAmplicon Cancer Panel可以檢測48個基因、Life Tech的Ion AmpliSeqPanels可以檢測50個基因,國內(nèi)的華大基因也推出了基于NGS的TumorCare Cancer Panel,該檢測基于NimbleGen探針雜交捕獲測序技術(shù),包含1053個腫瘤相關(guān)基因,其中176個基因是有明確用藥解讀的基因,255個基因是在COSMIC數(shù)據(jù)庫中反復出現(xiàn)的基因,622個基因是在癌癥重要通路中出現(xiàn)的基因。
總結(jié)
整體看,未來隨著分子生物學的發(fā)展,我們對腫瘤機制及生物標志物的理解會更加深入,腫瘤分型將更加細化,因此伴隨診斷行業(yè)會有較好的機遇。而NGS測序技術(shù)會進一步推動伴隨診斷行業(yè)的發(fā)展。國內(nèi)伴隨診斷行業(yè)前景更加樂觀,因為從用藥結(jié)構(gòu)看,國內(nèi)靶向類藥物尚未大規(guī)模普及,近期不少靶向藥物納入了國家醫(yī)保談判目錄,靶向藥物價格下降且納入醫(yī)保后,預(yù)計會有明顯的放量過程,會帶來伴隨診斷試劑產(chǎn)品使用量的明顯提升。在新技術(shù)應(yīng)用方面,國內(nèi)NGS試劑也開始獲批,正在快速追趕國際公司。
來源:CAIVD