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沙利文发布《肿瘤分子诊断产业发展蓝皮书》

头豹研究院

2024-03-27 17:26 上海

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分子诊断已经成为肿瘤诊疗环节中重要的解决方案之一,从肿瘤高风险人群和健康人群的早筛早诊工具,到肿瘤分子分型、晚期肿瘤患者的精准用药指导,再到检测肿瘤患者微小残留病灶以评估复发风险,分子诊断的临床应用价值正逐渐渗透至肿瘤全生命周期的干预与管理。


近年来,肿瘤分子诊断行业在技术发展、政策支持、市场需求和产业合作等方面呈现出良好的发展态势。分子诊断企业将研发成果落到诊疗实际应用,在技术研发、产品质量、服务水平等方面不断蓄力,持续推动更为优质、更能满足临床精准需求的肿瘤分子诊断产品面世并惠及大众。


弗若斯特沙利文(Frost & Sullivan,以下简称“沙利文”)撰写《肿瘤分子诊断产业发展蓝皮书》(以下简称《蓝皮书》),旨在剖析肿瘤分子诊断行业现状,追踪行业和技术发展脉络,挖掘行业发展巨大潜力,分析市场发展背后的驱动因素,以期为肿瘤分子诊断赛道参与者和关注者提供参考。


3月26日,沙利文举办《肿瘤分子诊断产业发展蓝皮书》线上发布会,对《蓝皮书》进行解读和分享,并邀请肿瘤分子诊断行业企业代表围绕肿瘤分子诊断研发挑战、技术创新等热门话题进行探讨。 


1

肿瘤分子诊断行业总览


01

肿瘤分子诊断的介绍

肿瘤分子诊断是通过分析肿瘤细胞或相关生物标本中的分子标志物,利用分子生物学和遗传学的技术和方法,将分子水平的信息应用于肿瘤诊断和治疗决策中,例如基因、蛋白质、DNA修饰等来确定肿瘤类型、预测患者预后、指导治疗选择和监测治疗反应的诊断方法。按照用途,肿瘤分子诊断主要包括肿瘤早筛早诊、肿瘤伴随诊断、肿瘤复发监测。


02

肿瘤分子诊断的发展历程及技术组成

从技术层面来看,肿瘤分子诊断主要细分技术有荧光原位杂交技术 (FISH)、聚合酶链式反应技术(PCR)、基因芯片和基因测序,它们在应用方面有着不同的侧重点,共同组成了肿瘤分子诊断的技术底构。


《蓝皮书》梳理了肿瘤分子诊断技术的发展历程、细分技术的原理、迭代方向和应用领域等内容,更多详细内容可参见完整版报告。


03

肿瘤分子诊断相关的政策及监管背景

2015年3月,国家科技部召开国家首次精准医学战略专家会议,并正式推出中国精准医疗计划。会议中明确指出,我国到2030年前预计将在精准医疗领域投入600亿元。当月我国发布了首批肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技术临床试点单位名单。随后在包括“十三五”等生物产业和科技创新规范文件中,均将基因检测列为新兴产业的发展重点,并推动基因检测在重大疾病早期筛查、个体化治疗等方面的临床应用,在产前胎儿罕见病筛查、肿瘤、遗传性疾病等方面实现精准的预防、诊断和治疗。此外,自2018年起我国陆续出台了一系列关于抗肿瘤药物临床应用的政策,强调了基因检测为代表的分子诊断技术在抗肿瘤药物使用中的核心地位,为精准医疗的深入发展提供了有力支持。


《蓝皮书》梳理了肿瘤分子诊断相关的政策及监管背景,更多详细内容可参见完整版报告。


04

肿瘤分子诊断产业链现状分析

肿瘤分子诊断产业链的上游环节主要是检测仪器、耗材以及原料等供应商。中游环节是检测产品或服务提供商。下游环节则是各级医疗机构、研究机构、制药公司、第三方检测机构、体检中心以及个体消费者等终端用户。


《蓝皮书》梳理了肿瘤分子诊断产业链情况,更多详细内容可参见完整版报告。

注:仅例举行业内部分公司

来源:沙利文分析


2

分子诊断市场规模分析

2022年中国医疗器械市场中,IVD行业的市场规模占据最大的份额,约为17.2%。其中,分子诊断是IVD行业的重要分支。与其它主要的体外诊断方法相比,分子诊断一方面可以从基因层面进行检测,因此在检测灵敏度和准确性上优势明显;另一方面,分子诊断在传染性疾病检测、肿瘤个体化诊疗等领域应用上具有独特的应用优势,可以实现生化检测和免疫诊断难以实现的检测能力,例如在感染初期识别病毒,或提早确认基因缺陷。其临床及科研应用市场巨大,因而在近年来获得迅速发展。2022年,从中国IVD市场规模按细分领域拆分的情况来看,分子诊断位于免疫诊断之后的第二大IVD细分赛道,占比超过五分之一。

来源:沙利文分析


《蓝皮书》梳理了全球及中国分子诊断市场规模情况;并对中国肿瘤分子诊断及检测行业进行了市场规模分析,在反映肿瘤分子诊断及检测市场发展现状的同时,对未来市场的成长空间进行前景预测,更多详细内容可参见完整版报告。


3

肿瘤分子诊断的应用层面分析

肿瘤早筛早诊

中美癌症发病率、死亡率以及总体癌症五年生存率对比

将中美癌症流行情况进行对比可发现,美国的癌症发病率远高于中国,2022年美国每百万人的癌症发病率达到了5,755,而中国为3,407。从死亡率来看,2022年美国每百万人的癌症死亡率达到了1,828,中国在这一数字上反超美国,达到2,039每百万人。

来源:文献检索、沙利文分析


据国家癌症中心统计分析的中国癌症生存率研究,中国所有确诊癌症的总体五年生存率从2003-2005年的30.9%增长至2012-2015年的40.5%。尽管我国医疗质量和诊疗能力不断提升,但这一数据与发达国家相比仍有提升空间。2011-2017年,美国癌症患者5年生存率达到67.7%。从各癌种的五年生存率数据来看,无论是预后相对较好的癌种如甲状腺癌和乳腺癌,抑或难治疗、恶性程度极高的胰腺癌、肝癌,美国均高于中国。


病因预防、早诊早治及临床治疗构成了癌症防控的三级体系。中美在死亡率、总体癌症五年生存率上的差距主要是由于两者在癌症诊治体系上的差距。美国投入更高的医疗支出,推动肿瘤精准医疗,对患者进行更科学的全生命周期管理,患者广泛使用以靶向治疗和免疫治疗药物为代表的先进疗法。


中美各癌种确诊时癌种分期的分布差异分析

中国国家癌症登记中心联合中国医学科学院与北京协和医学院肿瘤医院,分析了2016年1月-2017年12月中国12个省份、23个地区医院登记的癌症病人电子医疗记录以及癌症登记中心记录。研究发现我国肺癌、胃癌、食管癌、结直肠癌及女性乳腺癌中52.8%的患者在确诊时已经处于晚期阶段(III-IV期)。在中美对比研究中,I期乳腺癌确诊(美国51.2% vs.中国27.6%),I期结直肠癌确诊(美国24.1% vs.中国15.2%),I期肺癌确诊(美国25.3% vs.中国17.3%)。在食管癌领域,我国早期诊断优于美国,I期食管癌确诊(中国18.7% vs.美国13.8%)。

来源:文献检索、沙利文分析


肿瘤早筛早诊的介绍以及常见癌种的传统早筛早诊方式分析

理想情况下,在肿瘤癌前病变期,采取快速、简便的方法从尚未出现症状的目标人群中筛选出肿瘤高危群体,并进行适宜的临床干预和治疗,能够将肿瘤遏制在原发灶期,从而实现从本质上降低发病风险,尤其是发病率和死亡率高、发展周期长的癌种。


肿瘤早筛早诊的主要技术路线包括放射影像学、血清蛋白学、细胞学诊断以及液体活检。在已有较为明确的推荐筛查和诊断手段的14种常见癌症中,12种癌症均需要依赖于CT、X光等影像放射检查以及内窥镜检查。但影像学检测和内镜检查需要专业的执业医师、技师以及护理人员,且内镜检查由于患者依从度的问题还需要麻醉医师做无痛处理,属于人力和资源密集型的手段。而我国影像科室、麻醉科室人员相对短缺。


液体活检技术概览

而液体活检技术基于分子诊断技术,以非固态生物组织包括血液、尿液或粪便等为样本进行取样,通过检测样本中的生物标志物,具有安全无创的特点,且一次检测可覆盖多个癌种。此外,针对恶性肿瘤异质性高,液体活检可反映肿瘤的基因组全貌,在减少肿瘤异质性对诊断造成偏差的同时,反映肿瘤发展的动态变化。


液体活检主要通过检测衍生于肿瘤部位的的循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA和外泌体来判断肿瘤的基因突变情况。ctDNA突变信息的研究主要聚焦在甲基化、碱基突变和拷贝数变异。其中,ctDNA甲基化异常是驱动癌症发生发展的重要表观遗传修饰之一,往往在癌症病程的早期发生。与其它指标相比,ctDNA甲基化的特征位点数量多,且具有组织或癌种特异性,可以兼顾信号丰度和信号强度,同时稳定性和一致性良好,目前是液体活检的主流技术路线。

来源:文献检索、沙利文分析


《蓝皮书》纳入了结直肠癌、非小细胞肺癌以及胃癌的疾病概况、诊断路径、分子诊断靶标基因分析,并汇总了各个癌种领域的早筛早诊已上市产品信息及研发厂商信息。此外,《蓝皮书》对泛癌早筛早诊的技术路线以及适宜人群进行分析,梳理了目前国内企业在泛癌种领域的布局进展,更多详细内容可参见完整版报告。


肿瘤早筛早诊市场驱动力及行业发展趋势分析

加快推进癌症早筛早诊早治,是我国对于提高癌症治疗效益和降低癌症疾病负担的主要政策方针。2017年,国务院办公厅在《慢性病防治规划》中也特别提出了癌症的早期筛查和早治的重要性。2022年,《“健康中国2030” 规划纲要》提出要加强癌症防控、精准医学、智慧医疗等关键技术突破,推动了精准诊断技术在肿瘤早筛领域中的应用,为精准诊断技术提供商所研发的肿瘤早筛早诊产品的落地奠定了基础,进一步加大了对精准化肿瘤早筛发展的支持力度。


从需求端来看,随着人们生活水平不断的提高,健康管理意识逐步提升,通过早筛早诊了解自身的疾病风险,从而及早地进行生活干预,能够降低发病风险,这些益处将使越来越多的消费者选择进行肿瘤早筛早诊,从而掌握自身健康情况。特别是在有癌症家庭史等癌症高风险人群中,通过早期筛查来判断发病情况以及降低癌症负担,是驱动肿瘤早筛早诊市场发展的一个重要因素。


在技术层面上,随着高通量生物技术的升级,多组学检测正快速发展,利用多种组学技术来表征不同但互补的生物信息,包括基因组、转录组、表观遗传组和蛋白质组,通过检测多种生物标志物如ctDNA点突变、ctDNA段化、ctDNA甲基化、蛋白质标记物等,以进一步提高早筛早诊产品的检测性能。其中ctDNA突变通常联合其他特征开展多组学检测。随着多组学研究不断深入,对于肿瘤信号分子的分析维度将越来越全面,有望提升筛查的灵敏度与特异性。此外,生物信息学方法逐渐融入液体活检的检测过程,通过生物信息统计分析以及机器学习等技术对复杂的信息进行交叉解读、综合分析。当前,已有众多肿瘤早筛早诊在研产品运用了多组学和机器学习的方法。


肿瘤早筛早诊产品的商业化之路持续探索中,《蓝皮书》从商业化渠道、应用场景、业务模式、海外拓展、支付模式等方面,对肿瘤分子诊断赛道的行业发展趋势进行了全面梳理。此外,《蓝皮书》也呈现了肿瘤早筛早诊市场规模的变化情况与未来发展趋势,更多详细内容可参见完整版报告。


肿瘤伴随诊断

肿瘤伴随诊断的临床价值分析

伴随诊断是肿瘤治疗进入靶向治疗、免疫治疗的精准化阶段后的产物。伴随诊断通过测量人体内变异基因或蛋白的表达水平,筛选出最合适靶向用药的人群,并依据结果针对性地进行个体化治疗,从而降低药物使用风险并提高治疗有效率。


根据《新型抗肿瘤药物临床应用指导原则(2022年版)》指出抗肿瘤靶向药的伴随诊断具有必要性,47种药物需要伴随诊断,占据所有抗肿瘤靶向药数量的近50%。在免疫治疗领域,《中国非小细胞肺癌PD-L1表达检测临床病理专家共识》指出PD-L1表达检测可作为伴随诊断指导PD-1和(或)PD-L1单抗药物的治疗决策,对临床医师制定治疗方案和预测治疗疗效有重要意义。

来源:沙利文分析


靶向药物和免疫药物联合伴随诊断对客观缓解率的作用分析

靶向药物以及肿瘤免疫药物在癌症治疗中可能面临着由于患者个体差异性,不同患者个体对于同一靶向药物的治疗获益差异较大,使用靶向药物以及肿瘤免疫药物的患者会出现耐药性等相关问题。在靶向药物和免疫药物的临床使用过程中,如何精准发现临床获益人群并进行干预是至关重要的。


根据Jørgensen和Hersom发表的数据显示,伴随诊断可以有效提升靶向药和免疫药物的治疗有效性。在全球范围内获批的主要靶向药和免疫药中,有伴随诊断治疗方案的药物其客观缓解率(ORR)可达41.0%-80.2%,而无伴随诊断治疗的药物ORR仅为6.8%-45.0%。利用伴随诊断进行突变基因检测以及精准分型能够精准筛选出患者所敏感的药物,且能够为耐药患者提供后续用药选择的决策依据。


《蓝皮书》分析了伴随诊断在非小细胞肺癌以及结直肠癌领域的应用情况,并汇总了已上市产品信息及研发厂商信息,更多详细内容可参见完整版报告。


肿瘤伴随诊断市场驱动力及行业发展趋势分析

靶向治疗和免疫治疗可以避免化疗等传统治疗中的严重副作用,提高癌症治疗的效果。2022年,中国肿瘤市场的靶向治疗及免疫治疗的占比分别是37.0%和8.7%,明显低于全球靶向治疗及免疫治疗的比例。随着相关利好政策实施、更多靶向药物及免疫治疗药物获批上市,预计到2030年,中国靶向治疗及免疫治疗的市场占比将分别上升至43.8%及12.8%。


我国肿瘤患者群体庞大、疾病负担沉重,使用靶向药物及免疫治疗的患者人群日益庞大。近年来,国家积极推进将肿瘤靶向药物纳入医疗保障范围内,2017年以前医保目录尚未纳入肿瘤靶向用药,2023年版国家医保目录中的肿瘤靶向用药数量已经上升至74个,且在许多治疗领域内,靶向药物的使用已经出现多样化选择。为了保证靶向药和免疫治疗的治疗效果,作为临床应用前提与基础的伴随诊断试剂,其临床使用需求也随之正在不断扩大,促进了国内肿瘤伴随诊断的行业发展。

来源:文献检索、沙利文分析


除需求端外,《蓝皮书》也从技术发展以及政策演变的层面上,对肿瘤分子诊断赛道的市场驱动力进行了系统性剖析,并针对产业合作开发模式以及商业化模式的发展方向进行展望。此外,《蓝皮书》呈现了肿瘤伴随诊断市场规模的变化情况与未来发展趋势,更多详细内容可参见完整版报告。


肿瘤复发监测

肿瘤复发监测的情况分析

肿瘤复发是亟待解决的临床难题,以2022年中国癌症新发病例数前三的肺癌、胃癌和结直肠癌为例,癌症的复发率均较高。且处于早中晚各个阶段的癌症患者均需要定期检测。对于早中期患者,手术、同步放化疗等根治性治疗后,需要监测疾病复发和转移;对于中晚期患者,在采取化疗、靶向药以及免疫治疗后,需要及时评估疗效,监测耐药情况。


目前临床上应用的癌胚抗原、组织多肽抗原等肿瘤标志物检测往往特异性较低,且经常会导致许多患者已经出现复发、转移,但肿瘤标志物水平依然正常的情况。而传统影像学检查存在灵敏度低,时间滞后性等局限,通常难以鉴别出早期的复发肿瘤病灶,往往能够检测到时患者的全身肿瘤负荷水平已较高。因此,临床上需要具备高灵敏度与特异性的肿瘤复发监测手段,在肿瘤复发早期即可及时、准确地发现复发转移征兆,并对其进行干预以提高患者的预后和生存率。

来源:文献检索、沙利文分析


肿瘤MRD动态监测的临床意义分析

在真实临床世界中,MRD动态监测可在术后长期监测肿瘤复发或转移风险。Zhang等于2022年在Cancer Discovery中发表的论文证实,当患者在术后每3到6个月的MRD检测结果长期保持阴性,其不复发的概率达到96.8%,说明持续的MRD阴性结果几乎可以代表该患者已经得到治愈。Li等于2021年发布“MRD监测在早期肺癌复发风险分层和复发监测中的价值”研究,对I-IIIA期可手术NSCLC患者围手术期ctDNA状态动态评估结果显示,术后任一时间评估为阳性的患者,RFS和OS均显著劣于持续阴性的患者。相比于影像学检测ctDNA动态监测能更早提示肿瘤复发,中位提前8.71个月。


其次,MRD检测结果可以为医生提供更多决策支持。若患者的MRD检测结果为阴性,则表示手术较为成功,医生可以考虑暂缓免疫辅助治疗,在减少治疗副作用的同时,还能减少治疗成本,使医疗资源可以有效分配。另一个方面,MRD动态监测能够准确评估治疗方案的预期效果,监测疾病的进展,辅导临床治疗方案的调整。当一位长期用药患者MRD结果持续呈阴性,则医生可考虑开启药物假期,从而减少药物副作用,降低患者耐受性。

来源:公开信息、沙利文分析


MRD检测在血液肿瘤领域的应用分析

MRD检测在血液肿瘤领域的应用已经相对成熟,主要集中在急性髓系白血病、急性淋巴细胞白血病、多发性骨髓瘤三种类型。血液肿瘤的复发检测技术经历了传统的形态学评估、流式细胞术、影像学评估以及分子生物学评估等阶段,目前常用的MRD检测技术包括流式细胞术、PCR技术和NGS技术。


《蓝皮书》梳理了血液肿瘤领域中各个检测技术的适用情况以及特点,更多详细内容可参见完整版报告。


MRD检测在实体瘤领域的应用分析

ctDNA是实时评估MRD以及肿瘤复发风险的一种动态生物标志物,在实际的临床开发中,基于ctDNA的MRD检测面临的主要壁垒,包括检测技术不够灵敏、Panel设计难度高、检测阶段受限以及检测类型受限。

来源:公开信息、沙利文分析


《蓝皮书》梳理了实体瘤MRD检测的技术路线——肿瘤知情分析(Tumor-informed)和肿瘤不知情分析(Tumor-agnostic)之间的差异化特点。同时,国内分子诊断企业陆续推出MRD动态监测产品,主要聚焦在实体瘤领域,《蓝皮书》纳入了部分国内企业在肿瘤MRD动态监测领域的布局情况,更多详细内容可参见完整版报告。


肿瘤复发监测行业发展趋势分析

《蓝皮书》对肿瘤复发监测行业发展趋势的展望基于MRD检测的业务链延伸、数智化升级以及与健康管理服务升级这三个方向展开。此外,《蓝皮书》呈现了肿瘤复发监测的市场规模的变化情况与未来发展趋势,更多详细内容可参见完整版报告。


4

肿瘤分子诊断领域资本市场表现

《蓝皮书》梳理了肿瘤分子诊断赛道2019年至2023年期间国内企业融资情况包括轮次、规模以及投资方等,更多详细内容可参见完整版报告。


5

肿瘤分子诊断领域部分公司介绍


博尔诚

博尔诚创立于2006年,秉持着“博施于民 诚信于众”的初心,以表观遗传学为核心,基因组学、蛋白组学等多组学为辅助,深耕癌症、心脑血管病、传感染性疾病等重大疾病早发现、早诊断、早干预领域(下称“三早”),已实现IVD试剂、设备、检验服务等多元化应用落地,致力于打造重大疾病“三早”产业龙头,让更多人远离重大疾病。


锐翌生物

锐翌生物是一家专业从事肿瘤精准检测的企业,目前已在杭州、青岛、湖南设立分部。锐翌生物致力于超早期、精准安全、依从性好的肿瘤早检产品研发以及检测流程的全面自动化、数字化升级,旨在为各大医院、体检中心、终端客户等提供更高效、更专业、更精准的医学服务。旗下核心产品常易舒®结直肠癌早期无创检测产品,凭借优异的产品性能和严格的临床验证,在市场中得到广泛应用。


桐树基因

桐树基因成立于2016年,是一家以科技创新为核心、专注于肿瘤基因诊断研发、生产、销售的高科技企业。总部位于上海宝山城工科技绿洲,已分别在上海和常州设立符合国际标准的医学临检中心和GMP标准的生产中心。桐树基因始终坚持“创新·为肿瘤患者创造价值”的宗旨,依托“多平台布局”策略,以NGS微量建库技术为核心壁垒的基因检测服务、以肿瘤基因组学标本库为基础的大数据转化研究中心构筑了竞争优势,已发展成为肿瘤精准分子诊断行业的领军企业。


雅康博

雅康博成立于2004年,品牌源于清华大学,是国内最早一批致力于“肿瘤个体化治疗”相关分子诊断试剂研发、生产和提供肿瘤精准分子检测服务的国家高新技术企业。雅康博同时具备相关体外诊断产品生产、经营以及独立第三方医学检测资质,能够提供包括癌症早期筛查、疾病诊断、药物选择、疗效检测、预后评估等覆盖癌症全周期的诊断产品与检测服务。


《蓝皮书》对肿瘤分子诊断领域部分公司进行介绍,包括公司简介、发展历程、技术平台、在研产品、核心优势等,更多详细内容可参见完整版报告。


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