數(shù)據(jù)庫資源
當前位置：首頁 > 權(quán)威解讀 > 數(shù)據(jù)庫資源
基因測序技術(shù)的發(fā)展、成本和技術(shù)壁壘
時間：2014-07-18 09:30:08 來源：生物探索 點擊：
忽如一夜春風來，基因測序公司在中美兩國資本市場均獲得狂熱的追捧，或許，基因測序是一個革命性技術(shù)，是一片未開發(fā)的藍海領(lǐng)域，但監(jiān)管、技術(shù)的進步?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;另一種是針對人體發(fā)病基因片段的靶向藥物，即個性化藥物。個性化藥物是利用患者信息，通常是遺傳或生物學特征，為單個患者“量身打造”的藥物。早在2009年，普華永道的一份報告就指出該掛鉤領(lǐng)域的市場價值達到了2320億美元，到2015年更是預計將達到4520億美元。以Illumina、Life Technologies公司(LIFE)等公司為代表的新的快速和具有成本效益的DNA測序技術(shù)的發(fā)展，標志著個性化醫(yī)療的時代已然來臨，但每次大的變革都會帶來行業(yè)的大洗牌，許多公司將飛速前進，而另一些則會很快消亡，因為他們的技術(shù)不再是現(xiàn)代科技的先鋒。
基因藥物的美國生存土壤
由于美國的醫(yī)療保健預算迫使人們使用更加合理和有效的藥物，想象這樣一個場景，一個醫(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)省了寶貴的治療時間，降低成本達到最大效益。
根據(jù)麥肯錫公司的數(shù)據(jù)，醫(yī)療保健費用在過去40年一直超越GDP的增長。而這一趨勢很難繼續(xù)下去—付款人(保險(放心保)公司和醫(yī)療保險/醫(yī)療補助)的越來越不愿意支付額外費用。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告表明，慢性疾病患者的相關(guān)成本正在顯著增加。該報告預測糖尿病，和阿爾茨海默氏的門診費用將在2015年和2020年間達到4000億美元，因此，就美國的醫(yī)改趨勢而言，預防用途的個性化藥物將主導市場，以抵消醫(yī)療保健預算的負擔。
在此背景下，個性化醫(yī)療和基因檢測在美國迅速找到了發(fā)展的土壤。
過去的幾年里，人類對蛋白質(zhì)組和代謝途徑的了解和認識已大大增加。醫(yī)學已經(jīng)認識到，所有的實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)。個性化藥物的最終目標是利用一個人的遺傳信息，提供最有效的治療方法，從而提高醫(yī)療效率。
事實上，醫(yī)生已經(jīng)使用個性化藥物相當長一段時間了。例如，用乳腺腫瘤表達的雌激素受體(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€性化藥物不僅加速了處理時間，也有可能減少副作用。當前醫(yī)生開的藥都是確定治療的好處會大于副作用，然而副作用也是令人不安的。在更嚴重的疾病，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?shù)?，但是，如果病人不能耐受副作用，治療必須提前結(jié)束。很多時候，這些負面效應可能會潛伏很長時間才表現(xiàn)出來。基因是DNA序列，其編碼的蛋白質(zhì)，多在藥物代謝通路中發(fā)揮重要作用。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，實現(xiàn)最佳的藥物反應。臨床上使用個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。進一步需要發(fā)現(xiàn)藥物和食物與基因及其突變的互動。
個性化醫(yī)療主要依靠基因組學的研究來預測特定病人的藥物反應，靶向治療藥物也可以屬于這一類，因為很多時候藥物的目的是針對一個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，很難獲得和運用信息的使用方法。
測序技術(shù)的發(fā)展和成本
測序技術(shù)的突破（如LifeTech的離子質(zhì)子基因測序技術(shù)），將允許快速識別不同的患者，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的路要走，難點在于臨床收集的數(shù)據(jù)，以及臨床效果。中國人口眾多，要搜集大樣本中國的醫(yī)院就是一個非常好的目的地。
這方面的專家喬納森·勞拉博士認為：“作為一名醫(yī)生和前分子遺傳學研究學者，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，通常是有針對性的同步化療結(jié)合手術(shù)。實現(xiàn)mRNA和蛋白的預測矩陣有很長的路要走，雖然可以針對測序結(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)模臨床試驗的落實，中國也很好的樣本來源。”
致力于這方面的國外領(lǐng)先的機構(gòu)，都在大力擴大和中國各地的醫(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，而且個人表現(xiàn)非常不一樣，很難想象有人花大成本去實現(xiàn)它。所以更現(xiàn)實的情況是，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基因片段和蛋白質(zhì)序列，這已經(jīng)是個性化藥物發(fā)展的最好前景了。
目前甚至相當長一段時間內(nèi)，測序技術(shù)的發(fā)展的應用仍主要在于新生兒的基因測序和圖譜分析之上，很多留學人士都愿意回國來以此創(chuàng)業(yè)。
先“吃螃蟹”的不賺錢
現(xiàn)實中相關(guān)公司如何呢?人類基因組計劃始于1990年，到目前為止，已經(jīng)圓滿完成。個性化藥物應用與醫(yī)療保健應該很快到來。但不幸的是，在投資早期仍然意味著錯誤。
Myriad(MYGN)是美國一家分子診斷公司，主要業(yè)務預測醫(yī)學、個性化醫(yī)學和臨床藥物檢測。其中最知名的測試包括用于遺傳性乳腺癌和卵巢癌的BRACAnalysis，以及用于檢測遺傳性結(jié)腸癌和其他多種癌癥 的COLARIS。但Myriad最近則被當?shù)胤ㄔ翰枚ǎ蛛xBRCA1和BRCA2基因的專有權(quán)不屬于Myriad。于是兩家競爭者Ambry和Gene-by-Gene也宣布他們將提供BRCA基因測試，包括BART基金分析。雖然Myriad對兩家公司進行了專利侵權(quán)訴訟，但毫無疑問，行業(yè)的門檻在降低，其市場領(lǐng)導者的測試將繼續(xù)受到競爭對手的挑戰(zhàn)。此外，政府的舉措將繼續(xù)蠶食以DNA測序為基礎(chǔ)的診斷業(yè)務的利潤。
雖然這類基因檢測技術(shù)已經(jīng)非常成熟，且應用廣泛，但也逐漸顯現(xiàn)出專業(yè)化和專業(yè)認證的趨勢。比如近期基因檢測買方公司信諾決定，他們不會支付任何BRACAnalysis測試的費用，除非由一個委員會認證的遺傳學家親自檢測，必須是由經(jīng)過獨立專業(yè)訓練的遺傳學專業(yè)，如醫(yī)學遺傳學家或顧問且擁有美國遺傳學委員會認證的檢測實驗室。
在美國，只有2700個認證的遺傳學顧問，以及1400位被認證的遺傳學家，其中有近四分之三在醫(yī)院工作，有近一半工作在大型學術(shù)中心。信諾公司的舉動意味著，患者的檢測必須求助于學術(shù)機構(gòu)。目前，一些學術(shù)中心已宣布計劃開始BRCA基因的內(nèi)部測試。另外，F(xiàn)DA歸類分子診斷測試(MDX)為外診斷醫(yī)療器械。這些測試都需要經(jīng)過FDA的復雜和高難度評估，評估過程中需要由專家了解測試的復雜性。
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證的傳學家或顧問。第三方公司像信諾公司一旦停止向非認證遺傳學家的BRCA測試購買服務。那么像Myriad公司就將受到來自這方面的業(yè)務壓力。
真正的壁壘是“大數(shù)據(jù)庫”和高端人才。
必須承認，這個行業(yè)仍然存在很高的技術(shù)壁壘。換句話說，基因檢測手段很成熟，很多實驗室都能實現(xiàn)，然而檢測結(jié)果的解讀卻非常困難，因為這依賴于基于大數(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結(jié)果。如果其他公司不被允許在BRCA基因測試中使用Myriad的私有數(shù)據(jù)庫，這道屏障和戰(zhàn)略優(yōu)勢將非常顯著。當然，隨著時間的推移這種優(yōu)勢會慢慢減弱，但是無論如何，這從側(cè)面說明了數(shù)據(jù)庫在基因檢測中的核心作用。
一些主做基因檢測試劑盒的跨國公司的轉(zhuǎn)型的事實非常有說服力，據(jù)悉它們已經(jīng)開始把未來的業(yè)務重點放在了基因信息學之上，雖然短時期內(nèi)還未能帶來任何利潤，但已經(jīng)成為“行業(yè)進化”中的必須環(huán)節(jié)。臨床驗證是在需要大量的時間和金錢花費，而更廣泛的驗證才能構(gòu)建真正的數(shù)據(jù)庫，因為這些新設備和新技術(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，很多國家的醫(yī)院醫(yī)生并沒有更多的遺傳性和信息學知識，對遺傳密碼更是一無所知。
