分子诊断设计思考

背景

相比于药的研发周期长，体外诊断试剂盒更像是手游市场，是一个快速变革的红海市场。比如说从ibrutinib到Acalabrutinib，同一个靶点的二代产品要做完整个临床试验，证明安全性有效性才可以申请上市。而未来随着科学发展，某一天新的靶点与某种癌症的关系得到学界的共识，也许从试剂盒设计而言就是多增加了一套引物，产品更新迭代很快。这里小编想从产品原理分拆来看分子诊断市场。

实体瘤产品的45个基因

产品设计以目的为导向

目前基因检测产品市场主要有生殖生育，癌症，细菌病毒感染等。从收入端看，生殖生育中的产前段PGS、NIPT检测占主导。热卖产品为T21，T18，T13的染色体异常检测，相对简单，检测copy数，相应测序深度较低。第二大板块则是来自于癌症诊断板块，限于费用及目前对人类对基因的认识程度，做全基因测序的人群非常少。

大部分公司产品开发以癌症种类为导向，比如非小细胞肺癌。非小细胞肺癌的主要突变基因是EGFR，多为exon19,20位点的28个突变，这里的产品设计就为“是否发生了突变？”， 而不是“在哪里，突变成了什么？”，对应的测试手段就不是测序，做巢式ARMS PCR就可以了。

ARMS PCR原理，简单省钱的方法设计设计一套引物，分为inside和outside，突变的位点无法配对扩增，通过凝胶电泳区分PCR产品大小来做点突变判断。

讲到这里抓举一个眼前的例子，2018年1月19日，CFDA批准艾德的人类EGFR基因普通便检测试剂盒（多重荧光PCR法）作为伴随诊断试剂盒。另外，饱和染料（Eva green等）出现推进的HRM分析也是可以免做测序从而判断基因突变的方法。

除了EGFR之外，还有其他基因的突变与非小细胞肺癌相关。比如贝达396靶向的Alk，和记黄埔savolitinib靶向的c-Met。而有些基因如c-Met，并不是DNA编码区的外显子出现了突变，而是体现在蛋白质的表达量上，需测试基因的表达量。以指导临床用药为目的的大多测的是已经明确的靶点且有相对应的药物，而随着新靶点及靶向药物的增多，试剂盒里需要添加测试的基因也随着增多，测到十几个以上基因的话，就需要用到NGS测序。

而类似以上检测单个靶点或者个位数靶点都是为了明确当前的临床用药，但

如果（1）是为了疾病分险预测，则需要测试几个甚至上百个相关基因。一个比较出名的例子就是mammaprint，用的mircoarry加探针的方法测试近70多个乳腺癌相关基因的表达情况，给出不同risk评级。

如果（2）EGFR 阳性患者对厄诺替尼都无应答，需要问的是“是哪条未知通路的开启？”；或者（3）非小细胞肺癌中15%-45%的患者分型到“其他”这一栏，他们的基因或mRNA或蛋白层面的异常是否有共性？

需要的可能就是全基因组、全转录组的测试与分析，而这些解决的是未来。

创新企业的发展机会：技术上的细分领域

把基因测序拆分为上游样本处理/建库，中游测序新一代测序技术一览（市场上部分kit以“是否突变”这个目的为主，不做测序），下游测序结果分析。每个环节有不同的技术，每个技术相当于一个“零件”，零件也在不停地迭代中。需要根据待能解决的问题（目的和实验对象），挑选合适的工具进行组合，才会变得有价值。

创新企业可以选择其中一个作为切入点，比如说微流控。这是目前比较热的一个点，本质上讲是在微米尺度操纵液体的一种技术手段。可以将样品分隔在一个个微室里独立的进行反应，有液滴法（油包水，琼脂糖包水），芯片法。这也是研究单个细胞，细胞与细胞之间关系最有效的方法。那利用微流控做单细胞测序，下游需要的是单细胞扩增试剂、建库试剂、测序平台，相应的微流控公司可将各环节委托给相应的公司完成自己的产品。

最后需要加个壳

小编这里“加壳”意思是把产品做成一体化机器，配上彩色触屏和自动打印。“加壳”不仅在于更方便，而且可以某种程度的上保护这朴实无华的原理（专利），还可以卖个好价钱。

小编总结

产品也许是两个极端发展：一种是简单方便（检测基因或蛋白较少）；一种是提高深度、通量、准确度（高通量、单细胞）。目前测试集中于低通量的检测蛋白质、DNA上，而缺失中心法则中的枢纽RNA，而其中的mRNA可利用3‘端ployA富集来高通量测序。希望中国的人口优势能够促进数据库的发展，出现FMI、