如何使基因測(cè)序更好地服務(wù)于我國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)療

■文/柴映爽

柴映爽，前Life Technologies（現(xiàn)為賽默飛公司收購(gòu)）公司全國(guó)臨床與科研事業(yè)部銷售總監(jiān)、前賽默飛公司全國(guó)臨床市場(chǎng)戰(zhàn)略總監(jiān)。

基因測(cè)序和精準(zhǔn)醫(yī)療是近年來(lái)討論很熱的兩個(gè)概念。這兩個(gè)詞之所以能聯(lián)系到一起，主要是因?yàn)樵絹?lái)越多與疾病有關(guān)的基因得到確認(rèn)，而更加個(gè)性化診療的需求，正在對(duì)傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)模式提出挑戰(zhàn)，同時(shí)技術(shù)進(jìn)步導(dǎo)致基因測(cè)序成本大幅降低，使得人們看到了它應(yīng)用于臨床診療的前景。在美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院（NIH）2015年頒布的精準(zhǔn)醫(yī)療白皮書(shū)中，將精準(zhǔn)醫(yī)療定義為“一種新興的綜合考慮到居民基因、環(huán)境、生活方式等變量的疾病預(yù)防和治療手段”。關(guān)鍵詞為基因測(cè)序、腫瘤、個(gè)性化。國(guó)內(nèi)的精準(zhǔn)醫(yī)療盡管被列進(jìn)了“十三五”規(guī)劃，但一直沒(méi)有一個(gè)官方的解釋。

當(dāng)代醫(yī)學(xué)的診斷治療主要以西醫(yī)的解剖學(xué)為基礎(chǔ)發(fā)展而來(lái)，基因似乎可以超越解剖形態(tài)學(xué)的框架，在另一個(gè)維度上來(lái)解釋和揭示疾病發(fā)生發(fā)展的變化。但是，由于基因測(cè)序相關(guān)技術(shù)還不夠完整豐富，基因異常與疾病發(fā)生也不完全是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此目前更多還是作為傳統(tǒng)診斷的補(bǔ)充優(yōu)化。人類基因組的奧秘尚未完全揭開(kāi)，基因測(cè)序的結(jié)果常常將明確和不明確的基因信息混雜，如何在診療過(guò)程中根據(jù)人文、倫理、政策、經(jīng)濟(jì)等因素，平衡有用和無(wú)用信息，并確保這些信息的準(zhǔn)確可靠，是目前基因測(cè)序在推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展時(shí)需要解決的自身問(wèn)題。

國(guó)內(nèi)基因測(cè)序市場(chǎng)的現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)的基因測(cè)序公司大部分以中下游應(yīng)用開(kāi)發(fā)為主，以臨床方向居多，如腫瘤、孕前篩查、產(chǎn)前篩查、胚胎移植前診斷/篩查（PGD/PGS）、新生兒遺傳病、血液病等。其他的臨床領(lǐng)域，還有待推動(dòng)和基因測(cè)序結(jié)合。近年來(lái)國(guó)家注重科技創(chuàng)新，大量資金進(jìn)入一級(jí)市場(chǎng)尋找標(biāo)的，客觀上也為基因測(cè)序產(chǎn)業(yè)注入了充足的血液。國(guó)內(nèi)的基因測(cè)序公司可謂正處于群雄并起、逐鹿天下的時(shí)代。

無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查已經(jīng)由幾家拿到國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA）注冊(cè)證的公司形成較為清晰的市場(chǎng)格局，接下來(lái)打破這一市場(chǎng)格局的機(jī)會(huì)在于更換平臺(tái)和增加檢測(cè)內(nèi)容。目前，很多公司集中在腫瘤領(lǐng)域，遠(yuǎn)較做無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查的公司為多。腫瘤市場(chǎng)有很大的想象空間，然而，市場(chǎng)能否持續(xù)增長(zhǎng)還受限于上市藥物。

產(chǎn)業(yè)界推動(dòng)了基因測(cè)序市場(chǎng)，但單靠產(chǎn)業(yè)界推動(dòng)的話是存在問(wèn)題的。在中國(guó)的國(guó)情下，臨床醫(yī)生的科研壓力很大，因此，當(dāng)基因測(cè)序公司以科研角度切入醫(yī)院合作的時(shí)候，醫(yī)院普遍比較歡迎。但是，當(dāng)這些公司想將業(yè)務(wù)擴(kuò)展到常規(guī)臨床診斷時(shí)，面對(duì)原客戶的定位轉(zhuǎn)變、復(fù)雜的醫(yī)院環(huán)節(jié)、臨床流程的多樣性、商業(yè)代理的關(guān)系處理等，往往不如傳統(tǒng)的醫(yī)療行業(yè)公司那么得心應(yīng)手，對(duì)業(yè)績(jī)的增長(zhǎng)缺少可持續(xù)的有效策略。精準(zhǔn)醫(yī)療是基因測(cè)序的主要目標(biāo)市場(chǎng)，市場(chǎng)不能擴(kuò)大的話，可能會(huì)導(dǎo)致這個(gè)行業(yè)很多公司出現(xiàn)“B輪死”“C輪死”的現(xiàn)象，對(duì)國(guó)內(nèi)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展會(huì)帶來(lái)短期的陣痛。

如果對(duì)醫(yī)生做一個(gè)調(diào)查會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多醫(yī)生聽(tīng)說(shuō)過(guò)基因測(cè)序，但是對(duì)技術(shù)原理并不了解，不明白各家測(cè)序公司的測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)量為何會(huì)有差異。大部分醫(yī)生對(duì)市場(chǎng)上各家基因測(cè)序公司的臨床檢測(cè)產(chǎn)品，其實(shí)很難有力。這里面反映出的事實(shí)是，首先，行業(yè)缺少能區(qū)分產(chǎn)品好壞的官方標(biāo)準(zhǔn)，醫(yī)生只能依靠自己的直觀感受，或是對(duì)公司的好惡程度來(lái)判斷。其次，樣本外送檢測(cè)的模式并不利于對(duì)醫(yī)生的學(xué)術(shù)教育。第三方臨床檢驗(yàn)中心的公司出于成本考慮，一般不會(huì)專門(mén)建立專業(yè)隊(duì)伍對(duì)床醫(yī)生進(jìn)行專業(yè)推廣，委托第三方如傳統(tǒng)醫(yī)藥代表來(lái)做這方面的工作，但這類非自建的團(tuán)隊(duì)在基因這個(gè)領(lǐng)域的專業(yè)度明顯不足。醫(yī)生一旦碰到檢測(cè)結(jié)果有疑問(wèn)時(shí)，缺乏及時(shí)的技術(shù)服務(wù)支持。第三，目前的高通量測(cè)序儀并非一體化儀器，從樣本到最終報(bào)告結(jié)果涉及提取、建庫(kù)、優(yōu)化、上機(jī)、生信分析、數(shù)據(jù)判別等，步驟環(huán)節(jié)過(guò)多導(dǎo)致流程質(zhì)控難以標(biāo)準(zhǔn)化，不同檢測(cè)機(jī)構(gòu)所做出的檢測(cè)結(jié)果有可能不完全一致，碰到這種問(wèn)題時(shí)，醫(yī)生很難去分析各環(huán)節(jié)對(duì)最終檢測(cè)結(jié)果的影響程度。

在一個(gè)真正的精準(zhǔn)醫(yī)療市場(chǎng)中，臨床醫(yī)生必須是將基因測(cè)序應(yīng)用于臨床的主體。只有臨床醫(yī)生才能最先意識(shí)到技術(shù)與臨床之間存在的缺口，但是，前提是他們必須對(duì)基因測(cè)序的技術(shù)不斷提高。令人興奮的是，圍繞基因測(cè)序在臨床中的應(yīng)用一直有很多討論。早期多數(shù)是討論基因檢測(cè)的結(jié)果對(duì)診斷和治療有何意義，近年來(lái)則主要圍繞著標(biāo)準(zhǔn)如何建立和統(tǒng)一，待這一問(wèn)題解決之后，下一步討論的內(nèi)容則可能是如何強(qiáng)化服務(wù)體系，如患者的咨詢、用的支付、流程的縮短、息的更新等。這些都越來(lái)越需要大量臨床醫(yī)生的參與。

可以看到，若要使基因測(cè)序能進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)的精準(zhǔn)醫(yī)療市場(chǎng)，應(yīng)用主體需要落實(shí)在醫(yī)院。產(chǎn)業(yè)界需要轉(zhuǎn)換為輔助推動(dòng)角色，從前期的技術(shù)教育臨床轉(zhuǎn)為后期的臨床引導(dǎo)研發(fā)，基因測(cè)序需要從神秘變得簡(jiǎn)單。這個(gè)方面的推動(dòng)需要有政策做適當(dāng)引導(dǎo)。

基因測(cè)序在中國(guó)臨床需要解決的問(wèn)題

技術(shù)與政策如何協(xié)調(diào)發(fā)展

技術(shù)革新的目標(biāo)是為了降低現(xiàn)有成本。基因測(cè)序這些年能夠發(fā)展，主要得益于成本的下降。目前，這一技術(shù)的主要推動(dòng)者仍是Illumina公司，另一家賽默飛（Thermo Fisher）公司則在具體應(yīng)用落地方面更加有經(jīng)驗(yàn)。

高通量測(cè)序儀的試劑都不通用，儀器廠家可以通過(guò)調(diào)整試劑價(jià)格來(lái)影響中下游。若要使我國(guó)患者真正受益于新技術(shù)帶來(lái)的成本下降，產(chǎn)業(yè)界對(duì)上游儀器的開(kāi)發(fā)必不可少。Illumina公司推出的大通量測(cè)序平臺(tái)如X10、Novaseq系列雖然能夠降低單個(gè)樣本的測(cè)序成本，但這一成本下降卻是以必須同時(shí)運(yùn)行更多樣本為前提的，這一點(diǎn)并不符合以醫(yī)院為主體開(kāi)展基因測(cè)序診斷時(shí)的需求。醫(yī)院需要的是通量靈活可控、操作步驟較少、運(yùn)行時(shí)間較短、報(bào)告簡(jiǎn)單明了的診斷設(shè)備，這樣才能提高整個(gè)診療流程的效率。國(guó)內(nèi)近年來(lái)研發(fā)上游儀器平臺(tái)的創(chuàng)業(yè)公司明顯增多，華大基因、瀚?；?、華因康等公司也都推出了自己的原創(chuàng)高通量測(cè)序儀，雖然還面臨技術(shù)細(xì)節(jié)改進(jìn)和商業(yè)經(jīng)營(yíng)能力的壓力，但對(duì)于改善未來(lái)整個(gè)國(guó)內(nèi)的基因產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境是一個(gè)正面的促進(jìn)。

造機(jī)器殊為不易。高通量測(cè)序儀的工作環(huán)節(jié)涉及很多技術(shù)難點(diǎn)。例如，測(cè)序讀長(zhǎng)跟聚合酶的活性保持時(shí)間密切相關(guān)，但擁有制造高質(zhì)量酶的先進(jìn)技術(shù)的公司并不多。測(cè)序前的聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）會(huì)引入堿基錯(cuò)誤并隨循環(huán)數(shù)而累積，但這一流程很難更改。信號(hào)采集的速度會(huì)影響整體測(cè)序的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，如何提高采集速度和優(yōu)化圖像文件需要非生物行業(yè)的基礎(chǔ)。上游儀器開(kāi)發(fā)的風(fēng)險(xiǎn)高、投入大、周期長(zhǎng)，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)資本要求苛刻。如果政策上有精準(zhǔn)調(diào)整，無(wú)疑是產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)心針。

目前，高通量測(cè)序儀還屬于CFDA三類醫(yī)療器械的范圍。三類醫(yī)療器械一般是“植入人體；用于支持、維持生命；對(duì)人體具有潛在危險(xiǎn)，對(duì)其安全性、有效性必須嚴(yán)格控制的醫(yī)療器械”，高通量測(cè)序儀是否一定符合這一點(diǎn)，頗值得商榷。CFDA已將一代Sanger測(cè)序儀劃為二類，F(xiàn)DA也將高通量測(cè)序儀作為二類管理。如果能夠?qū)⑽覈?guó)自主研發(fā)的高通量測(cè)序儀改為二類，相關(guān)試劑盒繼續(xù)按三類執(zhí)行，定有助于國(guó)內(nèi)的儀器研發(fā)企業(yè)減輕前期負(fù)擔(dān)，激勵(lì)更多的儀器創(chuàng)新。

政策的明確有助于整體市場(chǎng)的擴(kuò)大。2014年，幾家高通量測(cè)序的無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前篩查試劑盒獲批后，像華大基因、貝瑞和康等廠家的銷售量增長(zhǎng)都超過(guò)了100%。但是，CFDA之后再?zèng)]有批準(zhǔn)過(guò)任何試劑盒上市。究其原因，還是因?yàn)楦咄繙y(cè)序這一技術(shù)與現(xiàn)行注冊(cè)法規(guī)適合的產(chǎn)品特征存在不相容之處。例如，有些遺傳性的疾病基因明確，但難以確定熱點(diǎn)突變，需要進(jìn)行全外顯子測(cè)序或是更為經(jīng)濟(jì)有效的醫(yī)學(xué)全外顯子測(cè)序，但在注冊(cè)報(bào)證時(shí)找不到合適的法規(guī)。生物信息分析軟件更新，或變異判定所使用的參考數(shù)據(jù)庫(kù)本身在更新，按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)可能產(chǎn)品就要重新報(bào)證。

一個(gè)進(jìn)展是，國(guó)內(nèi)近期或許會(huì)有腫瘤領(lǐng)域的基因測(cè)序試劑盒得到批準(zhǔn)。這一類申報(bào)的試劑盒均為基因數(shù)量較少的檢測(cè)面板（panel）。但是需要看到，對(duì)癌癥治療的革新還是要通過(guò)多基因的大panel來(lái)進(jìn)行，因此即便小panel被批準(zhǔn)，也不可能禁止多基因的大panel存在。否則，企業(yè)為注冊(cè)小panel付出的大量成本可能得不到足夠的回報(bào)。因此，政策最好能選某一類細(xì)分的適用患者人群，對(duì)小panel有一個(gè)明確的范圍保護(hù)。

FDA雖然批準(zhǔn)了Foundation Medicine和紀(jì)念斯隆·凱特琳癌癥中心的腫瘤多基因檢測(cè)，但仍然限制在廠家自己的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，本質(zhì)上還是一種實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)測(cè)試（Lab Development Test，LDT），并非可以供各家使用的試劑盒。國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有這種情況，但不排除CFDA以FDA作為借鑒。國(guó)內(nèi)即便有這種形式獲批，對(duì)廠家的業(yè)務(wù)實(shí)際提升也很有限。

對(duì)于政策來(lái)說(shuō)，很多細(xì)節(jié)的處理也會(huì)影響監(jiān)管效果。比如說(shuō)細(xì)胞游離DNA（Cell free DNA）測(cè)序樣本的運(yùn)送，需要可靠的方式保證運(yùn)輸過(guò)程中血液樣本的新鮮，在對(duì)臨床檢驗(yàn)中心的監(jiān)管方面還存在困難。又比如Q30通常用于測(cè)序數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制，但是，DNA甲基化測(cè)序文庫(kù)制備困難，不同測(cè)序平臺(tái)上Q30的表現(xiàn)不一致，測(cè)序和分析質(zhì)量以最終獲得的樣本中CpG百分比含量為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)更合適。

基因測(cè)序是朝陽(yáng)行業(yè)，遠(yuǎn)未結(jié)束。未來(lái)的發(fā)展情況，一種可能是伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)性能的躍進(jìn)，生物信息學(xué)迅速簡(jiǎn)單化，使得這一技術(shù)去中心化，成為每個(gè)醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室的桌面儀器。另一種可能是出現(xiàn)物流方式和云平臺(tái)的革命，使得技術(shù)流程被分解，前期環(huán)節(jié)在醫(yī)院完成，后期環(huán)節(jié)更加大規(guī)模中心化。這兩種情況都會(huì)使醫(yī)生操作和使用基因測(cè)序更加容易，加速促進(jìn)精準(zhǔn)醫(yī)療的到來(lái)。