火石研究院 | 基因晶片-個體化用藥

臨床上同病同治不同療效的現象比比皆是，面對一些格外棘手的患者，以往醫生只能無奈地解釋為個體化差異。如今，以藥物基因組學理論和基因檢測為基礎的「個體化藥物治療」可以實現量體裁衣式的個體化給藥，它可以幫助醫生解決患者的用藥問題。 

1 介紹

基因晶片，是把大量已知序列探針集成在同一個基片(如玻片、膜)上，經過標記的若干靶核苷酸序列與晶片特定位點上的探針雜交，通過檢測雜交信號，對生物細胞或組織中大量的基因信息進行分析。

圖1：基因晶片應用領域

目前，基因晶片主要應用於醫療領域的基因表達分析、疾病診斷與治療、藥物研究等。其中，基因表達分析的具體應用包括分析基因表達時空特徵、基因差異表達檢測、發現新基因、大規模DNA測序等；疾病診斷與治療的具體應用包括遺傳病相關基因的定位、腫瘤診斷、感染性疾病診斷、耐藥菌株和藥物檢測等；藥物研究方面的具體應用包括新藥開發、對藥物的毒性評價，以及調查藥物處理細胞後基因的表達情況等。

2 產業鏈與市場容量

圖2：基因晶片產業鏈

基因晶片產業鏈分為上遊原材料行業、中遊製造行業、下遊應用市場，上遊原材料包括晶片基片、點樣樣品、探針製備等，目前原位晶片、列印晶片晶片的技術均掌握在國外公司手中（Thermo Fisher、Centrillion、Agilent）；中遊製造行業主要產品是基因晶片診斷試劑盒和基因晶片相關儀器，市場佔比分別是86%和14%，目前國內的企業大多集中在中遊；下遊應用市場主要為醫療機構、家庭、第三方診斷外包機構。

圖3：全球基因晶片市場規模

數據來源：公開數據整理

市場規模方面，2010年全球基因晶片市場規模7.6億美元；到2016年，全球基因晶片市場規模已達到61.8億美元；預計2020年將達到184億美元，2015-2020年均複合增長率為31.5%。

3 重點應用領域

3.1. 心血管疾病個性化用藥領域

心血管系統疾病主要包括高血壓、動脈粥樣硬化、冠心病、腦卒中等，是嚴重威脅人類健康和導致死亡的重要原因。目前，國內心血管患病率處於持續上升階段，現患人數2.9億，且由於心血管病導致的死亡率一直高居不下。目前臨床上常規使用的抗凝藥、抗血小板藥、降脂藥、血管擴張藥等普遍存在個體差異。隨著藥物基因組學研究的深入，開展與藥物療效相關的基因多態性檢測，可以為臨床選擇合適的藥物種類及藥物劑量提供遺傳證據，能極大地提高心血管藥物使用的安全有效性。

治療心血管疾病，有幾種重要的藥物，分別是：阿司匹林、氯吡格雷、華法林、硝酸甘油和他汀類降脂藥等。儘管這些藥物總體上對心血管疾病有著不錯的治療效果，但是，針對於不同的人，具體的情況不盡相同。

波立維(硫酸氫氯吡格雷片)是賽諾菲－安萬特和百時美施貴寶兩家公司研製的抗血小板凝集藥物，具有顯著的血小板抑制作用，可以減少心血管疾病患者心臟病發作、卒中以及死亡的風險。尤其是植入冠狀動脈內血管支架的病人，必須服用波利維長達一年左右的時間，否則可能會因為支架內血栓形成，危及生命。由於患者服用波立維後，此藥必須通過肝臟內的一種叫做CYP2C19的肝藥酶的代謝，才能轉化為具有藥效的活性狀態，進行發揮抗血小板聚集的作用，因此CYP2C19酶活性對於藥效發揮至關重要。

表1：心血管疾病個性化用藥檢測基因列表

數據來源：公開數據整理

從檢測技術路徑來說，應用於用藥領域的基因檢測來說，方式主要有三種，分別為基因晶片、PCR以及基因測序，基因晶片相比於其他方式，其特色優勢比較突出，相對於測序而言，基因晶片優勢在於檢測效率高和檢測成本相對較低；相對於PCR方法，在操作便捷性、自動化程度以及靈敏性等方面亮點突出，因此未來更具發展潛力。

表2：國內市場心血管疾病個性化用藥檢測試劑盒

 

數據來源：公開數據整理

目前，針對心血管基因個體化用藥的檢測試劑盒共有19中，其中基於PCR技術的有13種，基於基因晶片技術的有5種，基於測序技術的有1中。總體來講，主流的個體化用藥檢測技術依然是PCR技術。但是隨著基因晶片技術的不斷發展，和精準用藥滲透率的逐步提升，使用基因晶片進行個性化用藥檢測的市場需求必將快速釋放。除心血管疾病需進行個性化用藥檢測外，還有葉酸補充，哮喘用藥和各種腫瘤疾病等多種疾病均需要個性化用藥檢測。