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液体活检将如何改变癌症诊疗?微流控技术推动技术突破

来源:基因谷 2018-07-23 11:54


小编推荐会议:2018液体活检新技术与临床应用论坛 

 

液体活检:强大的癌症诊疗新手段,蕴含巨大的市场机遇

癌症,已成为现代社会日益关注的新焦点。人口老龄化、生活方式以及环境等多种因素正推动癌症高发。根据世界卫生组织的数据,全球范围内1/6的人口死亡源自癌症,大约有1/2的人会在整个生命周期中引发各种各样的癌症。癌细胞是基因发生突变的细胞;为了研究每种癌症的机理并确定最合适的诊疗方法,这些癌细胞都需要进行分析研究。

据麦姆斯咨询介绍,传统的活检方法,需要通过侵入性手术获取肿瘤的部分组织。然而,这些方法成本高昂,且对于患者来说非常痛苦,因而无法进行定期常规操作,以监测肿瘤发展,提高长期的诊疗效果。现在,“液体活检”技术的出现,使我们得以摒弃过去的侵入性分析方法。

事实上,只需要收集病人的少量血液,其中相关的生物标记物便能够提供关于患者癌症状况的有用信息。很多公司正在开发相关技术,以收集、分离和分析扩散到血液系统中的循环肿瘤DNA(ctDNA)和循环肿瘤细胞(CTC)。

液体活检可以分析循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA和细胞外囊泡

得益于这些新方法,不仅能够非侵入性地诊断癌症,还可以了解每位患者的分子机理,选择并开发定制化的治疗方法,监测治疗效果(以及耐药性),以及针对疾病复发进行筛查。有些公司甚至还在研究癌症的早期筛查,尽管这是更加长期的一类应用。

因此,液体活检有潜力应用于癌症治疗的各个阶段,挽救更多生命,并降低医疗成本。其市场潜力巨大,相关市场已经很大,并正飞速的增长。根据本研究报告内容,液体活检市场规模将从2017年的17亿美元增长至2023年的78亿美元,2017~2023年期间的复合年增长率可达29%。这包括了硬件(系统和设备)和试剂的销售,以及CTC和ctDNA应用的相关服务营收。

改变癌症诊疗规则的液体活检

百家争鸣的厂商和商业模式

研究肿瘤细胞DNA的变异情况并不容易,需要很多不同的设备和技术。从生物标记物的富集和分析,到突变谱的生物信息学分析,这条产业链很长,涉及的厂商很多。本报告明确了产业链各个层级的所有厂商,明晰了每一环的佼佼者,并详细介绍了它们的市场价值点,以及液体活检技术的发展是如何引爆下游分析设备市场的,如测序和数字PCR等。本报告还介绍了ctDNA和CTC的差异和互补性,Yole分析师解释了为什么CTC还没有开始大量吸引投资,此外,得益于近期的技术发展,这一状况将会如何改变。

事实上,ctDNA厂商自2010年以来已经吸引了超过37亿美元投资,而CTC厂商则仅融资2.8亿美元。在营收方面,ctDNA厂商也同样占据了显着的优势。这主要源自商业模式的差异:大多数ctDNA厂商在它们自己的CLIA(美国临床实验室改进修正案)实验室,利用自己开发的方法进行测试,无需FDA(美国食品药品监督局)的核准。此外,ctDNA的另一个优势,是DNA相比活体细胞更容易存储和运输。相比之下,大部分CTC厂商则开发直接销售给终端用户的仪器设备及耗材。

然而,这些CTC分离应用的大部分仪器仍仅用于研究阶段,因为FDA在核准它们的临床应用前,仍需要更多的证据从患者的存活率来证明CTC分析的优势。这就至少部分解释了,为什么CTC厂商在营收方面会落后于ctDNA厂商。幸运的是,得益于近期的技术发展,以及越来越多的文献证明了CTC分析的价值(事实上,完整的活体细胞比DNA序列携带了更多的信息),这种情况或将很快有所改观。

2017年液体活检市场生态系统

微流控技术推动技术突破

得益于微流控技术的发展,液体活检工作流程中的多个步骤得以实现。从分离到下游分析,微流控器件无处不在。CTC富集和分离系统的一个重要部分就依赖于将CTC从其它血细胞中分离的微流控器件。这些微流控器件利用了细胞的物理性质,例如尺寸、形状、可变形性和介电性质等。

Angle plc、Celsee、Clearbridge Biomedics以及Vortex Biosciences等重要厂商都依赖微流控技术。这些微流控方案可用于广泛的细胞,实现低成本、高通量捕获。此外,下游分析解决方案在许多情况下也需要依赖微流控技术:Illumina、Ion Torrent等公司的DNA测序仪使用了微流控来流动细胞,其他如Bio-Rad、Stilla Technologies和RainDance(已由Bio-Rad收购)的液滴数字PCR等技术也采用了微流控技术。

所有这些最先进的技术都需要依赖创新的微流控硬件,实现了更复杂的分析功能,从而为癌症诊疗带来了实际改善。在本报告中,Yole重点关注了液体活检工作流各个阶段的微流控技术。(生物谷Bioon.com)

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