2017年我国体外诊断行业发展现状及市场规模预测

  体外诊断是指在机体外,通过实验方法对包括但不限于“血液、体液、分泌物、组织、毛发”等机体成分以及附属物进行检测,从而获取疾病预防、诊治、监测、预后判断、健康及机能等数据的一种辅助治疗手段,是目前诊断学的重要组成部分,也是发展最为活跃的部分。临床治疗决策主要依赖于诊断结果,临床应用贯穿于初步诊断、 治疗方案选择、 有效性评价、 确诊治愈等疾病治疗全过程,而临床上疾病诊断主要依靠体外诊断完成。

   一、体外诊断在临床上的作用

   按检验原理或检验方法, 体外诊断主要包括生化诊断、 免疫诊断、 分子诊断、微生物诊断、尿液诊断、凝血诊断、细胞学诊断等,其中生化诊断、免疫诊断、分子诊断是体外诊断主要的三大领域,具体技术原理如下:

   1、生化诊断

   生化诊断是指有酶反应参与、或者抗原抗体反应参与,主要用于测定酶类、糖类、脂类、蛋白和非蛋白氮类、无机元素类等生物化学指标、机体功能指标或蛋白的诊断方法。临床生化诊断是最早实现自动化的检测手段,也是目前最常用的体外诊断方法之一,主要应用于医院的常规检测项目,是医疗检测的基本组成部分。

   2、免疫诊断

   免疫诊断是利用抗原与抗体结合时发生特异性反应的原理进行测定的诊断方法,可分为放射免疫、胶体金、酶联免疫、时间分辨荧光、化学发光等产品,主要应用于传染性疾病、内分泌、肿瘤、药物检测、血型鉴定等。该诊断方法根据产品的不同, 特点也有所不同, 例如酶联免疫诊断产品灵敏度较低, 特异性差,但是成本低,在目前中小医疗机构中仍有较广泛的应用;而化学发光免疫诊断产品灵敏度高、特异性强,相比普通酶联免疫诊断产品,可以用于半定量和定量分析,因此是大型医疗机构主要的免疫诊断方法,也是免疫诊断的重要发展方向。

   3、分子诊断

   分子诊断是体外诊断的重要领域之一,同时是体外诊断行业中技术要求较高、发展较快的子行业。

   分子诊断是应用分子生物学方法检测患者体内遗传物质或病毒和细菌遗传物质的结构或表达水平的变化,并依据检测结果做出诊断的技术,是预测诊断的主要方法,检测物质主要是 DNA、RNA 和蛋白质。相较目前技术已十分成熟的生化诊断和技术水平日趋成熟的免疫诊断,分子诊断要求更高的技术水准。

   核酸分子诊断是分子诊断的主要组成部分,指对受检对象 DNA、RNA 片段基因序列的检测,根据检测结果对疾病作出诊断。核酸分子诊断涉及 PCR 扩增、分子杂交、生物芯片等分子生物学中的高尖端技术。分子诊断在临床上起初应用于传染病诊断和器官移植分子配型。随着技术的不断成熟,分子诊断逐渐应用于遗传病、肿瘤的早期筛查与诊断,应用范围不断拓宽。未来,分子诊断将逐步应用于大规模人群疾病筛查和人类基因库的建立。

   二、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策

   由于分子诊断行业属于医疗器械行业下属的体外诊断行业,因此,分子诊断行业基本依照医疗器械行业来监管,其行业主管部门、监管体制及主要法律法规都与医疗器械行业基本一致。

   1、行业主管部门

   分子诊断行业的行政主管部门为中华人民共和国国家发展和改革委员会、 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会、 卫生部临床检验中心和国家食品药品监督管理局。 分子诊断行业的自律性组织为中国医疗器械行业协会医用高分子制品分会下设的体外诊断系统专业委员会(简称“IVD 专委会” ) 。行业主管各部门的具体职责如下:

中国分子诊断行业主管部门及其主要职责

   三、行业发展概况

   1、全球分子诊断行业发展现状

   由于分子诊断技术可针对产生疾病的相关基因进行准确诊断,又可以在发病前对疾病易感性做出预估, 相较于其他体外诊断技术具有速度更快、 灵敏度更高、特异性更强等优势, 因此, 分子诊断不但可以广泛应用于传染性疾病、 血液筛查、遗传性疾病、 肿瘤分子诊断等领域, 还能在部分应用领域替代其他体外诊断技术,成为体外诊断技术中重要的研究和发展方向。

   广泛的应用领域促进了分子诊断行业的快速发展,目前全球分子诊断市场规模不断扩大。 根据研究机构KALORAMA INFORMATION发布的 《The Worldwide Market for In Vitro Diagnostic Tests 10th》 ,2016 年全球体外诊断市场将达到 60.49亿美元,未来五年将保持 4%的符合增长率,到 2012 年,全球体外诊断市场规模或达到 72.31 亿美元。在体外诊断行业众多细分市场中,分子诊断市场增长率高于体外诊断整体市场,随着分子诊断行业的快速发展,分子诊断在全球体外诊断市场的占比亦将随之增长,将由 2016 年的 10%上升至 2021 年的 11%。

   2、全球分子诊断行业发展趋势

   (1)分子诊断成为个性化医疗的利器

   鉴于个体遗传基因的差异性, 相同药物对不同个体的治疗效果和安全性差异明显。分子诊断是针对人体内 DNA 结构及表达水平的变化而做出的诊断,旨在提高医疗机构对不同个体的治疗效果,因此分子诊断是个性化医疗的起点,也是未来医疗界的发展趋势。以美国为例,目前已有 70 余种药物经美国食品和药物管理局批准贴上了遗传标签, 用于指示不同药物对不同 DNA 的患者的应用疗效和毒性作用,进而实行个性化医疗。

   (2)分子诊断在克服耐药性治疗和研究中有其不可替代的作用

   目前在耐药性治疗和研究中, 主要采用细菌培养方法及分子诊断方法做药敏实验,但细菌培养方法耗时长,实验结果需要 2-5 天甚至更长时间才能得出,分子诊断直接针对微生物 DNA 变化而做出检测,实验结果只需几个小时,能快速发现微生物是否具有耐药性。因此,无论是在微生物耐药性机制的研究中,还是在维持抗菌药物的有用性和开发新抗菌药物的研究中, 以及克服微生物耐药性的临床治疗中,临床或研究人员都需要利用分子诊断技术进行及时、准确的判断。同理,尽管肿瘤耐药性的发生机制十分复杂,至今还未了解其本质,但是医学界比较公认是, 化疗失败主要与癌细胞对化疗药物具有或产生了耐药性或多药耐药性有关,现已发现了多种与肿瘤多药耐药相关的分子或基因。因此,在肿瘤耐药性的研究中,分子诊断具有不可替代的作用。

   (3)分子诊断行业新兴市场将逐步崛起

   随着发展中国家收入水平和生活水平的提高,全球知名体外诊断企业加大在发展中国家投资设立生产场所和营销网络。尤其是中国、巴西、土耳其、印度、俄罗斯等新兴市场国家,城镇化水平不断提高,药物、医院、医生需求持续上升,同时发展中国家对农村社区的医疗基础设施投入增加, 预计将带来更大的体外诊断市场。随着经济的发展、医疗水平的提高、医疗保障体系的完善以及国民保健意识尤其是健康体检意识增强,新兴国家的分子诊断市场将呈持续快速增长态势。

   3、中国分子诊断行业发展概况

   (1)中国分子诊断行业发展历程

   历经 20 余年发展,中国分子诊断行业大致经历了三个技术发展阶段:

   第一阶段:中国分子诊断行业发展始于 20 世纪 60 年代,80 年代出现以核酸探针的放射性核素标记、点杂交、Southern 印迹杂交和限制性片段长度多态性连锁分析为代表技术的分子诊断技术。 全国重点城市一些研究单位开始陆续建立了地中海贫血、苯丙酮酸尿症、血友病、杜兴氏肌营养不良、红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症(G-6-PD 缺乏症)等几个常见遗传病的分子诊断方法。

   第二阶段:20世纪90年代,由于PCR技术的推广应用,分子诊断技术在中国得到了较快发展,开始进入临床实验室。除单基因遗传病外,肿瘤、感染性疾病、基因多态性、多基因遗传病等也被纳入分子诊断的范围,几乎所有的实验方法都建立在 PCR 技术的基础上。

   第三阶段:90 年代后期以来,伴随着人类基因组计划的启动(1994 年)以及中国对国际人类基因组计划的正式参与(1999 年),分子诊断开始从关注单个基因转向关注整个人类基因组。而受益于 PCR 荧光技术应用及基因芯片技术的开发和推广,尤其是高通量 DNA 测序技术的突破性进展,我国分子诊断行业开始步入高速成长阶段。

   未来,随着人口老龄化进程加快、医疗制度改革的深入、国民生活水平的提高和健康保健意识的增强、 国产分子诊断关键技术的逐步掌握以及对传统诊断技术逐步覆盖等诸多因素驱动,我国分子诊断行业将迎来新一轮的发展机遇。从分子诊断行业商业环境各驱动因素来看,医疗机构、社会、消费者和企业自身为分子行业发展提供了较好的软硬件条件,分子诊断商业环境日趋成熟,将促进分子诊断行业迅速发展。

   (2)中国分子诊断行业的需求现状

   根据中国医药工业信息中心发布的《中国健康产业蓝皮书(2015)》,2014年,中国体外诊断产品市场规模约为 306 亿元,据预测,2019 年这一市场将达到 723 亿元的规模,年均符合增长率高达 18.7%。

   2014 年,免疫化学产品占据了体外诊断产品最大的市场,而分子诊断和床边诊断产品的未来市场增长潜力则更为巨大。临床生化、免疫化学、分子诊断、床边诊断、血液检测等产品各自占据了体外诊断 19%、38%、15%、11%和 4%的市场比例。以 15%占比保守估计,2019 年中国分子诊断市场规模或将达到108.45 亿元。

   (3)中国分子诊断主要应用领域及发展前景

   目前,分子诊断技术在我国感染性疾病、遗传性疾病、血液筛查、肿瘤检查等领域已经有相对成熟的运用,具体应用情况如下:

   1)分子诊断在感染性疾病检测领域的应用

   分子诊断具备灵敏度高、特异性强、可定量检查等优势,弥补了诸如生化检测、血液检测和免疫检测等传统诊断方式在感染性疾病诊断时,无法判断导致感染性疾病的病毒、细菌、衣原体、支原体和螺旋体等病原体 DNA 或 RNA 复制情况的弊端。 目前, 感染性疾病检测是分子诊断的主要应用领域, 主要应用情况如下:

   a.宫颈癌

   由于医疗卫生的不均衡发展, 加之国民尤其是农村地区人群总体预防保健意识不高,我国感染性疾病患病率逐年增加。人乳头状瘤病毒(HPV)是最常见的一种感染性病毒,其主要通过性行为传播,是引起宫颈癌的主要病因。据新华网发布的《研究表明:超过 99%的子宫颈癌患者感染过人乳头状瘤病毒》 ,在 99.7%的宫颈癌患者体内均检测到了 HPV 病毒 DNA。据国家卫生和计划生育委员会发布的《2015 中国卫生统计年鉴》数据,我国宫颈癌患病率呈现波动上升趋势,由2000年的9.6/10万人升至2014年的17.6/10万人, 年平均复合增长率达4.42%。

   随着中国宫颈癌病患的逐年增加和年轻化趋势, 根据 2000-2014 年中国宫颈癌患病率复合增长率4.42%推算, 2014年中国宫颈癌患病率预计或将达19.2/10万人。

2000-2016 年中国妇女宫颈癌患病率变化情况(1/10 万人)

   在诊断方法方面,传统上主要采用诸如巴氏涂片的细胞学检测方法,通过对宫颈细胞取样培养,经过病理学医师根据细胞形态特征做出诊断判断,具有主观性,临床敏感性仅约 80%。而分子诊断由于直接对病毒基因进行检测,因此检测结果非常客观,临床敏感性接近 100%。未来,随着妇女宫颈癌发病率逐年增多、发病年龄逐渐年轻化,以及我国对妇女健康日益重视,分子诊断产品在 HPV 领域的普及速度将逐步加快。

   b.性传播疾病(STD)

   性传播疾病(下简称“性病”)是指通过性接触传染的一系列疾病的统称。目前,我国主要的性病主要包括:梅毒、淋病、生殖道沙眼衣原体/支原体感染、尖锐湿疣、生殖器疱疹、软下疳、性病性淋巴肉芽肿、阴道滴虫病、细菌性阴道病、生殖器念珠菌病、阴虱病等,而艾滋病也是广义上的性病之一。性病传染性很强,且能引起诸如“子宫颈癌、阴茎癌、男女方不孕不育、输卵管妊娠、失明、前列腺炎、尿道炎、阴道炎、盆腔炎、死胎、早产及新生儿感染”等多种并发症和后遗症,同时也可促进艾滋病的传播,引发更大的社会健康安全问题。而由于性病早期症状普遍不明显,待患者发现时多数已形成不同程度的并发症,加之国人对性病普遍存在难以启齿、讳疾忌医的心理,未能进行及时有效治疗,近十年来我国性病患病率普遍呈快速上升趋势, 尖锐湿疣和淋病发病率虽呈下降趋势但绝对值仍居高位。另考虑到部分患者或病毒携带者因自身不知情而漏检、非正规渠道就医而错检漏检、医疗机构可能存在漏检漏报等情况,实际的性病发病率应高于目前数据,性病诊疗情况不容乐观。

2000-2016 年中国主要高发性病发病率情况


   在检测方法方面,传统上主要采取细胞形态学检测、血清检测、病原微生物培养等方式,普遍存在检测率低、周期长、特异性差等缺点。而分子诊断方法是基于各种 STD 病原体核酸层面进行检测,较传统检测方式,其敏感性提高20%-30%、特异性能够达到 98%-100%,另凭借荧光 PCR 技术和生物芯片技术,分子诊断可实现对单样本同时进行多病原体核酸检测,精准确定病原体类型,进而为治疗提供精确信息,已被世界卫生组织建议为针对 STD 的首选检测方法。

   c.病毒性肝炎

   肝炎病毒是引起急慢病毒性肝炎的主要致病原因之一,全球范围内有数亿人感染了慢性肝炎。肝炎病毒(乙型肝炎病毒 HBV、丙型肝炎病毒 HCV 等)传染性强、传播途径复杂、流行面广和发病率高,可演变为慢性肝炎、肝硬化以及肝细胞癌。据国家卫生和计划生育委员会发布的《2015 中国卫生统计年鉴》数据,我国 HBV/HCV (乙型病毒性肝炎/丙型病毒性肝炎) 患病率从 2000 年的 64.91人/10 万人口增至 2014 年的 90.25 人/10 万人口。 受益于我国政府持续开展的防治控制工作,2006-2014 年间我国 HBV/HCV 患病率稳定在 90 人/10 万人口水平上,但因病毒携带者基数庞大且病毒传染性强,过去 10 多年间其发病率始终高
居全国 28 种甲乙类法定报告传染病首位,复合增速达 2.38%,预计 2016 年中国病毒性肝炎或将达到 94.60 人/10 万人口,俨然成为严重危害国人健康的传染性疾病, 未来对 HBV/HCV 的控制形式依然严峻,国家仍需持续加大在诊断筛查、疫苗防御、疾病治疗方面的投入力度。

2000-2016 年中国病毒性肝炎发病率(1/10 万)

   在检测方法方面,传统上主要采取酶联免疫吸附试验(ELISA)针对抗原和抗体进行检测,但由于人体对肝炎病毒产生免疫应答有“窗口期” ,存在一定迟滞,对无免疫应答或免疫力低下者的检测存在较大难度,且在特异性和敏感性方面表现也不佳。而分子诊断通过核酸杂交及聚合酶链反应(PCR)等技术可对HBV/HCV 病毒进行定性、分型、半定量和定量检测。另外,新兴生物芯片技术的采用使分子诊断方式能够实现对各种肝炎病毒的型别、变异株、耐药性等情况做出准确诊断,为临床上HBV/HCV的诊断、用药、疗效判定及疾病的发生、发展与转归提供更加客观可靠的依据。

   d.人类免疫缺陷疾病(艾滋病)

   人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,下简称“HIV”)是一种感染人类免疫系统细胞的慢病毒,通过血液、精液、阴道分泌物、唾液、尿液、乳汁、脑脊液以及有神经症状的脑组织液等途径进入人体后,与细胞整合在一起,破坏人体免疫系统使各种疾病及癌症得以在人体内蔓延,最终导致至今仍无有效疗法的致命性传染病—艾滋病。据国家卫生和计划生育委员会发布的《2015 中国卫生统计年鉴》数据,我国人体免疫缺陷疾病患病率从 2000 年的 0.20 人/10 万人口增长至 2014 年的 3.3 人/10 万人口,年复合增速高达44.10%,预计 2016 年我国人体免疫缺陷疾病患病率或将达到 6.9 人/10 万人口。

2000-2016 年中国 HIV 及艾滋病发病率走势图(1/10 万)

   在诊断方式方面,艾滋病防治工作的一个重要组成部分为 HIV 感染的实验室诊断。HIV 检测包括血清检测和病原体诊断两方面,前者主要检测人体血清中的特异性抗体,后者包括病毒分离培养、病毒抗原检测、病毒核酸检测等。由于HIV高突变性和长达1至6个月的抗体检测窗口期,使得血清定性诊断有一定局限性,病毒载量测定对临床具有一定的指导意义。HIV 核酸分子诊断凭借逆转录 PCR 实验(RT-PCR)、核酸序列扩增实验(NASBA)、分支 DNA 杂交实验(bDNA) 以及实时荧光定量 PCR 技术等技术方式可用于 HIV 感染的辅助诊断、病程监控、指导治疗方案及疗效判定、预测疾病进展等方面。另外, 利用核酸分子检测方法具有高度敏感性, 对高度怀疑感染人群且抗体阴性的样品进行核酸分子检测,可及时发现窗口期感染者,有助于艾滋病的预防和传播控制。目前国内各大医院和疾病预防控制中心已开展和应用 HIV-1(HIV 分为 1 型和 2 型,1 型是目前全球流行的主要毒株)的分子检测。

   2)分子诊断在遗传性疾病领域的应用

   遗传性疾病是指因受精卵中的遗传物质(染色体、DNA)异常或生殖细胞所携带的遗传信息异常所引起的后代性状异常的疾病统称。目前,世界上发现的遗传性疾病约3000种,其中染色体病300余种,基因病2700余种。地中海贫血症(下简称“地贫”)是最常见的血液遗传病之一。据国家卫生和计划生育委员会发布的《中国出生缺陷防治报告(2012)》数据显示,我国是出生缺陷高发国家,每年 2000 多万新生儿中约有 100 万存在缺陷,30%在出生前后死亡,40%造成终生残疾,只有 30%可以治愈或纠正。在这些出生缺陷儿中,80%是由于遗传因素造成的,对人口的优生优育危害极大。

   在诊断方式方面,根据中国生育健康杂志发布的 《地中海贫血分子诊断的研究进展》,由于孕妇宫内感染弓形虫 TOX、风疹病毒 RV、巨细胞病毒 CMV、单纯疱疹病毒 HSV 等病原体是引起胎儿发育异常的主要原因,分子诊断凭借 PCR、ASPCR、PCR-ASO、RDB、FQ-PCR 和生物芯片等技术可检测孕妇羊水标本中病毒载量,作为判断是否终止妊娠的辅助指标。2012年05月,广东省人民政府发布的《广东省儿童发展规划(2011-2020 年)》(粤府[2012]54 号)提出目标:到2020年将重症地中海贫血等高危出生缺陷发生率以2010 年为基数下降50%。同年,广西启动了地中海贫血防控能力建设项目,力争到 2015 年广西重型“地贫”患儿出生率比2009年下降50%以上。此为分子诊断技术在该领域的运用提供了重要的政策保障。

   3)分子诊断在血液筛查领域的应用

   近年来,我国无偿献血队伍不断扩大,献血量持续增加。根据卫计委相关数据,全国无偿献血人次从 1998 年的 5 万人次增长到 2013 年的 1278 万人次,增长了近 256 倍。由于艾滋病、肝炎等传染病主要通过血液传播,受血者一旦输入了感染了病毒的血液,被感染的概率接近 100%,危害性极高,因此对血液安全检测拥有强烈的刚性需求。

   在检测方式方面,血液筛查传统上采用免疫诊断试剂对病毒血清进行检测,但由于病毒变异、血清转换窗口期、免疫静默期感染等原因造成免疫诊断的局限,导致运用免疫诊断方法进行血液筛查可能造成漏检,后果严重。而分子诊断由于检测效率及灵敏度高,能够有效缩短检测窗口期等优势,现逐步成为血液筛查领域的主流技术。2012 年 10 月 8 日国务院发布的《卫生事业发展“十二五”规划》(国发[2012]57 号)明确强调要完善无偿献血服务体系,加强血站血液安全保障能力建设,积极推进血站核酸检测工作,提高血站实验室检测能力,到2015年血液筛查核酸检测基本覆盖全国。我国开始于2010年的血站系统核酸检测(NAT)试点工作将在未来继续推广,根据我国的献血人次,至少将带来每年 1,200 万人份左右用于血源筛查的核酸检测试剂市场需求。

   4)分子诊断可在诸多其它领域应用

   除了在感染性疾病、遗传性疾病、血液筛查等重点领域的应用,分子诊断技术同样可以在肿瘤诊断、 器官移植、法医物证鉴定、亲子鉴定、个性化医疗、个性化用药等诸多涉及基因核酸鉴定、匹配的领域应用,拥有广阔的应用空间,可以预期随着分子诊断技术的不断成熟其应用领域和应用范围将不断扩大,未来分子诊断技术将成为生物诊断技术的核心技术。

   四、行业竞争格局和市场化程度

   随着生物医药行业的持续发展、 体外诊断技术的不断创新和应用领域的逐步扩大,我国体外诊断试剂行业已进入快速发展期。在国家政策所带来的潜在需求释放的政策红利、市场发展所带来的成长效应、行业盈利水平较高所带来的趋利效应以及国家产业政策所带来的政策拉动效应等多重因素共同驱动下, 以现代生物医药工程技术为基础的体外诊断试剂产业进入规模化、专业化、一体化的大诊断时代,逐渐形成以各个诊断技术平台为基础、以技术优势和市场优势为特征的竞争结构的市场发展趋势,体现出诊断技术与诊断服务相结合,诊断试剂、诊断器械与诊断服务一体化发展等特点。

   随着个体化医疗的推广,血液、肿瘤、遗传性疾病以及用药等个性化检测需求数量上升强劲,给分子诊断技术的市场提供了更加广阔的发展空间,以分子生物学为基础的个体化诊断技术已经成为体外诊断行业新的增长点。 分子诊断作为体外诊断的高端技术表现形态, 其对疾病的鉴定及后续治疗方案的制定具有很高的医学价值, 在对传统体外诊断方式的重要补充及部分替代方面具有巨大的市场潜力,是体外诊断行业中的新兴领域,在全球范围内均处于快速成长阶段。


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