【华安证券】医疗器械：伴随诊断系列报告之二-核心技术突破不断，伴随诊断迎高速发展期.pdf

2021-06-23

36页

3MB

1 靶向引领个性化医疗，基因测序方法为核心

1.1 伴随诊断样本类型

伴随诊断需要通过对样本进行基因测序等分析手段进行药物受体作用位点的确定，目前常用样本类型为组织以及体液。对组织进行分子分析的技术称为组织活检，具体是指应诊断、治疗的需要，从患者体内切取、钳取或穿刺取出病变组织，对其进行分子分析。

对肿瘤伴随诊断来说，肿瘤组织活检是获取肿瘤 DNA 的金标准。对液体进行分析的技术称为液体活检，具体是指通过对患者的体液中的分析物（CTC、cfDNA、ctDNA 等）进行分子分析，以指导患者的个性化治疗及预后，目前市面上的伴随诊断试剂盒大部分属于这一类型。

从临床应用上看，组织活检与液体活检各有优劣。虽然目前基于液体活检的肿瘤伴随诊断近年来处于蓬勃发展之中，但并非意味着其已经能取代组织活检技术，两者合作互补或许能大大提高诊断效率，减少过度治疗。随着液体活检技术不断发展，未来基于液体活检的肿瘤伴随诊断或将进一步替代组织活检技术，成为伴随诊断检测的主力军。

1.2 伴随诊断主要基因测序方法

伴随诊断是通过基因测序等手段进行药物受体作用位点的确定，随着靶向药的应用推广，伴随诊断逐步确立起指导治疗的重要地位。在伴随诊断所用检测技术中，PCR、NGS、FISH 是目前市场上应用最广泛的技术，其各有优劣，在各大伴随诊断企业中均有分布。

1.2.1 PCR

PCR（聚合酶链式反应）是一种用于放大扩增特定 DNA 片段的分子生物学技术，可以看作是生物体外的特殊 DNA 复制，其最大特点是能将微量的 DNA 大幅增加。在存在 DNA 模板、引物、dNTPs、适当缓冲液 (Mg2+) 的反应混合物中，在热稳定 DNA 聚合酶的催化下，对一对寡核苷酸引物所界定的核酸片段进行扩增，这种扩增是以模板 DNA 与引物之间的变性、退火、延伸三步反应为一个周期，循环进行，使目标 DNA 片段得以扩增。

最初的普通 PCR 技术只能通过对靶基因进行扩增，然后采用琼脂糖凝胶电泳对产物进行分析，实现简单的定性分析，这是第一代 PCR。鉴于（1）第一代 PCR 采用的核酸燃料对实验人员及环境造成较大伤害、（2）PCR 完成之后开盖检测易污染造成假阳性结果、（3）检测耗时长且操作麻烦易出错及（4）只能做定性检测，二代 PCR 得以发展并成为目前国内 PCR 技术主流。

第二代 PCR 就是荧光定量 PCR 技术（Real-Time PCR），也叫做 qPCR，是指通过应用荧光染料或荧光标记的特异性探针(如 Taqman Probe)，在 PCR 反应体系中加入荧光基团对聚合酶链反应产物进行标记跟踪，实时监控反应过程，结合软件对荧光信号进行分析，实现基因检测的定性和定量分析。qPCR 常用于传染病病原体检测，疾病耐药基因研究，药物疗效考核，遗传疾病诊断。

随着反应循环次数的增加，被扩增目的基因片段呈指数增长，通过实时检测对应的随扩增而变化荧光信号强度，求得 Ct 值，利用已知模板浓度的标准品作对照，即可得出待测标本目的基因数。由于 rPCR 定量过程通过 Ct 值间接反映，因此称为第二代 PCR。

应用荧光染料：SYBR green：在 PCR 反应体系中，加入过量 SYBR 荧光染料， SYBR 荧光染料特异性地掺入 DNA 双链后，发射荧光信号，而不掺入链中的 SYBR 染料分子不会发射任何荧光信号，从而保证荧光信号的增加与 PCR 产物的增加完全同步。

应用特异标记探针：Taqman Probe：PCR 扩增时在加入一对引物的同时加入一个特异性的荧光探针，该探针为一寡核苷酸，两端分别标记一个报告荧光基团和一个淬灭荧光基团。探针完整时，报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收；PCR 扩增时，Taq 酶的 5’-3’外切酶活性将探针酶切降解，使报告荧光基团和淬灭荧光基团分离，从而荧光监测系统可接收到荧光信号，即每扩增一条 DNA 链，就有一个荧光分子形成，实现了荧光信号的累积与 PCR 产物形成完全同步。

随着 PCR 系统的进一步发展已经对检测，一种具备较高灵敏度和特异性的数字PCR 技术开始被广泛应用于肿瘤临床检测和科学研究中。数字 PCR（Digitai PCR， dPCR）是一种新兴的核酸检测技术，通过将每个核酸分子分配到一个独立的空间内，避免选择性扩增对扩增结果的干扰，可实现核酸模板绝对定量、稀有突变检测、拷贝数变异、DNA 甲基化、基因重排等检测功能。由于数字 PCR 可以实现直接定量分析，被称为第三代 PCR。

通过稀释样品 DNA 到对应的检测孔中，经过 PCR 扩增之后，向每个孔里加入特异性荧光探针与产物杂交，然后直接计数样本中突变型和野生型等位子的数量。dPCR 常用于大量正常细胞群中检测少数含突变的细胞，主要应用于突变分析、等位基因缺失、混杂 DNA 的癌症检测等等。

1.2.2 NGS

NGS（高通量测序技术）是指通过模板 DNA 分子的化学修饰，将其锚定在纳米孔或微载体芯片，利用碱基互补配对原理，在 DNA 聚合酶链反应或 DNA 连接酶反应过程中，通过采集荧光标记信号或化学反应信号，实现碱基序列的解读，一次性可完成几十万至上百万序列的测定。

NGS 是基于 PCR 和基因芯片发展而来的 DNA 测序技术。一代测序为合成终止测序，而二代测序开创性的引入了可逆终止末端，从而实现边合成边测序。二代测序在 DNA 复制过程中通过捕捉新添加的碱基所携带的特殊标记（一般为荧光分子标记）来确定 DNA 的序列。

目前高通量测序的主要平台代表有罗氏公司(Roche)的 454 测序仪（Roch GS FLX sequencer），Illumina 公司的 Solexa 基因组分析仪（Illumina Genome Analyzer）和 ABI 的 SOLiD 测序仪（ABI SOLiD sequencer）。

由于在二代测序中，单个 DNA 分子必须扩增成由相同 DNA 组成的基因簇，然后进行同步复制，来增强荧光信号强度从而读出 DNA 序列；而随着读长增长，基因簇复制的协同性降低，导致碱基测序质量下降，目前二代最长的读长是 Miseq 的 600bp。二代测序适合扩增子测序（例如 16S、18S、ITS 的可变区），而基因组、宏基因组 DNA 则需要使用鸟枪法打断成小片段，测序完毕后再使用生物信息学方法进行拼接。

1.2.3 FISH

FISH（荧光原位杂交）是一种广泛被临床认可的检测基因拷贝数变化的方法，如果被检测的染色体或 DNA 纤维切片上的靶 DNA 与所用的核酸探针是同源互补的，二者经变性-退火-复性，即可形成靶 DNA 与核酸探针的杂交体，将核酸探针的某一种核苷酸标记上报告分子如生物素、地高辛，可利用该报告分子与荧光素标记的特异亲和素之间的免疫化学反应，通过荧光显微镜镜检，对待测 DNA 进行定性、定量或相对定位分析， FISH 技术可用来检测基因扩增、缺失及重排，如用于已知基因或序列的染色体定位、未克隆基因或遗传标记及染色体畸变的研究。

FISH 技术优势有：①荧光试剂和探针经济、安全；②探针稳定，一次标记后可在两年内使用；③实验周期短、能迅速得到结果、特异性好、定位准确；④FISH 可定位长度在 1kb 的 DNA 序列，其灵敏度与放射性探针相当；⑤多色 FISH 通过在同一个核中显示不同的颜色可同时检测多种序列；⑥既可以在玻片上显示中期染色体数量或结构的变化，也可以在悬液中显示间期染色体 DNA 的结构。但 FISH 不能达到 100%杂交，特别是在应用较短的 cDNA 探针时效率明显下降。虽然 NGS 作为新兴测序技术近些年来发展势头迅猛，但目前市场上的伴随诊断测序服务和产品仍以 PCR 技术为主，且与 PCR 和 NGS 相比，FISH 技术总体来说应用较少。

1.3 伴随诊断重要靶向检测位点

伴随诊断是肿瘤个性化治疗的重要手段，其依据是不同的肿瘤具有不同的驱动基因。通常来说，患者体内的肿瘤驱动基因发生突变后，会使得机体信号传导通路发生改变，组织异常增殖最终导致肿瘤的发生。目前，在治疗上应用伴随诊断检测最多的癌种为非小细胞肺癌以及乳腺癌，结直肠癌、肝癌等癌种的检测位点也在不断挖掘之中。

1.3.1 EGFR

EGFR（Epidermal Growth Factor Receptor）是一种受体型酪氨酸激酶，也被称为 ErbB-1 或 HER1，广泛分布于细胞膜上，分为胞外配体结合区、跨膜区、胞内激酶区三个区域。在未发生基因突变的情况下，配体会与 EGFR 的胞外结合区结合，EGFR 胞内端与 ATP 结合后发生磷酸化，随后激活多条下游信号通路，EGFR 的主要信号通路有： RAS-RAF-MEK-ERK-MAPK 通路、PI3K-PDK 通路、PLY-γ通路、JAK-STAT 通路，从而有效应对外界信号刺激，调节细胞生长、增殖、分化，抑制细胞凋亡。

EGFR 突变主要出现在外显子 18-21 上，以非小细胞肺癌为例。研究发现，在 5442 例非小细胞肺癌患者中，有 2039 例检测到 EGFR 基因外显子 18-21 的突变，突变率为 37.5%。双重或多重突变类型亦有出现，最常见的双重或多重突变类型是外显子 19 和 21 的突变，其中在外显子 18-21 上共有 73 种 EGFR 突变类型。在中国大陆的非小细胞癌患者中，最常见的突变类型为外显子 21 的 L858R（密码子 858 的错义突变，导致精氨酸到亮氨酸的替代）和外显子 19 的 del（746-750）（外显子 19 的框内缺失），分别占多有 EGFR 突变的 38.3%和 37%。

异常的 EGFR 活化机制包括受体本身的扩增、受体配体的过表达、活化突变及负性调节途径的缺乏，其中，EGFR 诱导癌症至少通过前述 3 种，且以 EGFR 的突变活化为主要机制。目前，检测到 EGFR 突变数量最多的癌症类型为非小细胞癌（NSCLC）。

虽然大部分具有 EGFR 突变对 EGFR 酪氨酸激酶抑制剂（EGFR-TKIs）高度敏感，以 gefitinib 和 erlotinib 为代表的 EGFR-TKI 也取得一定的疗效，但也有小部分呈现出耐药机制。常见的耐药机制是在约 50%的耐药肿瘤中发现的 EGFR T790M 突变，此外还有 MET 扩增、PIK3CA 突变和向小细胞肺癌（SCLC）的转化等。确定 EGFR 突变后仍需寻找有效方法解决治疗时可能产生的耐药机制。

HER-2（HER2/neu 或 c-erbB-2）（人表皮生长因子受体-2，Human Epidermal GrowthFactor Receptor 2）是一种原癌基因，位于 17q12-q21。Her-2 蛋白介导的信号转导途径主要有 Ras/Raf/分裂素活化蛋白激酶(MAPK)途径，磷脂酰肌醇．3 羟基激酶 (P13K)/Akt 途径，信号转导及转录激活(STAT)途径和 PLC 通路等。

HER-2 原癌基因在 25%至 30%的人原发性浸润性乳腺癌中扩增，其过表达与不良生物学特性和临床结局相关，是乳腺癌的有效治疗靶点。临床研究表明，HER-2 是淋巴结阳性乳腺癌的独立预后指标（HER-2 基因扩增的患者预后更差），同时也可用于预测 Trastuzumab（赫赛汀）等肿瘤靶向药物治疗乳腺癌和胃癌的疗效。

除了在常发于女性的乳腺癌和卵巢癌中发生扩增，HER-2 的异常扩增现象亦出现于其他癌种中。在胃癌中，HER-2 基因扩增频率约 20%，肺癌中也存在 HER-2 基因扩增现象。HER-2（HER2/neu 或 c-erbB-2）（人表皮生长因子受体-2，Human Epidermal GrowthFactor Receptor 2）是一种原癌基因，位于 17q12-q21。Her-2 蛋白介导的信号转导途径主要有 Ras/Raf/分裂素活化蛋白激酶(MAPK)途径，磷脂酰肌醇．3 羟基激酶 (P13K)/Akt 途径，信号转导及转录激活(STAT)途径和 PLC 通路等。

HER-2 原癌基因在 25%至 30%的人原发性浸润性乳腺癌中扩增，这种改变与疾病行为有关。在乳腺癌和卵巢癌的 HER-2 生物学中发现了几个相似之处，包括相似的扩增发生率，扩增和过度表达之间的直接相关性，在没有扩增的情况下过度表达发生肿瘤的证据，以及基因改变和临床结果之间的联系。临床研究表明，HER-2 是淋巴结阳性乳腺癌的独立预后指标（HER-2 基因扩增的患者预后更差），同时也可用于预测 Trastuzumab （赫赛汀）等肿瘤靶向药物治疗乳腺癌和胃癌的疗效。

除了在常发于女性的乳腺癌和卵巢癌中发生扩增，HER-2 的异常扩增现象亦出现于其他癌种中。在胃癌中，HER-2 基因扩增频率约 20%，肺癌中也存在 HER-2 基因扩增现象。目前，基于 HER-2 治疗乳腺癌的 TKI 药物为拉帕替尼和来那替尼，CFDA 新批准吡咯替尼，此外，图卡替尼、帕唑替尼、阿法替尼等处于临床阶段。

1.3.2 KRAS

RAS 是肿瘤中突变最为广泛的癌基因，大约 30%的肿瘤中含有 RAS 突变。KRAS、 HRAS 和 NRAS 3 种亚型均被发现在肿瘤中存在突变，其中以 KRAS 突变最为常见，占 RAS 突变的 86%。KRAS 基因负责编码的 KRAS 蛋白是一种小 GTP 水解酶，即 GTP 结合蛋白，是细胞生长必须的蛋白质，其以 KRAS-4A 和 KRAS-4B 两种剪接变体形式存在，其中 KRAS-4B 是人类癌症中的主要亚型，它存在于大约 90%的胰腺癌、30%至 40% 的结肠癌和 15%至 20%的肺癌，主要是非小细胞肺癌中，此外还存在于胆道恶性肿瘤、子宫内膜癌、宫颈癌、膀胱癌、肝癌、髓样白血病和乳腺癌中。

KRAS 是启动一系列信号分子激活的前线受体之一，允许转导信号从细胞表面传递到细胞核，并影响一系列基本的细胞过程，如细胞分化、生长、趋化性和凋亡。KRAS 蛋白可将受体酪氨酸激酶与细胞内信号传导联系起来。其正常时主要处于失活状态，能控制调控细胞生长的路径，当发生异常时，则会激活下游信号通路，导致细胞持续生长，并阻止细胞自我毁灭。除了上述 GTP/GDP 转化，KRAS 信号的激活现在被认为是一个多步骤的过程，需要适当的 KRAS 后翻译，质膜定位和与效应蛋白的相互作用，为探索 KRAS 信号靶向疗法铺平了道路。

KRAS 主要突变位点在第 2 号外显子的第 12 和 13 密码子，包括 G12C、G12V、 G12D、G12F、G12R、G12A、G12S、G13C、G13D 等导致氨基酸替换的突变亚型。结构生物学研究显示，突变型 KRAS 蛋白分子内源性或（和）GAP 介导的 GTP 水解酶活性下降，从而 KRAS 蛋白水解 GTP 能力显著减弱。GTP 与 KRAS 的结合得以维持，处于激活状态的 KRAS 蛋白增多，进而导致下游级联信号组成性激活。

KRAS 通过下游的 RAF-MEK-ERK、PI3K-AKT-mTOR、Ral-GEFs 等信号通路，参与细胞增殖、侵袭、转移、抗凋亡、血管新生等生物学过程的调节，促进肿瘤的发生发展。致癌 KRAS 激活细胞内 PI3K，MAPK 或 RALGEF 途径，以促进细胞存活、增殖和细胞因子分泌。致癌性 KRAS 还诱导影响基质的周围成分的分子分泌，例如成纤维细胞，先天和适应性免疫细胞，以旁分泌方式。这些间质细胞反过来会促进癌症的恶性发展。

尽管 KRAS 突变在肿瘤中的重要作用已经得到了广泛共识，但是针对 KRAS 突变体的抗肿瘤药物研究道路一直充满荆棘，至今尚无靶向 KRAS 的药物获批上市。长期以来，KRAS 突变体被认为是一个“难以靶向(undruggable)”的靶点，其原因与 KRAS 蛋白的作用特点直接相关:(1) KRAS 与 GTP 的亲和力极强，可达到皮摩尔水平，比蛋白激酶对 ATP 的亲和力强 1 000 倍以上，且细胞中 GTP 浓度很高，因此很难像蛋白激酶抑制剂一样，实现针对 GTP 结合位点的有效竞争；(2)KRAS 蛋白表面平滑，具有近乎球形的空间结构，缺乏较深的疏水口袋，阻碍了高亲和力抑制剂的识别。

在过去几十年中，KRAS 突变体一直没有好的抑制方法，于是更多的注意力被放在替代方法上，例如抑制 RAS 下游的信号级联，特别是 MAPK 和 PI3K 通路，相关抑制剂有可能为一部分 KRAS 突变型癌症提供治疗方案。

1.3.3 BRAF

BRAF 是一种原癌基因，位于人类 7 号染色体上，编码 RAF 家族丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，在调节 MAPK/ERK 信号通路中起作用，可影响细胞分裂，分化和分泌。在该基因的不同突变类型中，最常见的突变为 V600E。RAF 激酶家族有 3 个成员：ARAF、BRAF 和 CRAF，它们共享 3 个保守区域，分别为 RAS 结合域、富含丝氨酸/苏氨酸结构域和催化结构域。RAF 激酶各亚型之间高度保守，但却有着相似而独特的生理特性。

在激酶基础活性方面， ARAF 最弱， BRAF 最强，因而，BRAF 突变率远高于其他亚型；在催化底物方面， ARAF 只能以 MEK1 为底物， BRAF 则以 MEK1/2 为底物，是 MEK 最主要的活化激酶；而 CRAF 除了以 MEK1/2 为底物外，还以视网膜母细胞瘤蛋白 (Rb) 、BCL2/BCL-XL 相关死亡促进因子 (BAD) 等为底物，因此 BRAF 的作用更倾向于在 MAPK 通路中连接 RAS 和 MEK，而 CRAF 的作用更倾向于与其他通路间相互对话调节。

BRAF 在 3 个亚型中突变频率最高，大约 7%~8%的人类肿瘤发生 BRAF 突变， ARAF 和 CRAF 则较少发生突变；黑色素瘤中 BRAF 突变率最高，约 40%~68%恶性 (转移性) 黑色素瘤发生 BRAF 突变。BRAF 突变是第一个在黑色素瘤中被发现的高频率突变基因，目前已经成为黑色素瘤的治疗靶标。另外5%~8%结肠癌也发生BRAF突变， BRAF 在甲状腺癌中突变率约为 5%~20%，其中，甲状腺乳头状癌亚型中突变率最高，突变率为 30%~70%。

在转移性黑色素瘤中，最初 BRAF 抑制剂虽然被批准用于治疗，但耐药性几乎总是限制了它们的长期疗效，而 BRAF 和 MEK 抑制剂联合治疗已被证明可以有效地延缓耐药的发生，并在癌症治疗中收获额外的临床效益。在部分肿瘤类型中合理化 BRAF 和 MEK 抑制剂的使用，推迟耐药性的发展，是未来治疗 BRAF 突变癌症的重要考虑因素。

1.3.4 PIK3CA

PIK3CA 基因是由 Volinia 等 1994 年利用原位杂交技术检测到的, 其定位于 3q26.3, 长 34 kb, 包含 20 个外显子, 编码 1 068 种氨基酸, 该组氨基酸产生一组长 124 kD 的蛋白。生理情况下，基因 PIK3C 在脑、肺、乳腺、胃肠、宫颈、卵巢等组织中均有表达，具有调控体细胞增殖、分化、存活等重要生理功能，但多以非激活形式存在，通常不易检测到, 而其突变后基因及其蛋白均可过度表达, 可被检测到。

目前, PIK3CA 已被证实是一种癌基因, 并且发现 PIKCA 基因是发生体细胞突变的唯一基因, 其突变包括基因的扩增、缺失和体细胞性的错义突变等。研究发现, 约 30% 的人类实体肿瘤中存在癌基因PIK3CA的突变, 其突变的比例在结肠癌、成胶质细胞瘤、胃癌、乳腺癌和肺癌中分别约为 32%、27%、25%、8%和 4%, 然而在胆道系统的肿瘤和弥漫性大 B 细胞淋巴瘤中, PIK3CA 的突变则比较少见。

根据 PI3Ks 的亚基结构及其磷酸化底物的不同, 将 PI3Ks 家族分为三型:Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型, 其中Ⅰ型 PI3Ks 又根据其结构和活化方式的不同分为两个亚型:ⅠA 和ⅠB 型，它们分别通过酪氨酸激酶耦联受体和 G 蛋白耦联受体传递信号, 其中ⅠA 型 PI3Ks 具有类脂激酶和蛋白激酶的双重活性。PI3K 主要调节细胞内酪氨酸激酶的下游传导信号。多个研究均提出 PIK3CA 的突变约 4/5 发生在螺旋区 (exon9) 和激酶区 (exon20) 这两个热点区域。

研究表明，PIK3CA 基因突变不仅可以引起 PI3Ks 的催化活性增强，并可使细胞癌变。其致癌机制主要为 PI3K/AKT 信号通路，其功能是促进细胞的生长和存活，主要通过 PIP3 作为第二信使调节许多细胞的功能。PIK3CA 编码的是 I 类 PI3Ks 的 pl10 催化亚单位，PIK3CA 的突变可以导致 PIK3CA 蛋白(PI3Kpl10a)的过度表达，从而引起 PI3K 的催化活性增强，激活 PI3K/AKT 通路，促使细胞癌变。

2 重点公司对比分析——技术为先，渠道紧跟

2.1 艾德生物

艾德生物成立于 2008 年，并于 2017 年 8 月 2 日在深圳证券交易所创业板上市，是我国首家专业化的肿瘤精准医疗分子诊断试剂研发生产企业。公司主营肿瘤精准医疗分子诊断产品的研发、生产及销售，并提供相关的检测服务，是基于 PCR 技术平台伴随诊断行业的龙头企业。产品主要用于检测肿瘤患者相关基因状态，为肿瘤靶向药物的选择和个体化治疗方案的制定提供科学依据。

2.1.1 肿瘤伴随诊断业务布局

艾德生物拥有国内首批获得 NMPA 和欧盟 CE 认证的最齐全的肿瘤精准诊断产品线。产品技术平台以 PCR 为主，在 PCR 技术上已做到行业顶尖。同时，为适应客户多样化的需求，扩大公司可及范围，公司亦开始尝试向其他平台扩展研发产品，目前在 NGS 技术平台，IHC 技术平台亦有产品推出。从产品癌种分布上看，公司产品已覆盖具备精准医疗条件的各大癌种，多个产品为目前NMPA独家获批产品，具有良好的市场独占期。除了在国内三甲医院大规模应用外，部分产品在日本、韩国获批上市并进入当地医保，开创了我国肿瘤伴随诊断海外获批的先例。

一、人类 EGFR 突变基因检测试剂盒（多重荧光 PCR 法）

该产品是基于自主知识产权的 Super-ARMS®技术研发的伴随诊断试剂，具有国内完全自主知识产权的专利，已被纳入液体活检临床专家共识。该产品可检测 42 个突变种类，一致性达到 89.9%，敏感度达 0.2%-0.8%，特异性高达 100%，检测灵敏度上大大提高。该试剂盒是国家药监局参照 FDA 伴随诊断试剂标准审批的高品质、严格质控的伴随诊断产品，经临床验证可指导 EGFR 靶向药物治疗。

二、人类 10 基因突变联合检测试剂盒（可逆末端终止测序法）

该产品是公司历经五年精心打造的首个 NGS 产品，基于自主核心专利技术 ddCapture®，可将PCR扩增以及FFPE样本引起的碱基错误率大幅降低至百万分之一，原始深度为 10000×、有效深度可达 500×。同时，可提高模板回收率和捕获特异性，从而实现 1%的组织样本检测灵敏度。该产品获批肺癌、肠癌两个癌种，5 个伴随诊断，10 个基因，覆盖了肺癌、结直肠癌目前已上市及未来 3-5 年可能上市靶向药物所有的治疗靶点。

2.1.2 肿瘤伴随诊断专有技术

公司深耕肿瘤精准医疗分子诊断领域，在分子诊断检测领域拥有国际先进、完全自主知识产权的 ADx-ARMS®、Super-ARMS®、ddCapture®、ADx-HANDLE®等技术，构成了强大的先进核心技术竞争力。

一、特异引物双扩增（ADx-ARMS®）肿瘤基因突变检测技术

ADx-ARMS®是公司肿瘤精准医疗相关基因检测产品的分子诊断技术体系基础，该技术为公司完全自主知识产权的技术。目前公司大部分的基因产品均是基于此技术开发，主要包括以下核心技术。

正是由于其独具优势的技术特点，ADx-ARMS®方法与传统的 Sanger 基因测序法相比，在简化了操作成本和操作流程的同时，大大提高了检测灵敏度以及成功率，缩短了完成检测及结果分析的时间。在检测结果的稳定性、可靠性及提高实验室检测周转效率上都有显著的促进作用，形成了艾德生物独特的核心技术优势。

二、Super-ARMS®技术

Super-ARMS®技术是基于 ADx-ARMS®的革命性升级，具有简便、快速、准确、易普及的特点，灵敏度高达 0.2%，是血液 EGFR 基因突变检测的最优选择之一，是《非小细胞肺癌血液 EGFR 基因突变检测中国专家共识 2018 版》中推荐的血液 EGFR 检测技术。2018 年 1 月 19 日，Super-ARMS® ctDNA EGFR 基因突变检测试剂盒被 CFDA 创新医疗器械特别审批通道批准上市，该产品是首个以伴随诊断的形式获批的产品，也是我国首个批准用于甲磺酸奥希替尼片的伴随诊断检测产品。

三、ddCapture®技术

自主核心专利技术 ddCapture®主要应用于公司 NGS 产品的研发，可将 PCR 扩增以及 FFPE 样本引起的碱基错误率大幅降低至百万分之一，同时提高模板回收率和捕获特异性，从而实现组织样本检测灵敏度 1%。

2.1.3 肿瘤伴随诊断推广渠道

一、院内模式

与院外市场相比，艾德生物更专注于院内市场的布局和拓展，多年积淀的研发实力、深覆盖的销售渠道、良好的品牌形象以及检测实力过硬的领先产品是公司最主要的优势。根据公司于深交所互动易平台上的信息披露，目前公司直销团队覆盖了 500 多家医院，未来主要争取现有医院的全产品线进院和新产品的上量。针对公司直销团队未覆盖到的客户，公司与阿斯利康达成市场推广合作，由其负责在下沉市场推广公司相关检测产品。据估计，艾德生物在中国院内伴随诊断市场的市占率大约在 60-70%。

二、院外模式

艾德生物下设了厦门艾德医学检验所以及上海厦维医学检验所，以针对肿瘤患者进行相关基因检测服务。公司医学检验所拥有医疗机构执业许可证、通过美国病理学会（CAP）认证，专业从事第三方临检服务。目前全球数十个国家和地区的客户选择了艾德产品和服务，每年有数十万肿瘤患者从中受益，有效避免了肿瘤药物的误用滥用。

三、企业合作

作为国内伴随行业龙头，艾德生物将目标瞄准行业创新源头，以伴随诊断赋能肿瘤靶向药物的研发工作。目前，公司已与阿斯利康、强生、安进、礼来、默克、卫材、恒瑞、百济、海和药物等国内外顶级药企在肿瘤药物开发领域达成战略合作，共筑肿瘤精准医疗的未来。

2.2 华大基因

华大基因成立于 2010 年 7 月，并于 2017 年 7 月在深交所创业板上市，是国内基因测序行业龙头，通过基因检测、质谱检测、生物信息分析等多组学大数据技术手段，为科研机构、医疗机构等提供研究服务和精准医学检测综合解决方案。公司开辟了肿瘤防控板块，覆盖从遗传性肿瘤基因检测、肿瘤早筛到伴随诊断各个环节，肿瘤伴随诊断业务是其中的重要一环。

2.2.1 肿瘤伴随诊断业务布局

一、华翡冉™-肺癌组织靶向药物基因检测、华翡悦™-无创肺癌 ctDNA 靶向药物基因检测

华翡冉™、华翡悦™肺癌组织靶向药物基因检测通过华大基因自主研发的高通量测序平台，分别基于肿瘤组织样本、外周血样本，检测目前与肺癌关系明确的 20/13 个基因，覆盖非小细胞肺癌 NCCN 指南(V3.2020)中与靶向药物相关的 4 种变异类型：点突变、插入缺失、基因重排、拷贝数变异。同时，解读 42 种靶向药物，利用华大基因特有的黄种人基因组数据，分析肺癌患者基因变异与药物之间的关系，帮助患者选择有效安全的药物，为医生做出临

二、华迦安™靶向药物全景基因检测

华迦安™靶向药物全景基因检测利用国际领先的高通量测序平台，专门针对实体性肿瘤患者研发。基于癌症组织样本和外周血样本，可一次性检测与肿瘤靶向药物靶点相关的 206 个基因，针对全癌症（除白血病和淋巴瘤）全面解读 176 种肿瘤靶向药物，详细了解肿瘤患者特有的基因变异情况，为患者提供更多可选择药物方案，以协助医生制定更完善的治疗方案。产品具有一次检测、科学权威、动态监测、报告易读等检测优势。

三、华梵安™-组织/ctDNA 肿瘤个体化诊疗基因检测

华梵安™专门针对实体瘤患者开发，采用国际领先的高通量测序平台，一次性检测 688 个肿瘤相关基因，并整合自主开发的 MSI 和 TMB 精准分析流程，覆盖了 FDA/NMPA 获批上市、NCCN 指南推荐及临床试验阶段的 360 多种药物的基因检测靶点，解决靶向用药、免疫治疗、化疗药物、遗传风险、评估预后、复发监控六大临床需求，根据每个样本的检测情况提供全方位、精准的解读，协助医生制定更完善的治疗方案，为患者争取宝贵的治疗时间和用药机会。产品具有适用于绝大多数实体瘤、适合中国患者、靶点有效覆盖、解决六大临床需求的检测优势。

2.2.2 肿瘤伴随诊断专有技术

一、肿瘤个性化用药指导基因检测技术

肿瘤个体化用药指导基因检测技术主要通过检测肿瘤患者的基因变异情况，为临床医生诊疗及用药提供依据。公司采用二代高通量测序技术、Sanger 测序技术、MALDITOF-MS（基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱）等成熟的基因检测技术，利用前沿的生物信息分析技术，建立了全球权威的用药基因变异解读数据库，根据基因变异和数据库信息，为临床医生提供全方位、有效的诊疗依据。

二、Oseq™-ctDNA 无创肿瘤个体化诊疗基因检测技术

Oseq™-ctDNA 技术仅需抽取少量外周血进行肿瘤基因检测，解决了无法通过手术或穿刺取得癌症组织的患者的诊疗难题，采用新一代目标区域捕获结合高通量测序、内部数据库与信息分析技术，一次性检测与癌症发生和药物靶点相关基因的外显子和部分内含子区域。针对所有实体瘤患者，详细了解肿瘤患者特有基因变异情况，为晚期肿瘤患者提供无创的肿瘤基因检测，及时准确地监测患者基因变异，提供精准的药物方案，根据患者基因的个体差异性协助医生选择合适药物和制定更完善的治疗方案，最大程度地满足患者对治疗的个性化需求。

3 行业问题及未来展望

经过多年的发展，在国家行业政策的大力扶持以及新型检测技术和生物信息分析方法的革新下，伴随诊断行业已度过稚嫩的新生期，逐步走向成熟，市场规模进一步扩大。在慢病诊治重要性日益凸显的后疫情时代，伴随诊断行业作为精准医学应用领域的排头兵，将会迎来广阔的应用前景，未来的伴随诊断行业或将逐步朝向以下方向发展。

3.1 技术迭代：从 PCR 到 NGS

伴随诊断行业是典型的技术驱动型行业，技术的优势将决定了检测的准确性和效率。在基因测序的不同方法中，PCR 和 NGS 作为市场上的两大主流检测手段，常被用来互相比较。

PCR 和 NGS 检测技术在不同方面各有优势，相辅相成。通常来说，PCR 技术具有高自动化、高特异性、高灵敏度的特点，但目前广泛使用的实时荧光定量 PCR 技术只能够通过标准曲线和标准品进行相对定量，无法做到绝对精准定量；而 NGS 技术虽然可以一次性对几十万到几百万条 DNA 分子进行大通量的序列测定且精确度高，但实验操作较为复杂，检测成本较高。受到实验室搭建等各方面的技术和成本限制，目前国内伴随诊断市场仍以 PCR 为主流技术，但在 NGS 技术的高灵敏度和大通量测序优势的加持下，NGS 技术检测和分析成本有望进一步降低，市场上的 NGS 技术和产品将逐步扩大其占有率。

2017 年 11 月全球首个基于 NGS 的组织泛癌种伴随诊断 FoundationOne CDx 获批美国 FDA 批准，NGS 伴随诊断产品走向成熟。从国内来看，泛生子、燃石医学、世和基因等基于 NGS 技术的伴随诊断企业处于高速发展之中，PCR 技术领域龙头艾德生物也逐步开拓 NGS 技术平台，从 PCR 到 NGS 技术的过渡将是未来发展的重要趋势。

3.2 规范监管：从国家层面规范监管体系

伴随诊断服务于完善患者对于自身的疾病认知，协助医生为患者的治疗决策提出建议，属于精准医疗行业范畴，是国家应重点关注并进行严格监管的行业。由于对伴随诊断产品和技术尚未引入定义，现阶段我国对于伴随诊断试剂盒的审批和指导原则仍按照体外诊断试剂进行注册管理。国家对于伴随诊断行业尚无统一规范的监管体系，使得伴随诊断试剂盒的审批较慢且无一标准的执行规范，大大影响了公众对于伴随诊断产品及行业的认知程度。

美国是最早对于伴随诊断试剂的开发和审批提出规范性指导文件的国家，早在 2011 年 1 月，美国 FDA 就首次发布了草稿版的《体外伴随诊断试剂指导原则》，2014 年 8 月发布最终版，为伴随诊断行业及相关从业者明确了伴随诊断试剂盒的定义并提出 FDA 强制监管措施等伴随诊断行业发展各方面的指导性意见。2016 年 7 月，FDA 又发布了《体外伴随诊断试剂与治疗药物联合开发指导原则草案》，在前者的基础上侧重对靶向药-伴随诊断试剂联合开发提供更具体的指导性意见。

若要伴随诊断行业从根本上得到发展，一个规范、完善的审批流程和监管体系必不可少，在这一点上，我国或许可以借鉴美国的伴随诊断行业监管的经验。2018 年，国家药监局通过创新医疗器械特别审批通道，批准了艾德生物的 Super-ARMS®EGFR 基因突变检测试剂盒，这是我国监管部门首次参照 FDA 伴随诊断试剂标准评审批准上市 ctDNA 检测试剂盒，也是我国监管部门在伴随诊断试剂盒审批监管体系的一次重要尝试。未来，完善伴随诊断试剂定义，制定更适合伴随诊断试剂开发和审批的监管体系，进一步规范伴随诊断行业发展或将是监管部门的重要目标之一。

3.3 走进医保：加速推动伴随诊断试剂盒纳入医保

医保指社会医疗保险，是国家和社会根据法律法规，在劳动者患病时保障其基本医疗需求的社会保险制度，某种药品或医疗器械进入纳入医保范围意味着患者在使用时需要支付的费用将大大减少。现阶段，虽然肿瘤伴随诊断与肿瘤早筛相比发展较早，但由于国家对伴随诊断的相关指导意见仍不完善，我国伴随诊断产品尚未纳入医保，但肿瘤靶向药的落地让我们看到了伴随诊断试剂盒落地医保的可能性。2020 年 12 月 25 日，国家医疗保障局及人力资源和社会保障部印发了《国家基本医疗保险、工伤保险和生育保险药品目录（2020 年）》的通知，文件显示，在肿瘤药物领域，有超过 50 种抗肿瘤药物被纳入医保，其中不乏奥西替尼、安罗替尼等靶向药物。靶向药纳入医保范围体现了国家对于精准医疗和个性化医疗发展的鼓励。为指导医生制定患者治疗决策，更好地实现靶向药的治疗效果，相应的伴随诊断必不可少，这也将大大刺激伴随诊断产品的需求。伴随诊断产品落地医保能够有效减轻患者负担，是解决日益增加癌症患者的切实问题的有效方法。

3.4 药企合作：靶向药-伴随诊断联合开发

伴随诊断的主要应用就是通过基因测序手段识别患者体内的特异性基因信息，以发掘药物作用靶点，确定患者是否适用于某种靶向药。目前，伴随诊断企业除了自主开发伴随诊断试剂盒以外，均会与药企进行合作研发，合作开展包括患者招募、临床试验设计、临床试验开展等工作，共同开发适用于该靶向药物的伴随诊断产品。

靶向药-伴随诊断联合开发的形式与分别单独开发相比，其伴随诊断产品能更贴合靶向药物位点的检测，更精准；同时，药企与伴随诊断企业两方共同推进靶向药和伴随诊断试剂盒开发，更高效；最后，靶向药-伴随诊断联合开发更符合国家监管部门对安全有效性的要求，从审批、监管流程上来看，或有“1+1>2”的促进作用。因此在未来，靶向药 -伴随诊断联合开发的形式可能会成为伴随诊断开发的主流模式。

2016 年 7 月，美国 FDA 发布了《体外伴随诊断试剂与治疗药物联合开发指导原则草案》，对于靶向药-伴随诊断试剂联合开发提供了具体的指导性意见。我国虽未有颁布相关指导意见，但可以借鉴其他国家在推进靶向药-伴随诊断联合开发上的经验，以指导相关工作更好地开展。

报告链接：伴随诊断行业研究：核心技术突破不断，伴随诊断迎高速发展期

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）