精准医疗：基因检测行业调研.pdf

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1、精准医疗系列之三：基因检测行业调研联系人：张其立/蔡强（15361406292）最近我们深入基因检测行业一线，走访了百傲科技（基因芯片）、昂朴生物（基因测序创业公司）、遗传专科医院（产前诊断）、肿瘤研究所（肿瘤分子诊断）、华大基因（测序服务）等公司，了解了行业的发展现状。调研的主要内容整理如下，欢迎大家一起交流探讨。一、基因检测的几种技术，不仅仅是测序基因检测是精准医疗的基础，之前市场上的报告都集中关注于基因测序，但是除了测序外，PCR（qPCR、DDPCR）、基因芯片（固相芯片、液相芯片，检测

2、CNV、SNP）也都是临床中常用的基因检测手段。目前高通量测序主要应用于无创产前诊断（唐氏筛查）、肿瘤基因检测、易感基因筛查；基因芯片主要分为CNV（基因片段微缺失微重复）、SNP（单核苷酸多态性）两种，主要应用于产前诊断、药物代谢基因检测、易感基因检测；PCR分为qPCR、DDPCR两种，主要应用于肿瘤、耳聋基因少量突变位点的检测。1.1qPCR和DDPCRPCR在基因检测中的主要应用是多重荧光定量PCR（即qPCR），qPCR的检测方法有两种，分别是ARMS-qPCR和Tagman-qPCR

3、，原理都是：单核苷酸发生改变后，探针与序列的结合减弱，导致PCR反应不能正常进行，通过检测荧光产物就能知道位点是否发生了改变，并且通过荧光强度能够实现定量。DDPCR与普通荧光定量PCR原理一样，但是它能将反应混合液分割为微小液滴，每个液滴不包含或者只包含数个反应体系，这样通过液滴数量和反应量（符合泊松分布）就能更加精确检测突变位点和突变基因含量。这两种PCR方法的特点是：①能够定量检测，DDPCR的精确程度很高；②在扩增完成后就能得到结果，不需要进一步进行杂交或者测序，检测时间短。③一般对仪器

4、无限制，差别在于检测试剂盒。目前主要产品有：EGFR基因检测、KRAS基因检测、BRAF基因检测、四项耳聋基因检测等。1.2基因芯片，包含固相芯片和液相芯片基因芯片对检测已知突变位点具有较大优势，主要分为基因片段微缺失微重复（CNV）检测、基因分型（SNP或突变）检测两种，原理是提取患者基因组DNA，然后在特定引物下扩增，纯化扩增产物与基因芯片上的探针杂交，然后在扫描仪上读取结果。CNV主要用于产前诊断以及遗传病检测，CNV胎儿一般在妊娠期间流产，出生后的胎儿临床表现为智力低下、发育迟缓、癫痫及

5、伴有先天性心脏病，所以医院中的心内科用得比较多。基因分型检测可以用于大量SNP位点以及部分突变位点的检测，可以检测易感基因和基因突变位点。国外知名的芯片公司有Illumina、Affymetrix、Agilent公司，美国基因检测公司23andMe使用的就是基因芯片检测，具体是在IlluminaHumanOmniExpress-24formatchip基础上改进而来，大约可以检测100万个SNP。国内的博奥生物耳聋基因芯片可以检测4个基因中的9个基因突变位点、宏灏基因的高血压芯片可以对5个高血压

6、药物相关基因位点进行检测、百傲科技有4款基因芯片产品，主要涉及药物代谢、乙醛脱氢酶、5、10亚甲基四氢叶酸还原酶检测。值得注意的是，我们通常所说的基因芯片是固相基因芯片，也就是把核酸探针片段是结合在玻片或者塑料片上面；而液相芯片起源于流式细胞仪，是一种以微球为基础的多指标数据采集和分析平台，微球上连接有核酸探针，并且含有荧光标记，通过杂交后的荧光反应来判断检测结果，因为分子杂交是在悬浮溶液中进行，所以称为“液相生物芯片”。液相基因芯片减少了空间限制，提供了充分的表面积，反应更为充分，所以精确度和

7、准确度也更高。基因芯片的特点是：①需要先扩增，然后再杂交，少量位点检测的时间比PCR长，但是多个位点检测时比PCR方便；②基因芯片可以实现高通量检测，特别在CNV检测方面具有优势；③由于不同探针杂交条件的差异、空间限制等因素，高通量芯片检测时会有10%左右的假阳性假阴性结果。④芯片扫描仪是闭源，不同的芯片扫描仪器一般不能混用。1.3基因测序基因测序目前也主要分为两类，分别是一代测序（Sanger测序）和二代测序（高通量测序）。一代测序的原理是首先设计扩增区域两端的引物（探针），扩增过程中用dd

8、NTPs终止扩增，然后电泳反应产物，检测末端荧光基团就能知道具体核苷酸序列。一代基因测序不能高通量检测，但是它是目前所有基因检测技术中公认的“金标准”，较其他方法更加准确、可靠，是临床上最可信赖的基因诊断手段，二代测序的主要步骤是：提纯基因组DNA、将DNA片段化、在DNA片段两端加接头（adaptor）、然后用探针去捕获目的片段、然后纯化扩增、上样测序、测序结果存储、数据分析、出具测序报告。这其中有多种类型的公司参与，例如测序仪器公司、试剂公司、捕获探针合成公司、数据存储和分析公司、第三方测序