液体活检将如何改变癌症诊疗？微流控技术推动技术突破

2018-07-23 10:09:35来源：基因谷

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。

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