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科技翻轉命運?生技下一個明星級應用: 精準檢測

隨著人類逐步解開基因密碼,醫療已能針對患者的體質對症下藥,進一步了解隱藏的健康風險;其中,精準醫療所採用的分子檢測,則是推動未來生醫技術發展的契機。
2021.12.29 | 醫療生技

要說近10年最有話題的生技醫療趨勢,分子檢測(Molecular Diagnosis)一定榜上有名。

你或許聽過,要在人體檢驗出衝擊全球的新冠病毒(COVID-19),即時聚合酶連鎖反應(Real-time PCR)核酸檢測是目前最精準的篩檢方式;而估值一度高達90億美元,最後卻淪為矽谷世紀騙局的「惡血案」主角,用「一滴血驗200種疾病」說詞行走江湖;好萊塢女星安潔莉娜.裘莉(Angelina Jolie)在2013年宣布預防性切除乳房,原因是驗出自己帶有遺傳基因,導致70歲前罹患乳癌的機率高達80%——這些重大事件都與分子檢測有關。

分子檢測分析流程大同小異,幾乎都是將採集到的檢體(例如口腔黏膜細胞)放進檢測套組的試管中,再置入定序儀(機台)分析。分子檢測幾乎可以跟「基因」畫上等號,通常著重單一基因的表現/變異,或蛋白質體(proteome)表現等。

從細菌、病毒、動物到人類,所有的生物都以「核酸」(nucleic acids)傳遞及攜帶遺傳物質,依結構與成分不同,可分為DNA(去氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)兩類;而每個物種所具有的核酸,在核酸序列組成、數量上都有其特異性。

透過基因定序,比對不同生物樣本的核酸序列排列組合,可以獲得許多遺傳差異情報,像是帶有特定基因的人較容易罹患某癌症。因此無論是檢測DNA或RNA,都有機會達到更準確的治療或預防。

精準檢驗
PCR核酸檢測為目前最準確COVID-19篩檢方法,病毒內部的核蛋白與RNA是檢測常用的目標基因。
圖/ 奎克生技

在應用面,分子檢測可分成4大塊,包含 傳染性疾病篩檢 (如B型肝炎)、 遺傳病檢測 (如地中海型貧血 )、 腫瘤基因檢測 (如用來判定乳癌的HER2/neu基因)和 藥物基因組學 (例如代謝許多不同性質藥物的CYP2C9酶基因)。

「2000年是個重要分水嶺,我們開始對人類基因有較全面性了解。」台灣精準醫療及分子檢測產業協會理事長李鍾熙指出,經過人類基因體計畫(human genome project, HGP)的15年努力完整定序(sequencing,用生物化學及電腦演算核酸的分子排序),進一步了解DNA分子的排列組合如何呈現個人獨特性,例如器官機能、高矮胖瘦,均會受到組成DNA分子的A、T、G、C等核苷酸排列影響。

當科學家對人體30億個鹼基(nucleobase,在DNA與RNA中起配對作用的結構)有了更多認識,逐步從過去僅能分析單個人類基因與疾病之間的關係,延伸出多基因的分析能力。「 分子檢測就像刑警要找出案件兇手,不光是驗人的DNA,從病毒、癌細胞DNA都能做出各種分析。

安侯建業(KPMG)報告指出,分子檢測市場正快速成長,以區域而言,美國普及率為世界第一,歐盟居次;但推估2018年到2024年,亞太地區分子診斷市場年均複合成長率(CAGR)將達8.5%。

累積充足數據,是攻進中游市場關鍵

全球分子檢測產業鏈大致區分成3類,分別是上游的定序平台設備、中游的體外診斷試劑(In-Vitro Diagnostics, IVD)與下游的檢測服務。比方說,專攻藥物不良反應基因檢測的世基生醫,擁有藥物過敏基因檢測套組的開發及製造能力,同時也可以提供分析報告,便是橫跨中、下游的業者之一。


1次抽血可驗45種藥副作用!世基生醫如何讓你避開「藥害」?

台灣扮演了什麼樣的角色與地位?李鍾熙指出,台灣目前約有60至70間分子檢測公司,多數集中下游領域,仰賴一定數量且專業的分析團隊「賣服務」。

瞄準下游市場的好處在於能掌握本地需求,且較不需要投入大量資本研發,可購買挑選國內外具備競爭力、技術力的試劑和機台提供檢測服務;劣勢則是隨著競爭門檻相對低,較難提供差異化產品。

台灣精準檢測廠獲利來源
圖/ 資誠精準醫療產業調查小組

李鍾熙認為,台灣有足夠的生醫人才與中小企業資源,台廠其實可以更積極投入中游檢測試劑與套組開發,但有兩個關鍵。 首先是:業者有無足夠的生物與臨床數據,找出生物標記 (biomarker,可評估與觀察生物病理、生理,或用來測量藥物反應的客觀指標) 設計檢測產品

興櫃公司新穎生醫是其中一個成功案例。新穎生醫深耕慢性病檢測,透過解讀尿液中的生物標記,找出觀察腎臟功能健康狀況的方式,打造全球第一個能預防糖尿病腎病變快速惡化的檢驗試劑。

「市場大、解決未被滿足的臨床問題,是開發產品的重要方向。」新穎生醫創辦人兼董事長曾錙翎強調,過去她以技術導向,參考多個生物標記的糖尿病腎病變檢測方式;不過設計太過複雜,導致產品成本太高,所以只能以實驗室模式提供服務,算不上成功的商業模式。之後才研發出具備高準確性、但參考單一生物標記的體外診斷試劑為主力產品。

提前2年預測惡化風險, 新穎生醫翻轉「洗腎島」命運!生物標記為何成檢測必爭之地?

新穎生醫董事長曾錙翎
新穎生醫透過解讀尿液中的生物標記,找出觀察腎臟功能健康狀況的方式,打造全球第一個能預防糖尿病腎病變快速惡化的檢驗試劑。
圖/ 新穎生醫

癌檢商機大、競爭激烈,技術是決勝點

第二個成功關鍵,則是掌握熱門應用,保有開發速度。 李鍾熙說,隨著技術進步,如今無須數年時間,僅要幾天到數個禮拜,就能完成一個人的基因定序,業者能從中找出疾病與基因關聯,降低時間成本;若是傳染病檢測則更有優勢,甚至不需每次都定序。他解釋,就像COVID-19核酸檢測,是鎖定3個「偵測區域」來判斷人體內是否有病毒,「就像要透過一張照片知道這是台北,只要找出有101大樓、總統府、圓山大飯店,那就對了。」

至於人體應用最大宗,則聚焦在「癌症」。 從早期篩檢(預防)、診斷與療程藥物,到療程後的追蹤與監控,都有分子檢測的發揮空間。以追蹤與監控為例,透過分子檢驗盡早確認癌細胞是否復發,而不是等到細胞變成腫瘤後再治療,將有助於提高治癒率。

看病看醫生
癌症、不孕症、遺傳疾病等病症令人聞之色變,但隨著人類逐步解開基因密碼,現代醫療已不再束手無策。
圖/ shutterstock

「COVID-19檢測短期內有大量需求,但能否長期存在需持續觀察。相較之下,常規的癌症檢驗需求一直在,也已有領先業者出現,挑戰在於你的技術能否勝過它?或是成本比它更低。」李鍾熙表示,要往分子檢測的上游走很辛苦,既有業者都是大廠,技術與市占都有一定水準,與之競爭要打持久資本戰,反倒中游市場有許多發揮空間。

精準檢測領域未來10年布局重點
圖/ 資誠精準醫療產業調查小組

「檢測體內疫苗中和抗體,也是個商機啊!」他強調,分子檢測絕對是一扇機會之窗,可台灣業者能否成功走出去,還是得讓自己不斷抓住市場脈動。

責任編輯:林美欣

關鍵字: #生醫科技
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