源起基金重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域——質(zhì)譜行業(yè)（三）
質(zhì)譜(MS)是一種用來鑒定樣品中化學(xué)成分的分析技術(shù)，主要通過電離化合物生成帶電分子或分子碎片,并測(cè)量其質(zhì)荷比和豐度來完成鑒定。
分析樣品進(jìn)入質(zhì)譜儀后，在離子源的作用下被轉(zhuǎn)換為氣態(tài)的陽離子（帶正電）或陰離子（帶負(fù)電），隨后氣態(tài)離子在質(zhì)量分析器里磁場(chǎng)與電場(chǎng)的共同作用下，會(huì)產(chǎn)生不同的運(yùn)動(dòng)軌跡打在檢測(cè)器上，進(jìn)而由檢測(cè)器將其轉(zhuǎn)換為不同的電信號(hào)，再由計(jì)算機(jī)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為質(zhì)譜圖，質(zhì)譜圖為離子信號(hào)與質(zhì)荷比的函數(shù)曲線圖。
在質(zhì)譜圖中，分子離子和碎片的質(zhì)量數(shù)可用于確定化合物的元素組成或同位素特征。元素可通過其質(zhì)量數(shù)進(jìn)行唯一鑒別。
隨著新技術(shù)的突破，各種體外診斷新理論、新技術(shù)的出現(xiàn)，臨床質(zhì)譜檢驗(yàn)近年來發(fā)展迅猛。其憑借高特異性、高靈敏度、多指標(biāo)聯(lián)檢，成為了體外診斷領(lǐng)域最富生命力的新技術(shù)之一，逐漸展露出成為精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域下一個(gè)黃金賽道的潛力，源起基金團(tuán)隊(duì)對(duì)于該行業(yè)及上下游也保持著高度的關(guān)注。
臨床質(zhì)譜市場(chǎng)
基于行業(yè)驅(qū)動(dòng)因素對(duì)2021年中國臨床質(zhì)譜主要細(xì)分市場(chǎng)的規(guī)模進(jìn)行了計(jì)算，得出質(zhì)譜技術(shù)在新生兒遺傳代謝病篩查市場(chǎng)的規(guī)模為17.20億人民幣，在微生物檢測(cè)市場(chǎng)規(guī)模為20.5億人民幣，在藥物濃度監(jiān)測(cè)市場(chǎng)的規(guī)模為38.55億人民幣，在維生素檢測(cè)市場(chǎng)的規(guī)模為17.54億人民幣。
結(jié)合質(zhì)譜在類固醇、甲狀腺激素、蛋白質(zhì)、核酸檢測(cè)、微量元素檢測(cè)等領(lǐng)域也有應(yīng)用，2021年中國臨床質(zhì)譜整體市場(chǎng)規(guī)模超百億人民幣，潛在空間值得持續(xù)期待。
圖 | 2021年中國臨床質(zhì)譜代表項(xiàng)目市場(chǎng)規(guī)模，源起基金整理
中國臨床質(zhì)譜市場(chǎng)規(guī)模將快速增長(zhǎng)。中國臨床質(zhì)譜行業(yè)處于發(fā)展早期，隨著臨床質(zhì)譜常規(guī)應(yīng)用滲透率提高，以及內(nèi)分泌激素、兒茶酚胺、兒童用藥、微量元素、藥物基因組、毒物分析等更多新興項(xiàng)目、技術(shù)平臺(tái)投入臨床，中國臨床質(zhì)譜市場(chǎng)將快速增長(zhǎng)。特別是阿爾茨海默癥、心血管病和腫瘤的檢測(cè)將成為未來重要的臨床質(zhì)譜增量市場(chǎng)，中國阿爾茨海默癥患者約1000萬，心血管患者人數(shù)達(dá)到3.3億人，龐大的臨床檢測(cè)潛在群體為行業(yè)構(gòu)筑了市場(chǎng)藍(lán)海。
2019年美國臨床質(zhì)譜檢測(cè)市場(chǎng)總量大約在90億美元，主要應(yīng)用領(lǐng)域中，約40%用于藥物濃度檢測(cè)，約36%用于小分子標(biāo)志物檢測(cè)。2019年我國臨床質(zhì)譜市場(chǎng)大概為20億，其中約50%用于新生兒篩查，30%用于維生素的檢測(cè),10%為微生物檢測(cè)。
美國臨床質(zhì)譜占檢驗(yàn)比重15%，中國潛在市場(chǎng)300億。全球市場(chǎng)質(zhì)譜產(chǎn)品臨床應(yīng)用有望實(shí)現(xiàn)20%以上增速，其中美國臨床質(zhì)譜市場(chǎng)占醫(yī)學(xué)檢測(cè)市場(chǎng)15%，且占比仍在持續(xù)擴(kuò)大，中國臨床質(zhì)譜僅占醫(yī)學(xué)檢測(cè)市場(chǎng)不到1%，按15%占比預(yù)測(cè)，國內(nèi)臨床質(zhì)譜中期潛在空間300億元，長(zhǎng)期市場(chǎng)有望繼續(xù)擴(kuò)容。
質(zhì)譜儀市場(chǎng)
圖 | 2018-2026全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模及測(cè)算（單位：億美元），禾信儀器招股說明書
全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)高速增長(zhǎng)，2015年全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模為49億美元，根據(jù)Zion Market Research預(yù)計(jì)，2021年全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)77.26億美元，2015年-2026年年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)7.9%，從2018年的62億美元增長(zhǎng)至2026年預(yù)測(cè)的112億美元，市場(chǎng)規(guī)模接近翻倍。在下游應(yīng)用領(lǐng)域需求拉動(dòng)下，全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)將保持穩(wěn)健增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。
中國是質(zhì)譜儀發(fā)展增速最快的區(qū)域，進(jìn)口產(chǎn)品占有率近90%。預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模有望突破200億元。2020年，國內(nèi)質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模達(dá)151億元，占全球市場(chǎng)30%左右，2015年-2020年年均復(fù)合增長(zhǎng)率約9.5%；根據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2014-2020年我國進(jìn)口質(zhì)譜儀由44.7億元提升至105.2億元(CAGR=15.3%)，進(jìn)口依賴度由2014年的94.7%降至2020年的74.0%，呈現(xiàn)改善趨勢(shì)。從進(jìn)口設(shè)備國家來看，美國、德國、新加坡、日本是我國進(jìn)口質(zhì)譜儀數(shù)量靠前的幾個(gè)國家。
根據(jù)SDI統(tǒng)計(jì)，國產(chǎn)質(zhì)譜儀在環(huán)境領(lǐng)域已經(jīng)初露鋒芒，目前醫(yī)學(xué)食品領(lǐng)域也涌現(xiàn)一批優(yōu)質(zhì)企業(yè)，國產(chǎn)替代序幕拉開。
圖 | 2018-2026年我國質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)(單位：億元)，Zion Market Research
2019年國內(nèi)用于臨床檢測(cè)的質(zhì)譜儀銷量約300臺(tái)，相比十年前只有約10臺(tái)臨床質(zhì)譜的銷售已不可同日而語；特別是2018年被認(rèn)為是我國質(zhì)譜元年，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，資本的介入，使得臨床質(zhì)譜經(jīng)有了較大拓展。
圖 | 2019年中國質(zhì)譜儀各類終端銷售額(單位：億元)，源起基金整理
2019年質(zhì)譜儀采購總金額為17.41億元，中標(biāo)臺(tái)數(shù)865臺(tái)(數(shù)據(jù)來源于采購網(wǎng)，不包括非招標(biāo)形式采購以及未公開采購項(xiàng)目)；各類型機(jī)構(gòu)采購金額中，監(jiān)管機(jī)構(gòu)采購金額最多，達(dá)到7.48億，高校采購次之為4.79億，科研院所為3.22億，醫(yī)院采購量達(dá)到1.92億元。
根據(jù)中國海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2018年我國質(zhì)譜儀進(jìn)口數(shù)量為12,426臺(tái)，主要從美國、德國、新加坡、日本等國家進(jìn)口，其中從美國進(jìn)口數(shù)量為4,853臺(tái)，占我國質(zhì)譜儀進(jìn)口數(shù)量39.06%。我國質(zhì)譜儀進(jìn)口金額整體呈現(xiàn)逐年增加趨勢(shì)，自2014年的44.68億元增加至2018年的95.77億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)21.00%。
圖 | 2018年我國質(zhì)譜儀進(jìn)口比例，中國海關(guān)
目前國產(chǎn)質(zhì)譜與進(jìn)口品牌仍存較大差距，特別是國際主流質(zhì)譜生產(chǎn)企業(yè)離子源與質(zhì)量分析器的核心專利，短期仍是制約國產(chǎn)質(zhì)譜設(shè)備發(fā)展關(guān)鍵因素。我國在質(zhì)譜儀領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新及應(yīng)用水平均落后于西方發(fā)達(dá)國家，國內(nèi)高端質(zhì)譜儀市場(chǎng)被國際行業(yè)巨頭壟斷。
國內(nèi)掌握質(zhì)譜儀所涉及原理、模擬、計(jì)算、設(shè)計(jì)、工程化、工藝化、生產(chǎn)、應(yīng)用開發(fā)及維護(hù)等各環(huán)節(jié)專業(yè)技術(shù)的公司較少。LC-MS及GC-MS國產(chǎn)化率均不到2%。預(yù)計(jì)在核心專利到期或國產(chǎn)器械有較大技術(shù)突破前，國內(nèi)質(zhì)譜市場(chǎng)仍將以進(jìn)口品牌為主。
隨著質(zhì)譜儀市場(chǎng)的迅速增長(zhǎng)，高等院校、科研院所、留學(xué)歸國人才加速推動(dòng)國產(chǎn)質(zhì)譜儀的研發(fā)，近年來在質(zhì)譜核心技術(shù)及質(zhì)量分析器等核心零部件上取得突破。
2006年，東西分析推出國產(chǎn)首臺(tái)商用四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀GC-MS3100，標(biāo)志著國產(chǎn)質(zhì)譜儀器開始進(jìn)入市場(chǎng)。
臨床質(zhì)譜儀國產(chǎn)替代是大趨勢(shì)。由于醫(yī)院對(duì)進(jìn)口產(chǎn)品的天然信任感，以及進(jìn)口和國產(chǎn)儀器獲得NMPA批準(zhǔn)的時(shí)間差，早期國內(nèi)醫(yī)院采購的質(zhì)譜儀以進(jìn)口為主。國產(chǎn)替代背景下，國內(nèi)品牌在儀器端的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)正在形成，未來醫(yī)院會(huì)更傾向于選擇國內(nèi)品牌。從引進(jìn)質(zhì)譜儀，到貼牌報(bào)證，再到儀器高度國產(chǎn)化，最終在臨床端實(shí)現(xiàn)普遍國產(chǎn)替代，這是我國檢驗(yàn)設(shè)備的普遍發(fā)展路徑。
質(zhì)譜商業(yè)化路徑
在商業(yè)模式迭代上，我國臨床質(zhì)譜行業(yè)經(jīng)歷了醫(yī)院自建方法學(xué)、LDT模式為主流、IVD模式快速興起的過程，未來，將是IVD為主，LDT為輔，LDT模式與IVD模式長(zhǎng)期并存。
第一階段：醫(yī)院自建方法學(xué)。2018年以前，由于國內(nèi)臨床質(zhì)譜產(chǎn)業(yè)剛起步，配套不成熟，進(jìn)口廠家不具備開發(fā)試劑盒能力，國內(nèi)有開展質(zhì)譜分析需求的醫(yī)院只能選擇采購進(jìn)口質(zhì)譜儀，自建方法學(xué)，存在品種少、難以大規(guī)模復(fù)制推廣、穩(wěn)定性存疑等缺陷。
第二階段：LDT模式為主流，IVD模式萌芽。國內(nèi)臨床質(zhì)譜行業(yè)正式起步后，業(yè)內(nèi)企業(yè)積極通過區(qū)域收樣盈利的LDT模式，跑馬圈地。
第三階段：IVD模式快速興起。小部分企業(yè)率先倡導(dǎo)IVD模式，目前IVD模式已經(jīng)受到行業(yè)普遍認(rèn)可，進(jìn)展迅速。合規(guī)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范發(fā)展的第一步。國內(nèi)醫(yī)院有強(qiáng)大的檢驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，外送樣本需求并不強(qiáng)烈，IVD模式可保證質(zhì)譜項(xiàng)目質(zhì)量可控、結(jié)果穩(wěn)定準(zhǔn)確，更受醫(yī)院信賴。
第四階段：IVD為主，LDT為輔。這是臨床質(zhì)譜行業(yè)實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展的最終階段，成熟項(xiàng)目使用IVD模式，LDT模式在早期IVD產(chǎn)品未獲批的情況下快速開展服務(wù)，特別適合創(chuàng)新類應(yīng)用，兩種模式并行，壯大臨床質(zhì)譜行業(yè)。
圖 | 臨床質(zhì)譜商業(yè)模式迭代，源起基金整理
CFDA近年就質(zhì)譜在臨床檢測(cè)方面的應(yīng)用已有所放開，衛(wèi)生部對(duì)新生兒疾病篩查規(guī)范推動(dòng)MS-MS的應(yīng)用；國家質(zhì)檢總局與國標(biāo)局對(duì)Maldi-TOF MS通則的制定則在一定程度上推動(dòng)了其在微生物檢測(cè)領(lǐng)域的發(fā)展。
目前質(zhì)譜各臨床應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管辦法仍不完善，同時(shí)考慮到國外質(zhì)譜早期臨床項(xiàng)目先以LDT形式在臨床醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室使用，國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)已在積極制定LDT管理辦法，相關(guān)政策陸續(xù)完善出臺(tái)，將推動(dòng)臨床質(zhì)譜行業(yè)快速發(fā)展。質(zhì)譜臨床應(yīng)用空間的進(jìn)一步打開，仍需持續(xù)關(guān)注LDT制度的放開與物價(jià)部門的態(tài)度。
長(zhǎng)期以來，我國缺乏LDT相關(guān)的明確規(guī)定。2021年3月18日，國家藥監(jiān)局發(fā)布修訂后的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理?xiàng)l例》，其中第53條明確指出，“對(duì)國內(nèi)尚無同品種產(chǎn)品上市的體外診斷試劑，符合條件的醫(yī)療機(jī)構(gòu)根據(jù)本單位的臨床需要，可以自行研制，在執(zhí)業(yè)醫(yī)師指導(dǎo)下在本單位內(nèi)使用。”該條內(nèi)容被行業(yè)內(nèi)普遍解讀為政府從法律法規(guī)層面對(duì)LDT予以認(rèn)可，LDT模式的合法化將為臨床質(zhì)譜檢測(cè)行業(yè)帶來發(fā)展機(jī)遇。
一方面，LDT模式將大大促進(jìn)第三方獨(dú)立醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)行業(yè)的發(fā)展，使更多質(zhì)譜檢測(cè)產(chǎn)品通過第三方檢驗(yàn)服務(wù)快速落地，為企業(yè)創(chuàng)造一定現(xiàn)金流，并在此過程中積累相關(guān)數(shù)據(jù)，不斷完善產(chǎn)品；另一方面，LDT合法化使質(zhì)譜檢測(cè)企業(yè)的發(fā)展?jié)摿Ω鼮槊鞔_，有利于該領(lǐng)域初創(chuàng)企業(yè)的順利融資，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。
尤其是在多組學(xué)結(jié)合發(fā)展的臨床檢驗(yàn)新時(shí)代，利用基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等組學(xué)工具搭配而成的臨床檢驗(yàn)新路徑，需要“IVD+LDT”的新模式才能快速實(shí)現(xiàn)臨床轉(zhuǎn)化。
結(jié)語：精準(zhǔn)醫(yī)療的前提是精準(zhǔn)診斷，精準(zhǔn)診斷的實(shí)現(xiàn)形式就是基因測(cè)序和質(zhì)譜。質(zhì)譜與基因測(cè)序一樣，由科研逐漸走向臨床，作為一種新興技術(shù)，臨床質(zhì)譜與基因測(cè)序有許多共同點(diǎn)，現(xiàn)在的臨床質(zhì)譜檢測(cè)類似于早期的基因測(cè)序，這也就意味著臨床質(zhì)譜不僅可以復(fù)制基因測(cè)序的發(fā)展鏈路，還可以規(guī)避諸多發(fā)展瓶頸，迅速進(jìn)入高速發(fā)展期。
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