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宋海波:我国体外诊断关键原材料现状及思考

CACLP2019年7月6日 14:31 点击:160

作者 | 宋海波

近年来,我国IVD产业以15%以上的年增速快速成长,2018年我国的体外诊断产品市场容量已达700亿元,成为整个医疗器械行业中增速最快的细分市场。但按全国人均计算,我国每人每年的体外诊断支出仅5美元左右,远低于发达国家平均25-30美元的水平,仍处于行业生命周期中的发展阶段。随着人们对健康事业关注增强、人口老龄化进程加剧、以及国家对医疗行业的相关政策的支持,健康中国建设的不断推进,预计在未来五年甚至更长的一段时间,我国IVD行业仍将处于快速发展的黄金时期。

体外诊断仅耗费了3%的医疗资源,但是提供了临床诊断超过70%的信息,被称为医生的“眼睛”。今年中美贸易摩擦以来,以中兴、华为为首的通讯行业首当其冲,受到了很大的影响。

这些前车之鉴也让许多体外诊断行业从业者开始思考一个问题:如果发达国家突然停供涉及体外诊断命脉的上游原材料和关键部件,我们的体外诊断产业会面临着什么样的压力?!

体外诊断系统主要由诊断仪器和诊断试剂构成,然而无论是诊断仪器还是试剂来说,都存在着与通讯行业类似的核心元器件和原材料严重依赖进口的“卡脖子”情况。我国体外诊断试剂上游原材料市场容量预计将达60亿,再加上体外诊断仪器关键零部件(组件),总体市场容量将高达100亿元以上,但大量依赖进口的情况非常严重。

对于常见的体外诊断仪器来说,其主要依赖进口的核心元器件包括:


(1)单光子计数模块

单光子计数模块是化学发光免疫分析的核心关键部件,用于对化学发光试剂所产生的微弱光子进行计数,目前国内年消耗量约一万个,单价在6000-10000元/个。目前国内只有深圳新产业生物和深圳迈瑞公司购买光电倍增管(价格约2000-2500元/个),自己研发电路来构成单光子计数模块,其它公司都需要对外采购,市场几乎全部被日本滨松公司所垄断。

(2)凹面平像场光栅

凹面平像场光栅是高端全自动生化分析仪的核心关键零件,用于后分光单色光的产生。目前国内生产高端全自动生化分析仪的厂家(深圳迈瑞、长春迪瑞、深圳新产业)都是使用日本岛津(SHIMADZU)的凹面平像场光栅。国内宁波源绿光电有限公司也实现了凹面平像场光栅的生产,但由于价格和质量的原因,并未获得国内主要生化分析仪的厂家的认可。

(3)激光器

激光器是流式细胞仪、流式颗粒荧光分析仪、数字PCR、高端五分类血液分析仪的重要关键部件,用于产生稳定且光斑窄细的光源,以便对检测对象进行照射或激发,从而形成检测信号。目前高端流式细胞仪等仪器都采用美国相干(Coherent)的产品,价格在3万-4万/个。国内苏州维林光电有限公司已经可以实现高性能激光器的生产,价格约在2万/个,仅有进口产品的一半左右,获得部分国内厂家的使用。

(4)加样针

加样针是高端全自动生化分析仪和全自动化学发光免疫分析仪的重要关键零件,用于吸取微量样品(最低1ul)到反应杯中。加样针是一系列设备的关键零部件,其质量直接影响仪器的整体性能指标。目前国产高端生化分析仪和化学发光分析仪的加样针全部依赖进口,加样针的进口供应商主要有日本伊藤制作所、日本高砂和瑞士UNIMED等。深圳万臣科技和深圳中科康森瑞特也在做加样针,但因为性能原因,目前还没有在国产高端仪器中得到应用。

(5)柱塞泵

柱塞泵是全自动生化分析仪、全自动化学发光免疫分析仪等体外诊断仪器的关键部件,主要用于吸取样品和试剂。目前国内高端体外诊断产品都选用美国IDEX公司的柱塞泵,价格在1500-2000/个。近几年深圳垦拓、深圳恒永达、东莞聚瑞公司都研发并量产出性能不错的柱塞泵,并在一些国内知名体外公司的一些产品中得到应用。

(6)无阀柱塞泵

无阀柱塞泵是全自动化学发光免疫分析仪的重要关键部件,主要用于将激发底物泵入反应杯。无阀柱塞泵的厂家主要是日本的IWAKI,价格2000元/个左右。去年东莞信浓公司研发出无阀柱塞泵,并在一些公司的产品中试用,但目前还没有大批量使用。

(7)电磁阀

电磁阀是全自动生化分析仪、全自动化学发光免疫分析仪、五分类血液分析仪的关键部件,主要用于液流的切换和通断,其性能好坏直接影响整机性能。目前高端产品的电磁阀主要还是进口品牌,主要有德国宝帝和日本SMC,价格500-1000/个。深圳垦拓最近几年进步很快,研发并量产的电磁阀在很多国内体外诊断公司的产品中得到批量应用。

(8)鞘流池

鞘流池是全自动五分类血液细胞分析仪、流式细胞仪、流式颗粒荧光分析仪的关键部件,主要用于产生鞘流和检测区域,每年需求量约为4万~5万个。目前主要依赖德国Hellma、日本Japan cell等进口供应。目前国内有光学器件加工公司相继投入到流动室的产品研发当中,其中已经实现量产的有福州高意科技、福州荣德光电科技等,前者与迈瑞公司独家合作开发,一般不销售给国内其他血球仪厂家;而福州荣德光电近两年才有产品出现,厂家使用均还处于样品验证阶段,并未批量使用。由于流动室的制程工艺从石英玻璃毛坯到成品涉及约几十道工序,多数关键工艺依赖于熟练的技工,因此制程稳定性差,不良率较高。目前国产产品的精度不如进口流动室,使得其一般只使用在低端五分类血球仪,不能使用到要求较高的中高端产品。


体外诊断试剂中核心原材料对于进口依赖的情况与诊断设备相比有过之而无不及:

(1)抗原和抗体

主要用于各类免疫诊断,是最重要的体外诊断原料之一,广泛用于酶联免疫分析、化学发光免疫分析、胶体金侧向层析、荧光免疫侧向层析等检测平台,目前国内市场容量已经接近30亿。抗原和抗体国际先进企业包括Hytest,Medix, Meridian等。国内创新创业在这一领域极为活跃,许多新项目与国外的差距越来越小,但也应该看到目前自身免疫、高血压等大类的核心原料国内仍然无法自主生产,而且部分单体市场价值在1亿元以上的大宗抗体(如HbA1c、d二聚体、CKMM等)国内产品的质量仍无法达到临床应用的需求,几乎全部依赖进口。

(2)酶/辅酶/酶底物

广泛用于生化、免疫、分子、POCT、凝血、血糖等几乎所有的体外诊断子领域,是应用面最广泛的核心生物原料,目前国内的酶/辅酶/酶底物市场约20亿,主要由罗氏、东洋纺等进口品牌主导。酶制剂相关的产品技术门槛高,市场较为零散,国内各个细分领域发展不平衡,国内企业在RT-PCR分子诊断领域、凝血、血糖等大量使用酶的体外诊断领域的实力仍较薄弱。部分基础性原料如辣根过氧化物酶、抗坏血酸氧化酶等量大面广的基础性产品严重依赖进口,“卡脖子”现象极为严重。

(3)磁微粒/微球/NC膜

是磁微粒化学发光、胶乳免疫比浊、免疫荧光、液相芯片、核酸提取等过程的关键材料与反应载体。目前国内磁珠市场约2亿,胶乳微球约1亿,NC膜约2亿。这部分产品国内主流厂家几乎全部采用进口如Merck、GE、Thermo Fisher、JSR的产品。近年来,国内已有一些团队进行了相当深入的核心技术储备,但目前还没有形成大规模的销售,其生产工艺稳定性与品牌影响力还有待检验,总体国产化率仍然极低。

试剂原材料和设备元器件在整个体外诊断产业链中居于重要的战略意义。

它们是体外诊断技术创新的源头,下游临床应用技术的创新往往需要原材料层面进行支撑,因此想要掌握最先进的诊断技术,常常需要先掌握最先进的原料技术;其次,这些核心原料对于诊断系统的性能影响极大,核心原料的性能极限在很大程度上决定了体外诊断系统性能的上限,想要开发性能最强的诊断技术也经常需要高端的原料进行支撑。目前我国核心原料产业大量依赖进口,国外厂家处于垄断地位导致成本高居不下,严重影响了中国企业的国际竞争力。而且在贸易战的背景下,大量进口的核心原材料持续顺畅供应难以得到充分保障,严重影响了整个体外诊断行业的产业安全。仅拿辣根过氧化物酶这一种原料举例,该酶制剂的市场价值仅有数千万元人民币,但是却支撑了将近一半的生化诊断试剂以及大部分酶联免疫分析试剂及相当部分的磁微粒化学发光试剂,一旦这单一原料的进口供应不稳定,将直接导致国内体外诊断行业出现极大的波动,对下游数万亿的医学检验乃至整个医疗产业造成极大的影响。2017年罗氏诊断生命科学部原料部全球销售额近2.65亿瑞士法郎,约合17亿人民币,其中生化和免疫原料占到50%以上,分子诊断原料占到约30%。罗氏诊断也是较早进入到中国市场的国际公司之一,据统计2017年罗氏在中国IVD原料销售额超过2亿人民币,是中国诊断试剂生化酶原料市场份额最大者和市场领跑者。东洋纺健康医学部2017年度全球销售近357亿日元,约合20亿人民币。东洋纺在中国IVD市场产品以生化原料和大包装试剂为主,也在积极布局分子诊断原料市场,2017年总体原料销售近2亿人民币。BBI公司2017年全球销售额近4.6亿人民币,其中蛋白质和抗体相关产品销售额近4700万人民币,增长幅度为36.2%。此业务毛利率为41.6%。迈迪安生命科学部2016年全球销售额近5000万美金,其中中国市场贡献超过400万美金,增长62%,中国市场的高增长率也是未来迈迪安发展的关键。

我国本土化的生物原材料上游活跃生产研发经营企业瀚海新酶、菲鹏生物、蓝园生物、阿匹斯、诺唯赞、海狸生物、百川飞虹、海肽生物、华美生物、中美歆新、探生生物、普泰生物、为度生物、英芮诚、珠海博美、爱博生、博奥森、隆基生物、科跃中楷、奥创生物、健乃喜、上海领潮、贤至生物、近岸科技、索莱尔博奥、万科隆、格瑞林等也有着不错的市场表现。


我国的上游关键原材料行业近年来有了长足的发展,但仍存在如下显著的发展瓶颈:

1) 起步晚,基础弱:国产体外诊断产业规模的形成也就二十年的时间,近十年发展尤为迅速,但关键原料和关键部件基本都是选用国外品牌,国内关键原料和关键部件是随着国内体外诊断产业发展跟随着发展的,有一定的滞后性。而且关键原料对于整个体外诊断产业来说属于上游,市场空间要小,因此进入这个领域的都是个人为主,公司规模普遍不大,研发能力欠强,产品质量不高,工艺稳定性不佳,这些都是一个产业从小到大发展的必经过程,也是目前需要正视的现状;

2)品牌弱,市场推广难:体外诊断下游厂家在研发阶段,为保证产品质量,一般都是选用进口的关键原料和关键部件,另外体外诊断试剂的毛利率比较高,因此下游生产企业选用国产原料和部件动力不高。而对于已经研发完成的产品,如果要变更关键原料和关键部件,按照现在的医疗器械的管理条例需要重新注册或注册检验,因此只有在有很大的成本压力的情况下,下游厂家才有意愿去选用国产关键原料和关键部件,进一步造成国产化替代的成本较高。此外,国内大部分体外诊断试剂或仪器厂家对于国产原料歧视性对待,导致原料厂商处于弱势地位,即使在产品质量过关的情况下,也常常会面对客户过分的价格要求,导致难以获得合理的利润进一步发展壮大。

体外诊断的核心原料产业是牵一发而动全身的战略领域,谁能在此领域获得发展或尽早布局,谁将是未来体外诊断发展的主载,且该领域的发展和进步既保证了体外诊断产品生产研发的战略安全,也很好的解决了“受制于人”和确保产品安全生产的“备胎”问题。认真面对这些问题,如何确保我们国家的体外诊断生产安全,在突发制约状况发生的情况下,我们能有很好的“备胎”计划,这就需要我们有很好的建议和进行深入的思考。对于我国本土化的上游原材料生产企业而言,需要更加系统且严谨地进行有效的质量控制,从原材料到最后的生产纯化及工艺都必须严格把关,做好体外诊断试剂、仪器生产的坚实后盾,共同推动我国体外诊断行业走上更加健康的发展道路。

为此,需要本土化的原料供应商进一步的提升自身的创新能力与产品质量,不断增强自己的核心竞争力,这是获得长久发展的根本;

其次,需要下游体外诊断试剂和仪器的生产企业要改变观念,一定要知道产品的质量是在迭代中提高的,任何一款产品都是在使用过程中发现问题并解决问题,在问题的不断的解决中持续提高产品品质,如果国产的下游生产企业不使用国产的原料和部件,那么我们国家的体外诊断产业就永远会耽心被国外“卡脖子”;

再者,我们的资本和生产企业应重视和关注上游原材料的生产企业,要加大在这一领域的投入。这就如同我们国家的检验科不使用国产的体外诊断产品,就不可能成就我们国产的体外诊断产业发展一样。另外,下游厂家也不要一味的认为国产的就应该比进口便宜很多,不比进口便宜很多就不使用国产的,任何高质量的产品一定需要高投入的研发,靠低廉的价格就很难促进高质量产品的提升。观念不仅仅是从企业自身的经济角度看,而应该从整个行业和企业长久发展的角度去战略定位。为了促进关键原料和关键部件的发展,下游生产企业可以适当参股上游关键原料和关键部件的研发与生产公司,组成合作共赢的战略伙伴,进而推动和促进上游关键原材料的生产和研发。

马克思在 100 多年前就告诉我们一条真理,“从来就没有什么救世主,也没有神仙皇帝”。因此我们有责任和义务去关心支持我们本土化的上游原材料的生产、研发和销售企业,以更高的角度和要求来帮助我们本土化的上游原材料生产研发经营企业不断的提升品质和规模,当然人类健康的事业要靠全人类的共同努力,我们不能排斥发达国家的先进技术和优越性能与品质的好产品,正因如此我们必须始终在短板领域保有创新和进取的勇气,只有这样才能不断的缩小差距,才能在更好的为人类健康事业发展和进步服务的同时,不断的发展强大自身。


宋海波

全国卫生产业企业管理协会副会长

全国卫生产业企业管理协会医学检验产业分会会长

中国分析测试协会标记免疫分析专业委员会副主任委员

全国卫生产业企业管理协会实验医学分会秘书长

中国医学装备协会检验医学分会学术委员会副主任委员

全国医用临床检验实验室和体外诊断系统标准化技术委员会常务委员

中国体外诊断网、体外诊断资讯网、《中国体外诊断产业发展蓝皮书》编委会主编

《复合医学杂志》、《国际检验医学杂志》等杂志常务编委

天津医科大学、吉林医药学院客座教授

中国医疗器械政策研究与安全评价中心特聘研究员

CACLP创始人

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(来源: CACLP )


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