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高通量基因测序产品的临床评价
2021年12月30日 | 点击数:476 | 【】【】【
   目前,基于大规模平行测序的高通量测序技术发展迅猛。不同于大多数体外诊断技术只能检测到单一或确定的几个指标来诊断一种或几种特定的疾病状态,高通量测序技术(Next Generation Sequencing,NGS)能够检测到人类基因组中超过30亿个碱基,并由此识别出个体可能拥有的大约300万种遗传变异。NGS目前主要应用于无创产前筛查、胚胎植入前遗传学检测、肿瘤基因突变和遗传病等临床检测项目。其检测具有数据量大、通量大、分析复杂等特点。近年来,测序平台产品更加成熟、类型更加多样,错误率也不断下降,同时测序通量不断提高,由原先的兆级通量发展到百万兆级水平。测序技术日新月异的同时,监管技术也在不断发展。
    美国对相关产品进行整体评价
    2011年,美国食品药品管理局(FDA)开始研究对NGS产品的评价,参与制定相关标准,建立“下一代序列:临床检测标准化”工作组,并组织了一系列研讨会。FDA将临床用高通量基因测序仪作为II类医疗器械管理,于2013年率先批准了两个基于MiseqDx基因测序仪的针对囊性纤维化的NGS产品。产品评估的重点是如何使用有代表性的变异来评估仪器的分析性能,以及如何使用聚合的公共数据来支持检测基因中变异的临床相关性。
    虽然上述仪器能够较为准确和可靠地检测基因组序列中可能存在的每一个突变,但要求申请人提供全部数据是不可行的。因此,FDA使用了不同序列、不同突变类型的代表性变异数据集证明了MiseqDx的分析测试性能,且证明该变异数据集具有充分的分析性能,并合理保证测试能够成功识别基因组中的相关变异,而不需要申请人提交测试识别的每一种变异数据。
    FDA把基因测序产品定义为在特定NGS仪器(如MiseqDx)上执行人类DNA测序分析的产品,其工作流程由标准操作程序定义,且指定了所包含的材料和程序。因此,FDA将测序仪、试剂及软件作为整体来进行批准,并对测序仪进行标签清单的特殊控制管理,而不是按照常规的体外诊断产品进行独立评价。例如,Illumina MiSeq Dx囊性纤维化临床测序检测产品就是由文库制备和样品提取试剂、测序试剂和消耗品、MiSeq Dx仪器和数据分析软件组成的。
    我国采取独立审批方式
    在我国,基因测序仪和建库试剂均作为第三类医疗器械进行管理。与FDA的监管方式存在差异,我国对基因测序仪和建库试剂、测序试剂采取独立审批的方式。
    2014年,我国首次批准基因测序仪上市,截至今年10月底,已有来自十多个公司的基于多种测序原理的基因测序仪产品获得批准,包括基于可逆末端终止法的安诺优达基因科技(北京)有限公司的基因测序仪Next Seq 550AR和Illumina公司的基因测序仪MiSeqDx Instrument、NextSeq 550Dx Instrument等;基于半导体原理的中山大学达安基因股份有限公司的基因测序仪DA8600等;基于联合探针锚定聚合技术与DNA纳米球原理的武汉华大智造科技有限公司的基因测序仪BGISEQ-50和后续的MGISEQ机型等。其中一部分测序仪采取临床试验的路径验证临床性能,另一部分产品则采用同品种比对的路径,通过与同原理的产品进行对比分析的方式进行临床评价。
    评价需关注有代表性的检测项目
    基因测序仪临床性能的科学评价对于促进基于测序原理的临床检验项目的健康发展具有重要意义。基因测序技术平台的操作和分析较为复杂,针对不同的检测目的和预期用途,采用的样本类型不同。而人类和其他物种基因组信息和结构的差异和多样性会造成检测的核苷酸类型、序列变异类型,以及测序技术和性能指标方法存在差异。例如不同物种的基因组、不同的变异类型、不同的核酸类型会对基因测序仪产出数据的质量和通量有不同的要求,因此需要采用有代表性的检测项目来研究产品的临床性能。
    总的来说,各个国家和地区均很重视对基因测序仪安全性和有效性的科学评价和管理。美国采取试剂、仪器及软件整体评价的方式,对测序产品末端结果的判读严格监管。由于法规体系不同,我国采用与欧盟相同的监管方式,对基因测序仪和试剂独立审批,但产品仍是作为一个整体进行评价。应当注意,针对NGS产品自身特点,产品评价应更多关注代表性目标的覆盖性与性能。

  (来源:中国医药报)
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