目前基于大規(guī)模平行測序的高通量測序技術發(fā)展迅猛。不同于大多數(shù)體外診斷技術只能檢測到單一或確定的幾個指標來診斷一種或幾種特定的疾病狀態(tài)，高通量測序技術（Next Generation Sequencing，下文簡稱NGS）能夠檢測到人類基因組中超過30億個堿基，并由此識別出個體可能擁有的大約300萬種遺傳變異。采用同品種比對完成醫(yī)療器械注冊的企業(yè)占有相當比例。
目前基于大規(guī)模平行測序的高通量測序技術發(fā)展迅猛。不同于大多數(shù)體外診斷技術只能檢測到單一或確定的幾個指標來診斷一種或幾種特定的疾病狀態(tài)，高通量測序技術（Next Generation Sequencing，下文簡稱NGS）能夠檢測到人類基因組中超過30億個堿基，并由此識別出個體可能擁有的大約300萬種遺傳變異。目前主要應用于無創(chuàng)產(chǎn)前篩查、胚胎植入前遺傳學檢測、腫瘤基因突變和遺傳病等臨床檢測項目。其檢測具有數(shù)據(jù)量高、通量大、分析復雜等特點。
目前測序行業(yè)大規(guī)模應用的高通量測序測序儀主要來源于Illumina、Life Technologies和華大基因。2005年第一臺Roche 454 Genome Sequencer 20面世，同時Illumina和Life Technologies也推出了各自的不同原理的測序平臺，之后兩家公司不斷推出了的一系列測序儀。Illumina于2010年推出了Hiseq系列，2011年推出臺式測序平臺Miseq，2014年發(fā)布了NextSeq 550，2016年推出了MiniSeq，2017年發(fā)布可擴展的NovaSeq系列。同時Life Technologies也推出了Ion PGM、Ion Proton及Ion GeneStudio S5系列。華大基因也在基于Ion Torrent平臺的 BGISEQ-100與基于CG平臺的BGISEQ-1000后，于2015年推出集成性的Revolocity測序儀和基于聯(lián)合探針錨定聚合技術與改進的DNA納米球原理的BGISEQ-500，并在2018年推出數(shù)據(jù)通量達到6TB的DNBSEQ-T7。測序平臺日新月異，10余年內(nèi)，產(chǎn)品更加成熟，有集成一體的也有小型臺式機型，錯誤率不斷下降，測序通量不斷提高，由原先的MB的通量發(fā)展到TB水平。測序技術飛速發(fā)展，也推動監(jiān)管技術不斷發(fā)展。
一．FDA的管理方式
從2011年，美國FDA開始研究NGS的評價，參與了科學界制定的相關的標準工作，建立“下一代序列：臨床檢測標準化”工作組，并開展了一系列的研討會。
FDA將臨床用高通量基因測序儀作為二類（特別控制）醫(yī)療器械管理。于2013年批準了第一個基于Miseq Dx基因測序儀的兩個針對囊性纖維化的NGS產(chǎn)品。產(chǎn)品評估的重點是如何使用有代表性的變異來評估儀器的分析性能，以及使用聚合的公共數(shù)據(jù)來支持檢測基因中變異的臨床相關性。
雖然儀器應該能夠準確和可靠地檢測基因組序列中可能存在的每一個可能突變，但要求提供這樣的數(shù)據(jù)是不可行的，因此使用不同序列不同突變類型的代表性變異數(shù)據(jù)集來證明了Miseq Dx的分析測試性能，證明該變異數(shù)據(jù)集具有充分的分析性能，合理保證測試能夠成功識別基因組中的相關變異，而不需要申請人提交測試可能識別的每一種可能變異的數(shù)據(jù)。
FDA把基因測序產(chǎn)品定義為在特定NGS儀器（如Miseq Dx）上執(zhí)行的人類DNA測序分析，其工作流程由標準操作程序定義，其中指定了所有材料和程序。因此，對基因測序儀的管理也采用新的監(jiān)管方法，將測序儀、試劑及軟件整合作為整體來進行批準，并對測序儀要求進行標簽清單的特殊控制管理，而不是按照常規(guī)的IVD產(chǎn)品進行獨立評價。例如，Illumina MiSeq Dx囊性纖維化臨床測序檢測由文庫制備和樣品提取試劑、測序試劑和消耗品、MiSeq Dx儀器和數(shù)據(jù)分析軟件組成。
二．我國基因測序儀的審評審批情況
在我國，基因測序儀和建庫試劑均作為Ⅲ類醫(yī)療器械進行管理。雖然與FDA的監(jiān)管方式存在差異，但我國也極為重視對基因測序儀的管理。由于監(jiān)管法規(guī)體系的不同，我國對基因測序儀和建庫試劑、測序試劑采取獨立審批的方式。
我國自2014年首次批準基因測序儀，目前我國已有來自十多個公司的基于多種測序原理的基因測序儀產(chǎn)品獲得批準。
目前已上市的產(chǎn)品有基于可逆末端終止法的安諾優(yōu)達基因科技（北京）有限公司的基因測序儀NextSeq 550AR和Illumina公司的基因測序儀MiSeqTM Dx Instrument，NextSeq? 550Dx Instrument等；基于半導體原理的Life 中山大學達安基因股份有限公司的基因測序儀DA8600和Technologies的PGM Dx等；基于聯(lián)合探針錨定聚合技術與DNA納米球原理的武漢華大智造科技有限公司的基因測序儀BGISEQ－50和后續(xù)的MGISEQ機型等。其中一部分測序儀采取臨床試驗的路徑驗證臨床性能，另一部分產(chǎn)品采用同品種比對的路徑，與同原理的產(chǎn)品進行對比分析。（見下圖）
圖1：我國基因測序儀批準情況
從上圖中我們可以看到，采用同品種比對臨床評價方式完成注冊的產(chǎn)品和企業(yè)占有較大比例。
鑒于基因測序技術平臺具有操作和分析較為復雜的特點，針對不同的檢測目的和預期用途，采用的樣本類型不同，而人類和其他物種基因組信息和結構的差異和多樣性會造成檢測的核苷酸類型、序列變異類型、測序技術和性能指標方法的差異，例如不同的物種的基因組，不同的變異類型，不同的核酸類型會對基因測序儀產(chǎn)出的數(shù)據(jù)的質(zhì)量和通量有不同的要求。因此需要采用有代表性的檢測項目來研究產(chǎn)品的臨床性能。
小結：基因測序儀作為測序行業(yè)的上游關鍵技術，其臨床性能的科學評價對于支持在臨床醫(yī)學的基于測序原理的檢驗項目的健康發(fā)展具有重要意義。中美兩國都極為重視對基因測序儀安全有效性的科學評價和管理。美國采取試劑、儀器及軟件整體評價的方式，對于測序產(chǎn)品末端的結果的判讀具有嚴格的監(jiān)管。由于法規(guī)體系的不同，我國采用與歐盟相同的監(jiān)管方式，對基因測序儀和試劑獨立審批，但產(chǎn)品同樣是作為一個整體進行評價。應當注意，針對NGS產(chǎn)品其自身特點，產(chǎn)品評價中更多關注代表性目標的覆蓋性與性能。隨著行業(yè)的發(fā)展和對產(chǎn)品認知的提升，也促使我們需要進一步研究和建立更為科學的臨床評價方法，以支持基于測序原理的檢驗項目的健康發(fā)展。
（文章來源：2021-10-21 CMDE 中國器審）