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未来智库:新冠检测行业全景分析及重点投资标的

l1、新型冠状病毒检测方法

新型冠状病毒的检测方法主要包含核酸检测、抗体检测、抗原检测几种方法。由 于抗原检测检出率较低,目前新冠检测主要集中在抗体和核酸检测。核酸检测目 前是新型冠状病毒检测的“金标准”,具有早期诊断、灵敏度和特异性高等特点; 但抗体检测操作便捷、检测迅速,可作为核酸诊断的补充手段。

1.1、核酸检测

检测原理

所有生物除朊病毒外都含有核酸,核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸 (RNA)。新型冠状病毒(2019-nCoV)属于 Beta 冠状病毒属(Betacoronavirus),该 病毒是蛋白包裹的单链正链 RNA 病毒,寄生和感染高等动物(包括人)。病毒 中特异性 RNA 序列是区分该病毒与其它病原体的标志物,新型冠状病毒出现后, 我国科学家已经成功发现了新型冠状病毒中的特异性核酸序列。如疑似患者样本 中能检测到新型冠状病毒的特异性核酸序列,则认为该患者可能被新型冠状病毒 感染。

新型冠状病毒常用的核酸诊断方法有两种:病毒核酸特异基因检测和病毒基因组 测序。最常见的检测新型冠状病毒特异性核酸序列的方法是荧光定量 PCR(聚合 酶链式反应)。由于新型冠状病毒是 RNA 病毒,试剂盒检测基本都采用反转录 加实时聚合酶链式反应法(RT-PCR),扩增病原体的核酸 (RNA) ,同时通过荧 光探针实时检测扩增产物。在 PCR 反应体系中,包含一对特异性引物以及一个 Taqman 探针,该探针为一段特异性寡核苷酸序列,两端分别标记了报告荧光基团 和淬灭荧光基团。探针完整时,报告基团发射的荧光信号被淬灭基团吸收;如反 应体系存在靶序列,PCR 反应时探针与模板结合,DNA 聚合酶沿模板利用酶的外 切酶活性将探针酶切降解,报告基团与淬灭基团分离,发出荧光。每扩增一条 DNA 链,就有一个荧光分子产生。荧光定量 PCR 仪能够监测出荧光到达预先设定阈值 的循环数(Ct 值)与病毒核酸浓度有关,病毒核酸浓度越高,Ct 值越小。不同生 产企业的产品会依据自身产品的性能确定本产品的阳性判断值。

由于每个 RT-PCR 反应需要 2 个小时左右才出结果,因此,试剂盒在开发时一般 都针对病毒序列中高度保守的 2-3 个序列比如编码 replicase(复制酶)或者 necleocapsid(核蛋白衣,核鞘)的核酸序列设计引物,但是各个方法用的序列都 不完全相同。一些方法使用 multiplex,也就是把多个目标序列在同一反应管中扩 增;另一些采用分步,先用一个目标序列筛查,阳性后再用另一个序列确认,这 样可以有效缩短整个流程时间,加快检测速度。另外 RNA 病毒变异很快,用多 个保守目标序列可以防止病毒变异造成的假阴性。

目前批准产品均基于新型冠状病毒基因组中开放读码框 1a/b(open reading frame 1ab,ORF1ab)、包膜蛋白(Envelope protein, E)和核衣壳蛋白(nucleocapsid protein, N)进行选择。不同产品的检测原理基本一致,但是其引物、探针设计存在不同, 有单靶区段(ORF1ab)、双靶区段(ORF1ab、N 蛋白)、三靶区段(ORF1ab、 N 蛋白和 E 蛋白)的检测和判读差别。一般检测位于病毒 ORF1ab 和 N 基因上的 两个靶标,同一份标本需满足双靶标阳性或重复检测为单靶标阳性或两种标本同 时满足单靶标才能确认 SARS-CoV-2 病毒核酸阳性。

检测流程

检测程序需要经过五个步骤,取样、留样、保存、核酸提取、上机检测。首先根 据试剂盒说明书进行样本采集,样本类型包括咽拭子、鼻拭子、痰液、支气管灌 洗液、肺泡灌洗液等。由于 RNA 易降解,因此,采集样本时使用无 RNA 酶的拭 子和无 RNA 酶的储存管。获得患者样本后,需尽快进行检测,如无法立即检测 需要进行低温封装,并送到专门的检测机构进行检测。检测机构收到样本后,对 样本进行核酸提取,核酸提取试剂应使用批准产品说明书中指定的核酸提取试剂 盒。最后是荧光 PCR 核酸检测,也就是上机器检测,将提取物进行荧光 PCR 扩 增反应,需要 70—80 分钟。

1.2、抗体检测

病毒侵入人体后,人体会产生相应的特异性抗体进行防御。免疫球蛋白是机体在 抗原物质刺激下由浆细胞产生的一类能与抗原特异性结合的血清活性成分,根据 分子结构和抗原特异性的不同,将免疫球蛋白分为五类:IgG、IgA、IgM、IgD、 IgE。

抗原初次进入机体后,经过一定的潜伏期产生浆细胞并合成分泌抗体。最早出现 的是 IgM,但该抗体维持时间短、浓度低、亲和力较低,在血中持续数日至数周, 是急性期感染的诊断指标;在 IgM 接近消失时,IgG 的含量达到高峰,IgG 产生 晚,但浓度高、维持时间长、亲和力高,血清 IgG 阳性提示感染中后期或既往感 染,当数月乃至数年再次接触相同抗原时,最初原抗体量稍有下降,可能是由于 一部分原有抗体被再次进入的抗原所结合,从而暂时降低了抗体含量,但短期内 抗体含量迅速增加,可能比原来抗体含量高数倍至数十倍,以 IgG 为主,在体内 持续时间也长,IgM 很少增加。

本次疫情中,通过研究者对 COVID-19 患者进行研究发现,病毒侵入人体后,IgM 抗体大约需要 5~7 天产生,IgG 抗体在 10~15 天时产生。2020 年 3 月 4 日,国家 卫生健康委员会发布了最新版本的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》 在原有诊疗方案的基础上增加了血清学检测,作为确诊病例和疑似病例的诊断依 据之一。血清学检测便是通过检测血液样本中的特异性抗体 IgM 和 IgG 的存在及 含量,来间接判断体内有无病毒及病毒感染情况。目前临床中常用的抗体血清学 检测方法有 3 种:酶联免疫吸附试验法、化学发光免疫分析法、胶体金免疫层析 法。

酶联免疫吸附法(ELISA)

ELISA 是一种结合抗原、抗体特异性反应和酶对底物高效催化作用的高敏感性免 疫学实验技术。测定时,受检的标本与固相载体表面的抗原或抗体起反应。用洗 涤的方法使固相载体上形成的抗原抗体复合物与液体中的其他物质分开。再加入 酶标记的抗原或抗体,也通过反应结合在固相载体上。固相上的酶量与标本中的 受检物质的量成比例。加入酶反应底物后,底物被催化成有色产物,产物的量与 标本中受检物质的量直接相关。所以,可根据呈色的深浅进行半定量或定性分析。 该检测方法灵敏度较高,载体标准化难度较低,但检测速度慢、易污染、步骤较 为繁琐。在实际应用中,需要根据抗原抗体的特性设计不同的检测法,目前有双 抗体夹心法、免疫抑制法、竞争法、直接法&间接法等类型。

胶体金免疫层析法

是以胶体金为示踪标志物,应用于抗原抗体检测的一种新型免疫标记技术,氯金 酸(HAuCl4)在还原剂作用下,可聚合成一定大小的金颗粒,形成带负电的疏水胶 溶液。由于静电作用而成为稳定的胶体状态,故称胶体金。胶体金试纸,是将胶 体金标记的生物大分子在 PVC 材质的试纸固定,留加样孔,并设检测线和质量控 制线。在加样孔上加入样品后,再滴加液体介质,试纸上进行层析。根据试纸上 的免疫反应发生结果,即胶体金位置是否有红色条带出现判断检测结果。

该方法无需特殊处理标本,仅需一滴血即可在 15 min 内通过肉眼观察获取检测结 果,突破了现有检测技术对人员、场所的限制,缩短检测时间,操作方便快速, 在基层医疗单位及现场检测中广泛使用。目前针对新型冠状病毒,已经报道的有 两种胶体金试纸,一种是检测新型冠状病毒的抗原-双抗体夹心法,另一种是检测 患者血液里特异性针对新型冠状病毒的 IgM 抗体-IgM 捕捉法。在疫情爆发期,需 要大规模做阳性检测时,适合使用总抗检测,同时联卡操作也比较简单,只需要 操作一次,而分开检测需要滴加两次样,用两次卡。

化学发光免疫分析法

化学发光免疫分析法是将高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相 结合,用于各种抗原、抗体、激素等检测。该法灵敏度高于 ELISA,具有特异性 强、线性范围宽、结果稳定、操作简化等特点,广泛应用于临床标本的检测。但 是该方法对设备、操作、使用环境的要求比较高,使用时需要配套的化学发光仪 器。

抗体检测的灵敏度和特异度

灵敏度反映诊断试验检出感染者的能力,若过低,会出现较多假阴性结果,影响 疾病的诊断、干预和预后,严重可导致患者过早死亡;特异度衡量诊断试验正确 判断非感染者的能力,若过低,则会出现较多假阳性结果,导致医疗资源的浪费, 并造成患者及群众的焦虑和恐慌。因此,具有较高灵敏度和特异度是抗体检测技 术的应用基础。

1.3、不同检测方法优缺点对比

与抗体血清学检测相比,核酸检测能够检测到处于窗口期的患者,及早发现感染 者,是新型冠状病毒检测的“金标准”,但是对检测设备或平台要求较高,高灵 敏度的 RT-PCR 仪价格昂贵,对实验室的洁净度和操作人员要求也较高。此外,核 酸检测耗时较长,考虑到样本运输、样本积压的情况,通常最快 24 小时才可以报 告结果。

与核酸检测相比,抗体血清学检测的血液标本更易获取且标本质量有保证、操作 简单快捷、很大程度上降低了医护人员在标本采集和检测过程中被感染的风险、 更易于基层实验室展开筛查工作等。如果说核酸检测病毒的核糖核酸(RNA), 是病毒存在的直接证据,那么抗体检测的就是患者血液中被刺激产生的抗体,是 间接证据,对临床有提示作用。当核酸检测阴性时,将 IgM 和 IgG 抗体检测增加 进去,可以弥补核酸检测容易造成漏诊的缺点。

目前市场上主流的抗体检测方法学是化学发光,但化学发光平台做新冠试剂并没 有优势,主要因为该方法对设备、操作、使用环境的要求比较高。对比核酸检测, 化学发光的核心优势就是取样及操作简易,但没有快速检测的优势。针对于普通 筛查或者说针对于非发达国家,胶体金检测方法对人员、场地、设备要求都非常 低,适用于大规模的快速检测。国际企业如罗氏、雅培等在胶体金方面是没有技 术储备的,实际上全球的胶体金检测(包括新冠肺炎、传染病、流感、疟疾、性 病等)大部分的供应量还是在中国。

1.4、检测结果分析

抗原进入机体需经过一定的潜伏期才会产生 IgM 与 IgG。在这一期间,血清无法 检出 IgM 与 IgG,核酸检测能检测处于窗口期的患者是否受到感染。而抗体检测 在取样过程和检测时间等方面都有核酸检测无法相比的优势。因此在实际检测过 程中需要二者联合检测,综合判读,弥补不足。根据中国官方文件的建议,核酸 检测用于检测是否受试者携带病毒,而抗体检测用于核酸检测结果阴性的疑似患 者补充检测或者联合核酸检测。新冠病毒感染检测由以核酸为主的阶段,转变为 核酸、抗体协同检测阶段。

根据武汉大学人民医院检验科徐万洲等医生在2020年2月27日发表的《血清2019 新型冠状病毒 IgM 和 IgG 抗体联合检测在新型冠状病毒感染中的诊断价值》文 献中的研究:该研究采用回顾性研究方法,收集 2020 年 1 月 20 日至 2020 年 2 月 17 日在武汉大学人民医院就诊的门诊和住院患者 284 例,其中 205 例为 新型冠状病毒肺炎患者,包括 2019-nCoV 核酸检测阳性的确诊患者 186 例,以 及 2019-nCoV 核酸检测阴性但临床症状和 CT 检测结果符合《新型冠状病毒肺炎 防控方案(第五版)》患者 19 例,作为病例组。排除新型冠状病毒肺炎的其他疾 病患者 79 例,作为对照组。

采用全自动化学发光免疫分析技术对所有研究对象进行血清 2019-nCoV IgM 和 IgG 抗体检测,将 284 例研究对象 2019-nCoV IgM 和 IgG 抗体检测结果和核酸 检测结果进行比较:2019-nCoV 抗体检测的阳性预测值为 95.63%(197/206), 阴性预测值为 91.03%(71/78),2019-nCoV 核酸检测的阳性预测值为 100% (186/186),阴性预测值为 80.61%(79/98)。2019-nCoV 抗体和 2019-nCoV 核 酸诊断 2019-nCoV 感染的总符合率为 88.03%(250/284)。经 χ2 检验,两种指 标诊断 2019-nCoV 感染的差异有统计学意义(χ2=151.99,P<0.05)。对 19 例 具有 COVID-19 临床症状及 CT 影像学特征但核酸检测阴性的临床确诊患者血 清学检测发现,2019-nCoV IgM 抗体呈阳性反应 16 例( 84.21%),2019-nCoV IgG 抗体呈阳性反应 18 例(94.74%)。

结果显示:血清 2019-nCoV IgM 和 2019-nCoV IgG 的临床敏感度分别为 70.24% (144/205)和 96.10% (197/205),临床特异度分别为 96.20%(76/79)和 92.41% (73/79)。2019-nCoV 抗体检测的阳性预测值为 95.63%(197/206),阴性预测 值为 91.03%(71/78),2019-nCoV 核酸检测的阳性预测值为 100% (186/186), 阴性预测值为 80.61%(79/98)。2019-nCoV 抗体检测和 2019-nCoV 核酸诊断 2019-nCoV 感染的总符合率为 88.03%(250/284)。得出结论:血清 2019-nCoV IgM 和 IgG 联合检测可作为新型冠状病毒感染的有效筛查和诊断指标,是新型冠 状病毒肺炎核酸检测假阴性的有效互补。

在 2020 年 3 月 4 日发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》 中,明确将抗体检测结果纳入确诊病例的诊断标准,以及疑似病例的排除标 准。如果疑似病例血清特异性 IgM 和 IgG 抗体阳性,IgG 抗体由阴性转为阳 性或恢复期较急性期有 4 倍及以上升高,则可以诊断其感染了新冠病毒。疑 似病例的排除标准,需要同时满足病毒核酸检测结果阴性,以及发病 7 天后 新冠病毒 IgM 和 IgG 抗体仍为阴性两个条件。

假阳性和假阴性结果的原因

2020 年 2 月 21 日,国家卫健委印发《新型冠状病毒肺炎防控方案(第五版)》, 在实验室检测技术指南中明确指出,核酸检测结果阴性不能排除新冠病毒感 染,需要排除可能产生假阴性的因素。具体因素包括:样本质量差,比如口 咽等部位的呼吸道样本;样本收集的过早或过晚;没有正确保存、运输和处 理样本;技术本身存在的原因,如病毒变异、PCR 抑制等。

核酸检测假阴性

根据国家卫健委临床检验中心信息,在被感染者中检出核酸,需同时满足以 下四个条件:

被感染者的细胞中有一定量的病毒。不同病程、不同病情患者机体中的 病毒存在量可能不同,已有病毒感染,但由于在相关部位采集不到病毒 或采集到的病毒量太少,以致现有方法检测不到,也称窗口期。

采集标本时,必须采集到含有病毒的细胞。采集部位不当,如采集口咽 拭子时,采集深度不够;采集鼻咽拭子没有采到鼻腔深处等,采集到的 细胞可能大部分都不含病毒,即可能造成假阴性。

可靠的体外诊断试剂。国家卫健委临床检验中心也表示,部分厂家的试 剂产品由于研发时间短,也没有使用已知临床样本进行必要的性能确认, 可能存在对试剂优化不充分以及试剂批间差异大等问题。从试剂方面分 析原因,可能与试剂引物设计有关,也可能与各位点检测灵敏度相关。

规范的临床核酸检测实验室(合理的分区、有能力的检测人员和严格的 质量管理体系)。除了检测试剂本身,实验室规范与否也会对检测结果 产生重要影响。标本运输保存条件、临床实验室的规范操作、结果判读 和质量控制等都是保证检测结果准确可靠的关键因素。

检测特异抗体也可以明确患者是否“近期或既往感染过新型冠状病毒”,有 助于核酸检测阴性但临床上疑似患者的确诊。但是特异抗体检测阳性不能像 病毒核酸检测阳性一样作为病毒感染的“金标准”,因为抗体检测容易受到 血液标本中的一些干扰物质,如类风湿因子、非特异 IgM、溶血所致的高浓 度血红蛋白等的存在而出现“假阳性”结果。

抗体检测假阳性

溶血或红细胞标本:红细胞的细胞内液中各种酶可与底物发生非特异性 反应,且血红蛋白中亚铁血红素与 HRP 活性类似,可催化底物,造成 ELISA 检测假阳性;检测区堆积形成颜色较浅的非特异性条带,干扰目 视法判定胶体金试纸结果。

纤维蛋白的影响:由于标本凝集不全或离心转速过低、时间太短,血清 中的纤维蛋白未完全析出,形成的块状或絮状物堵塞洗板机头。

细菌污染标本:菌体内可能含有内源性 HRP,造成 ELISA 假阳性结果; 此外,疏水性的菌体碎片与金标粒子或捕捉抗体发生结合,影响 GICA 判读。

患者自身原因:体内存在自身抗体、嗜异性抗体等,如患有某些基础疾 病或免疫功能异常,或长期服用某种药物,可产生异常蛋白抗体或特殊 物质,如类风湿因子、甲胎蛋白、补体等,具有一定吸附作用,造成抗 体检测假阳性。

2、新冠检测试剂盒国内外上市情况

2.1、国内外审评要求

2020 年 3 月以来,新冠肺炎全球爆发,为应对紧张的疫情,国家药品监督管理局 (NMPA)、美国食品药品监督管理局(FDA)、世界卫生组织(WHO)开放了 应急审批通道,加快了新型冠状病毒检测试剂盒的审批。

今年 2 月 28 日,美国微生物学会(the American Society of Microbiology, ASM) 致函 FDA,对在新冠肺炎爆发期间,通过紧急使用授权(emergency use authorization EUA)流程可能对供临床实验室用的诊断检测的影响表示担忧。一天 后,FDA 发布即时生效的指南,允许某些实验室在获得 EUA 授权之前使用实验 室开发的检测(laboratory developed test,LDT)。

FDA 在 3 月 16 日更新后的指南中表示,商业制造商可以开发新冠病毒检测,在 提交 EUA 请求之前的 15 个工作日内,一旦通过验证,就可以开始使用相关的检 测。制造商可以提供检测的使用说明,并在其网站公布检测性能信息。FDA 同时 通过没有紧急使用授权的情况下,准许使用血清学检测,但要求在检测中包括警 告声明,注明“FDA 指出,该测试尚未得到 FDA 审评,抗体检测的结果不应作 为诊断或排除新冠病毒感染,或告知感染状况的唯一依据。”

通过对比中国CMDE、美国FDA以及WHO对于新冠检测试剂盒的注册审评要求, 总体来说,中国的审评要求更加严格,对于细节的要求比较充分和明确。同时, 明确的具体要求也有利于申请人在产品确认过程中一步到位,但国际监管机构也 有部分先进的经验值得我国学习。

2.2、国内外获批试剂盒

截至 2020 年 4 月 26 日,国家药品监督管理局已应急审批 30 个新型冠状病毒检测 试剂。其中核酸检测试剂 18 个,抗体检测试剂 11 个。

国外疫情日趋严峻,各国陷入试剂盒短缺的困境。国产试剂盒具有先发临床和成 本优势,多家国内企业开始向世界各国出口试剂盒。3 月开始,欧洲严峻疫情态 势产生新冠检测的巨大需求,多家中国企业瞄准了欧洲庞大的新冠检测市场,并 积极推动自主研发的新冠检测产品进入欧洲市场。截至4月22日,据不完全统计, 国内从事新冠检测相关产品研发生产的企业近千家,其中产品已获得 CE 认证的 企业超过 160 家。

相比欧盟 CE 认证而言,美国市场的准入门槛更高。截止 2020 年 4 月 27 日,核 酸检测产品已获得美国 EUA 的 40 余家企业中,多为业内知名的跨国巨头企业, 其中有四家中国企业:华大基因、南京科维思、迈克生物、复星医药;而核酸检 测产品已同时取得国内 NMPA 注册证书、欧盟 CE 认证和美国 FDA EUA 的国内 企业只有华大基因、迈克生物、复星医药三家公司。

在抗体检测产品中,乐普医疗的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)抗体检测试剂盒(胶 体金免疫层析法)于 3 月 27 日取得 FDA EUA 准入,安图生物的新型冠状病毒抗 体检测试剂盒(胶体金法,英文名称:Anti-SARS-CoV-2 Rapid Test)于 2020 年 4 月 24 日获得 FDA EUA 认证。此外,国内企业万孚生物、三诺生物等的抗体检测 试剂盒也已按照 FDA 发布的《Policy for Diagnostic Tests for Coronavirus Disease-2019 during the Public Health Emergency》完成 Notification 程序,并且完 成了公司注册和产品列名,标志着公司该产品具备了在美国上市销售的资格。

2020 年 4 月 25 日,我国商务部发布公告,“自 4 月 26 日起,取得国外标准认证 或注册的新型冠状病毒检测试剂、医用口罩、医用防护服、呼吸机、红外体温计 的出口企业,报关时须提交书面声明,承诺产品符合进口国(地区)质量标准和 安全要求,海关凭商务部提供的取得国外标准认证或注册的生产企业清单验放”。 这也就意味着新冠检测产品的出口只需要取得国外标准认证或注册,无需拥有国 内注册证。但同时很重要的一点是出口企业必须进入中国医药保健品进出口商会 企业清单才能被验放。目前,符合规定的企业都在积极申请加入,截至 4 月 28 日,已有 51 家企业进入清单。

而在此前 2020 年 3 月 31 日,国家商务部会同海关总署、国家药监局发布《关于 有序开展医疗物资出口的公告》(2020 年第 5 号),要求自 4 月 1 日起,同时获 得 NMPA 注册证书和国外特定区域准入资格的企业可实现国内及获授权的国外 地区新冠检测产品的销售。此次“双证”限制的放开,进一步促进国内 IVD 企业 的新冠检测产品出口。

3、国内外新冠检测试剂盒需求测算

3.1、国内新冠检测试剂盒需求测算

根据国内 CDC 等机构数据统计,截至 2020 年 3 月底,国内新冠检测数量(含核 酸及抗体检测)在 1500 万人份以上,包含确诊患者、高危人群以及疑似病例的排 除等,其中国内确诊患者从确诊到出院全流程至少需要检测 5 次。根据草根调研 数据,核酸检测收费国内基本上在 150 元-270 元(各地区及检测机构有所差异, 主要分为医院和第三方检测机构,第三方检测机构价格高于医院),抗体检测收 费在 100 元左右,绝大多数医保承担,部分自费隔离患者自己承担。

4 月 24 日,湖北省在全国范围内率先开始新冠病毒检测试剂集中采购。4 月 26 日,湖北省药械集中采购服务平台发布《湖北省新型冠状病毒相关检测试剂集中 采购拟中选企业公示》,本次湖北新冠病毒检测试剂集采共有 19 家企业申报竞价, 其中 14 家申报核酸检测试剂组,5 家申报抗体检测试剂组。结果共有 4 家企业中 标核酸检测试剂盒(迈克生物、达安基因、武汉明德生物、华大生物),2 家企 业中标检测试剂盒(珠海丽珠、南京诺唯赞),采购执行周期原则上为 1 年。 我们以中标公司报价的平均值作为检测试剂的平均出厂价,计算得出核酸检测产 品平均出厂价为 21.417 元,抗体检测产品平均出厂价 13.393 元。我们预计后续其 他省份也将陆续开展集采工作,新冠检测收费价格也将对应下降。

对于 2020 年国内新冠检测的需求测算,我们分为以下四个假设:

1)医院现存确诊患者以及住院、陪护等检测:根据国家发布的《新冠肺炎诊疗方 案第七版》中的相关规定,保守估计现存确诊患者每人治愈出院前进行两次核酸 检测,共需 2280 次检测。我们还要关注医院住院病人以及陪护人员的情况,全国 多地都出台了对住院患者及陪护人员进行新冠肺炎检测的政策,例如黑龙江省政 府规定4月16日起二级及以上医疗机构对所有入院患者和陪护人员开展核酸和血 清抗体检测,浙江大学医学院附属第二医院对 3000 多位住院病人开展新型冠状病 毒核酸检测和新型冠状病毒血清抗体检测,做到应检尽检。对这部分人群的测算, 首先根据 2016-2018 年每年医院入院人数保守估计 2020 年将达到 20216 万人次, 假设一个患者有一名人员陪同,他们都将进行一次检测,推测得到检测需求量为40432 万次。与此同时,假设每位医护人员进行 2 次检测,那么推算共需要 2400 万次。

2)境外输入检测:当前国内疫情防控积极向好的态势来之不易,对于境外输入环 节的防控坚决不能放松。北京、上海等多个入境点城市都发布了对所有入境人员 全面落实集中医学观察和核酸检测的规定。根据北京市疾控中心介绍,4 月 1 日 至 4 月 13 日期间,入境人员累计 3122 人,据此我们保守估计一个月全国入境人 员为 2 万人。由于全球疫情原因,各个国家对出入境都进行了严格把关,入境人 员短期内并不会出现大的增幅。按照 2020 年剩下 8 个月计算,假设今年累计入境 16 万人次,每人进行一次核酸检测,故需要 16 万次检测。

3)复工、复学检测:许多企业都会组织复工复产的员工进行核酸检测,进一步确 保安全性。报道显示,截至 4 月 14 日,全国规模以上工业企业平均开工率已达 99%,其它行业也基本复工,还未复工的仅为少数。我们假设还有 100 万的跨省 市复工人员,每人进行一次检测,推算检测需求量为 100 万次。同时,教师群体 以及学生群体也是重点目标人群,不少省市地区在近日宣布将会在开学之后对返 校师生进行“核酸检测”,广州已经对 20.8 万名首批复学的高三、初三师生员工, 全覆盖开展核酸检测。根据教育部披露的 2018 年在校师生的数据,以此为基础进 行测算。假设每位师生进行一次核酸检测,预计检测需求量也将达到 2.93 亿次。

4)常态化检测:当前疫情防控已经进入常态化。4 月 22 日,中共中央政治局常 委、国务院总理、中央应对新冠肺炎疫情工作领导小组组长李克强主持召开领导 小组会议,会议指出做好常态化防控要提升检测能力,大规模开展核酸和抗体检 测。日前,上海率先发布了单位或个人可自愿自费预约进行核酸检测的通知,截 至 4 月 24 日,已经有北京、上海、广州、山西、天津等地公布了新冠检测机构。

我们对于自愿检测的人群数量进行了预估,假设东部发达地区的检测比率是 5%, 中西部地区的检测比率是 3%,推算自愿检测需求达到 5390 万次。

综上,根据我们的推算,国内从目前到今年年底检测需求量共计为77641.42万次, 我们假设其中 70%为核酸检测,30%为抗体检测。以湖北省中标公司报价的平均 值作为出厂价,最终推算得到国内新冠检测的市场规模约为 147.59 亿元。

3.2、国外新冠检测试剂盒需求测算

3 月以来,国外疫情爆发,先是在欧美等发达国家迅速传播,近期第三世界国家 如南美、非洲等地疫情日渐严重,同时暴露出新冠检测试剂盒供应不足的问题, 我们选择一些典型的发达国家以及发展中国家对于未来几个月全球(除中国)新 冠试剂盒的需求进行测算。

根据现有各国新型冠状病毒确诊情况以及检测情况的数据,我们选取了目前确诊 人数大于 5000 的国家,推算了整个疫情期间各国的检测试剂需求量。首先计算出 “现已检测总次数/总确诊数”,对疫情发展做出“情景 1”、“情景 2”、“情景 3”三种假设情况下的预测。在情景 1 下,我们假设发达国家未来新增患者数是现 在确诊人数的 2 倍,发展中国家未来新增患者数是现在确诊人数的 4 倍;情景 2 按照发达国家 3 倍、发展中国家 5 倍;情景 3 按照发达国家 4 倍、发展中国家 6 倍进行假设,以此为基础推算出未来预计需要检测的次数。同时,对于未来疫情 好转之后的常态化检测也进行预估,假设发达国家总人口的检测比率为 5%,发展 中国家相对低一些为 3%。

由于发展中国家医疗服务能力较低,医疗物资非常匮乏,通常检测标准较低。假 设:1)发达国家确诊患者治愈出院需要经过两次检测,而在发展中国家只需进行 一次检测。2)发达国家核酸试剂盒平均出厂价 32.2 元,抗体试剂盒平均出厂价 20.1 元(按照比国内价格高 50%计算)。所有检测试剂盒中 70%为核酸试剂盒, 30%为抗体试剂盒。3)发展中国家的试剂盒平均出厂价要低于发达国家,假设核 酸试剂盒平均出厂价 27.9 元,抗体试剂盒平均出厂价 17.5 元(按照比国内价格高 30%计算)。使用的所有检测试剂盒中 30%为核酸试剂盒,70%为抗体试剂盒。

最终我们预测得到,在情景 1 假设下,全球(除中国)新增市场规模将合计超过 10.78 亿美元;在情景 2 假设下,全球(除中国)新增市场规模将合计超过 11.84 亿美元;在情景 3 假设下,全球(除中国)新增市场规模将合计超过 12.90 亿美 元。表 11 以情景 2 为例,测算疫情发展期间现存患者、预计新增患者需要检测的 次数,以及疫情达到平稳状态后常态化检测的需求:

可以看到,无论是国内还是国外,对于新冠检测试剂盒以及检测服务的需求巨大。 我们对于国内代表性的企业(含生产型企业及服务型企业)进行了测算,量化分 析新冠检测试剂盒销售或新冠检测服务对于公司 2020 年利润的增厚,测算结果如 下表所示:

4、国内外代表企业试剂盒介绍

4.1、罗氏

2020 年 3 月 13 日,美国 FDA 授予罗氏(Roche)公司 Cobas 新冠病毒测试紧急 使用授权(EUA),用于定性检测符合 CDC COVID-19 临床标准患者的鼻咽和口 咽拭子样本。该检测可以在已经在世界各地广泛使用的罗氏全自动 Cobas 6800/8800 高通量系统上运行。

Cobas 新冠病毒检测是一款单孔双靶点检测试剂,它包括新冠病毒的特异性检测 和包含新冠病毒在内的 sarbecovirus 亚属的泛 sarbecovirus 检测。用于运行该检测 的 Cobas 6800/8800 系统可在三个半小时内提供检测结果。而且,它具有高度的灵 活性,其最高通量可在约 3 小时内提供多达 96 个检测结果。另外,在 24 小时内, Cobas 6800 系统可以提供 1440 个检测结果,而 Cobas 8800 系统则可提供 4128 个 结果。该检测还可与用于 Cobas 6800/8800 系统的其他检测试剂盒同时运行。

4.2、赛默飞世尔

赛默飞世尔与罗氏几乎同时获批,获批产品为 TaqPath COVID-19 Combo Kit, 该款试剂盒采用了 Applied Biosystems 的微流体芯片 TaqPath Assay(TAC)技术, 可以在 4 个小时内提供检测结果。(TAC)提供综合、多重和灵活的呼吸道病原 体检测 Panel。和普通实时荧光定量 PCR 相比较,TaqMan 微流体芯片灵敏度高, 特异性强,可快速检测、鉴别多种病毒、细菌等病原类型。

近日,FDA 向罗格斯大学临床基因组学实验室授予了首个可用于唾液样本的新冠 病毒检测的紧急使用授权(EUA),该检测的最初版本由赛默飞世尔科技开发, 相关检测试剂盒TaqPath COVID-19 Combo Kit已于3月获得FDA紧急使用授权。 本次获得最新授权的改进版本名为“TaqPath SARS-CoV-2 Assay”,由罗格斯大学 下属生物样本库 RUCDR Infinite Biologics、Spectrum Solutions 公司以及临床实验室 Accurate Diagnostic Labs 共同开发,可用于包括唾液在内的多种标本类型以及 更多核酸提取和扩增系统。这是首款获得 FDA 紧急使用授权用于唾液样品的新冠 病毒分子检测,这意味着该检测将比目前的鼻和咽拭子方法更易于被应用于大规 模人群的筛查,并有助于降低医护人员感染的风险。

与此同时,赛默飞公司最新收购的荷兰诊断公司 Qiagen 也得到了美国政府资助。 美国生物医学高级研究和发展管理局(BARDA)提供 Qiagen59.8 万美元加速研 发 QIAstat-Dx 检测试剂盒,可用于区分新冠病毒和其他 21 种严重呼吸道感染病 毒,可在 1 小时内提供结果。

4.3、雅培

雅培有 2 款产品获批,分别是 RealTime SARS-CoV-2 &ID NOW COVID-19。ID NOW COVID-19 检测试剂在短短五分钟内就可给出阳性结果,在 13 分钟内给 出阴性结果,是目前速度最快的即时检测之一。该测试将在公司的 ID NOW系 统上运行,在医生办公室、紧急护理诊所和医院急诊科等广泛的医疗保健环境中 提供快速的结果。

ID NOW 平台体积小、重量轻(6.6 磅)和便携(小型烤面包机的大小),并使用 分子技术,由于其高度的准确性而受到临床医生和科学界的重视。ID 现在是目前 美国最广泛使用的分子即时检测平台之一。公司正与美国政府合作,将测试递送 到可能产生最大影响的地区。

4.4、华大基因

2020 年 1 月初,华大基因开始研制新冠病毒核酸检测试剂盒。1 月 14 日,官方正 式宣布试剂盒研发成功。3 月 27 日,华大基因宣布试剂盒获得 FDA 紧急使用授 权(EUA),可正式进入美国临床市场进行销售,成为国内首家获得该授权的企 业。此前该新型冠状病毒核酸检测试剂盒已获得国家药监局颁发的医疗器械注册 证和欧盟 CE 认证。截至 2020 年 4 月 15 日,公司新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸 检测试剂盒(荧光 PCR 法)已获得欧盟、美国、日本、澳大利亚的注册证书。

华大基因新型冠状病毒核酸检测试剂盒采用 RT-PCR 荧光探针法,具有以下特点:

a) 灵敏度高:经过临床标本验证达 100 copies/mL

b) 特异性好:与 SARS 等冠状病毒无交叉反应

c) 检验过程全程质控:设置内参值监控取样质量和检测流程

截至目前,华大基因累计生产新型冠状病毒核酸检测试剂盒上千万人份,日产能 可达 200 万人份。国际方面,已驰援 60 多个国家和地区,国际订货量数百万人份。

4.5、万孚生物

公司新型冠状病毒(2019-nCoV)抗体检测试剂盒(胶体金法)于 2020 年 2 月 22 日通过国家药监局应急审批,正式获得医疗器械注册证,成为首批正式获准上市 的新冠病毒抗体现场快速检测试剂。产品用于体外定性检测人血清、血浆和全血 样本中新型冠状病毒抗体(IgM/IgG),15 分钟出结果,为新冠肺炎的疑似患者、 无症状患者、密切接触者,核酸检测阴性者提供快速、便捷的现场检测手段,是 对核酸检测的补充或协同。

2020 年 3 月 5 日,万孚生物的三个新冠抗体检测试剂获欧盟 CE 认证,进入欧盟 市场。本次获准的三款新型冠状病毒抗体检测试剂为:

2019-nCoV 新型冠状病毒抗体检测试剂(免疫层析法)

2019-nCoV 新型冠状病毒抗体检测试剂(荧光免疫层析法)

2019-nCoV 新型冠状病毒 IgM 抗体检测试剂(荧光免疫层析法)

截至一季度末,公司新冠抗体产品已经覆盖到韩国、德国、意大利、巴西、委内 瑞拉等 20 多个国家和地区。我们估计第一季度公司新冠产品的贡献约在 1.2 亿元 以上,国内外各占一半,检测人次约 600 万。3 月份,公司新冠检测试剂盒产能 最低在 30 万人份/天,目前产能已经提升到 70 万人份/天,由于全球疫情的发展, 该产品处于供不应求的状态,预计海外为 Q2 带来较大业绩弹性。

4.6、迈克生物

2020 年 1 月,新型冠状病毒感染肺炎疫情在国内爆发。1 月 21 日,迈克相关部门 全面复工,加班加点投入研发生产;1 月 27 日,公司分子诊断平台下首批核酸检 测试剂试产成功;2 月 21 日,公司相继完成分子诊断、化学发光免疫、快速检测 等三个平台检测产品的研发工作并进行产品注册申报;3 月 1 日,新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)通过应急审批通道取得国家药品监督 管理局颁发的产品注册证书,可以满足国内各级医疗机构新冠核酸检测产品需求, 为国内防疫工作贡献力量;至 3 月 6 日,公司新冠核酸检测产品和新冠胶体金检 测产品均取得 CE 认证,其中新冠核酸检测产品可出口欧盟国家。4 月 16 日,迈 克生物宣布新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)获得美国 FDA 签发的紧急使用授权(EUA)。

公司的新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)用于体外定性 检测新冠肺炎疑似病例、疑似聚集性病例患者、其他需要进行新型冠状病毒感染 诊断或鉴别诊断者的咽拭子和痰液样本中,新型冠状病毒(2019-nCoV)ORF1ab 基因、N 基因和 E 基因。此次获证试剂盒为三重靶标设计,较一个靶标和两个靶 标设计的试剂盒,能更大程度避免新冠病毒的漏检,临床试验显示试剂盒拥有良好的试剂性能,灵敏度和特异性高,检验耗时相对较短,可实现 2 个小时内完成 96 个测试。

公司新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)获证初期,产品 日均产能约 20 万人份,随着生产人员数量增加和生产线优化,日均产能已逐步提 升至 50 万人份。由于受上游原材料供应的影响,公司前期新冠检测产品的产能使 用率在 50%左右。目前在执行的部分订单主要来自瑞士、奥地利、意大利、马来 西亚、新加坡等欧盟国家及部分东南亚国家,截至 4 月 22 日,公司目前已收到的 订单约 400-500 万人份。该产品于 4 月 15 日获得美国 FDA EUA 后,公司收到的 产品咨询和商务意向增加,订单在逐步洽谈中。

4.7、安图生物

此次疫情中,安图生物有化学发光、胶体金、分子诊断三大技术平台五项新冠病 毒检测试剂获欧盟 CE 准入资格。安图生物的新型冠状病毒抗体检测试剂盒(胶体 金法,英文名称:Anti-SARS-CoV-2 Rapid Test)于 2020 年 4 月 24 日获得 FDA EUA 认证。

化学发光平台

新型冠状病毒(2019-nCoV)IgG 抗体检测试剂盒(磁微粒化学发光法)

新型冠状病毒(2019-nCoV)IgM 抗体检测试剂盒(磁微粒化学发光法)

胶体金平台

新型冠状病毒(2019-nCoV)IgM/IgG 双抗体检测试剂盒(胶体金法)

分子诊断平台

新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试剂盒(PCR-荧光探针法)

质控品

新冠病毒核酸检测质控品

4.8、科华生物

2020 年 3 月 17 日,科华生物同时取得新型冠状病毒核酸 PCR 法、新型冠状病毒 IgM/IgG 抗体检测 ELISA 法(酶联免疫吸附法)、新型冠状病毒 IgM/IgG 抗体检测 金标法四种相关产品的欧盟市场自由销售证书:

新型冠状病毒(2019-nCoV)ORF1ab/N/E 基因核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)IgM/IgG 抗体检测试剂盒(胶体金法)

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)IgM 抗体检测试剂盒(ELISA 法)

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)IgG 抗体检测试剂盒(ELISA 法)

疫情爆发以来,科华生物产品走向海外、积极参与意大利疫情防控,已与意大利 疫情防控机构达成意向,将由科华生物通过 TGS 专业团队向坎帕尼亚地区首批提供 25 万人份的新型冠状病毒(SARS-CoV-2)IgM/IgG 抗体胶体金法检测试剂,并将 根据当地疫情防控形势持续提供支持帮助。

4.9、达安基因

达安基因自主研发的产品“新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)”已获得国家医疗器械产品出口销售证明和欧盟 CE 认证。该试剂盒用于体 外定性检测新冠肺炎疑似病例、疑似聚集性病例患者、其他需要进行新型冠状病 毒感染诊断或鉴别诊断者的咽拭子、痰液样本中的新型冠状病毒(2019-nCoV) ORF1ab 和 N 基因。目前,公司已向多个国家申请相关准入资质,积极开拓海外 市场工作。截至目前公司已生产新冠检测试剂盒超过一千万人份。

同时,公司控股子公司——广州市达瑞生物技术股份有限公司还与 Nanopore 进行 深度合作,依托三代测序 MinIon 平台,快速开发了新型冠状病毒 2019-nCoV 全 基因组靶向扩增测序试剂盒(纳米孔测序法),该试剂盒在 ARTICNetwork 国际 项目小组提供方案的基础上,进一步优化引物和扩增条件,最终使用 97 对引物, 扩增产物覆盖 2019-nCoV 的整个基因组,扩增子的平均长度可达 800bp。

4.10、丽珠集团

3 月 14 日,国家药品监督管理局应急审批通过了丽珠集团研发的新型冠状病毒 (2019-nCoV)IgM/IgG 抗体检测试剂盒(胶体金法)(注册证号:国械注准 20203400240)。该检测试剂是珠海丽珠试剂股份有限公司与中国科学院武汉病毒 研究所联合研制,基于胶体金免疫层析技术,检测人血清、血浆和静脉全血样本 中新型冠状病毒(2019-nCoV)IgM 抗体和 IgG 抗体,可以作为核酸检测外的一 种补充检测手段。与此同时,该试剂也已获欧盟 CE 准入资格。

4.11、乐普医疗

乐普医疗全资子公司北京乐普医疗科技有限责任公司自主研发的新型冠状病毒 (SARS-CoV-2)抗体检测试剂盒(胶体金免疫层析法)于3月12日获得欧盟CE准入, 取得欧盟市场准入资格。同时该产品也在 3 月 27 日取得 FDA 美国食品药品监督 管理局 EUA 应急使用授权(Emergency Use Authorization)准入,获得美国市场销售 资格。

该款产品运用胶体金免疫层析技术,定性检测临床样本(血清/血浆/全血)中新型 冠状病毒(SARS-CoV-2)抗体的含量,为新冠肺炎的疑似患者、隔离或医学观察 和其他需要进行新型冠状病毒感染诊断或鉴别诊断者提供快速、准确、便捷的现 场检测手段。

PS:如需乐普试剂盒,请联系:微信 7281670

4.12、硕世生物

在疫情初期,硕世生物就积极投入到了新冠检测试剂的研发当中。新冠肺炎病毒 基因序列公布后,硕世生物仅用时 3 天,即研发成功新型冠状病毒肺炎(2019) 核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法),可实现对新冠病毒 ORF1ab、E、N 三个基因 靶标的检测,成为江苏法定检验机构检定合格的首个新型冠状病毒肺炎检测试剂, 满足各疾控中心和医疗机构的检测需求。此后,硕世生物又很快研发出新冠病毒 IgM/IgG 抗体联合检测试剂盒(胶体金法),通过全血、血浆、血清样本检测抗 体 IgM/IgG。

3 月 6 日,硕世生物的新型冠状病毒(2019)核酸检测试剂盒(荧光 PCR 法)获 得欧盟 CE 认证;3 月 12 日,新型冠状病毒 IgM/IgG 抗体联合检测试剂盒(胶体 金法)再度获得欧盟 CE 认证。公司产品“新型冠状病毒 2019-nCoV 核酸检测试 剂盒(荧光 PCR 法)”也已于 4 月 16 日取得国家药品监督管理局颁发的医疗器 械注册证书。

本文来源:未来智库

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