NGS Cancer Panel

이 승 배

2014-08-28 0

1

1. 분자진단 Player의 NGS 기반으로의 확장

Major 분자 진단 Player의 변화

PCR 장비 PCR 시약 PCR 진단서비스 NGS 장비 NGS 시약 Bioinformatics

PCR, DNA Chip 중심 진단 제품 다수 - Global Top 기업(MS 28%, 2010)

정제 핵산추출 라이브러리 NGS용 시약 다수

NGS시약업체인수

NGS장비업체인수

3세대 NGS장비 업체 Genia 인수

분석 Tool업체 인수

고도화분석업체 인수

유전체 DB업체인수

NGS 장비 개발 (2015년 출시)

PCR 중심 진단 제품 다수 - Global 2위 기업(MS 11%, 2010)

Global 분자진단 주요 기업(4개 기업 Global 전체 MS의 80%이상 차지): ROCHE, QIAGEN, ABBOTT, Gene-Probe

기존 PCR중심 분자 진단기업이 최근 NGS 장비->NGS 시약->Bioinformatics tool->고도화 분석 서비스-> 상용 DB까지 NGS기반 전체 Line up을 빠르게 구축, 강화하고 있음.

2

2. Cancer 분야 분자진단 기술 비교.

Cancer분야 진단은 특정 변이 탐지 여부보다 전체 변이패턴(Genomic Signature)의 정확한 분석이 필요하며 이를 위해서는 기존 분자진단 기술(PCR 등)보다 보다 정교하고 포괄적인 기술인 NGS 기술이 적합.

분자 진단 기술 Trend Cancer 분야 분자진단에서 기술 비교 Cancer 진단분야 별, NGS vs. Cytogenetic/PCR/DNA Chip비교

분자진단 기술 Trend의 전이

Cytogenetic(세포유전학)기반 암 진단 현미경 관찰에 의한,암세포의 염색체 변형 수준 확인하여 진단함.

PCR 기반 암 분자진단 Cytogenetic 방법으로도 확인되지 않는 즉, “눈에 보이지 않는 분자수준의 특이사항"을 질병의 진단이나 치료 등 임상에 이용 하는 것을 분자 진단이라고 하며, PCR/진단시약 주로 사용했음.

③ NGS기반 암 분자진단 - 최근 암 진단Trend는 소량의 알려진 특정 변이만 탐색하고 변이 유/무만 확인하는 PCR 방식이 아니라, NGS기반의 전체 변이의 특징적 패턴(Genomic Signature)을 분석하고 진단하는 것에 집중되고 있음. -출처: Nature- Signatures of mutational processes in human cancer.

암 Screening/Diagnostics에서 NGS가 PCR 비교 우위.

- PCR 방식은 암 변이 탐침(Probe)을 이용해, 이미 알려져 있는

소량의 암 변이 유/무만 확인이 가능하며, 전체 변이 패턴 분석에는

어려움이 있으나,

- NGS는 모든 변이 탐지와 패턴 분석이 가능하여, 동일한 암이라도

환자마다 상이한 변이와 패턴이 있는 진단에 최적.

Glioblastoma(악성 뇌종양) 분자진단 사례-TCGA Project

변이 패턴에 따라 Proneural(전 신경),Neural(신경),Classical(고전),Messenchymal (중간엽)로 구분되며, 각각은 유전자 발현과 항암 요법에서 서로 다른 예후 보였음. 특정 암-특정변이만으로 진단이 가능하지 않고 전체 변이패턴 분석이 중요.

“ Glioblastoma subtyping사례와 같이, 유전자 한 두 개를 PCR 한다고 해서

해당 암에 대한 결정할 수 있는 문제가 아님” – Colombia의대 Dr. Jung

암 변이 종류

Cytogenetic (현미경 분석)

PCR DNA Chip NGS

SNP, Point mutation

부적합 Point mutation

적합 SNP 적합

전체 적합

Small In/Del Insertion가능 부적합 Del 적합 전체 적합

Structural rearrangements

염색체 구조만 가능

RNA 만 일부 가능

DNA/RNA 일부 가능

전체 적합

CNV 부적합 부적합 적합 적합

RNA Expression 부적합 부적합 적합 적합

출처: ‘Advantages of Nextgen Sequencing vs Conventional Analysis Methods in Cancer’-LIFE SCIENCE TOOLS AND DIAGNOSTICS 2013.11

진단기술

CNV : Copy Number Variation

3

3. NGS 기반 분자진단

분자진단 Player들이 Cancer 분야에서 기존 진단 상품보다 cost-effective하고 정교한 NGS기반 Multiplex Panel 진단 상품으로 빠르게 변화해가고 있음.

분자진단 Player 동향 NGS 기반 Cancer Panel

NGS 기반 Cancer Panel - 검체 대상의 DNA/RNA를 NGS Sequencing 한 후, Cancer Driver mutation(1)들을 Multiplex(동시,다량)하게 탐지/Pathway 분석하고 연관된 치료제 정보를 제공하는 진단 제품.

Cancer Panel 구성 요소

Panel Kit ① Target mutation capturing (probe) 시약. ② Target mutation용 NGS Library 시약. ③ Manual (처리방법, NGS 분석 Guide, 변이 정보 등)

Roche, Qiagen, Illumina 등

Panel Diagnosis 서비스

미국:Myriad, Quest, LabCorp 한국:랩 지노믹스 등

Panel Diagnosis Player 진단방법

분자진단 Player의 변화

(1) 시약과 장비 Player 변화 - PCR 기반 분자진단 장비와 시약 제조 중심에서 NGS 기반 Panel용 kit 제조로 빠르게 확장 진행 중. 주요 사례 : Roche, Qiagen

(2) 진단 서비스 Player 변화 - Cancer 분야에서 기존 PCR,DNA Chip기반 진단 서비스에서

NGS-Panel 기반 진단서비스로 빠르게 전이.

주요 사례 Quest diagnostics 300개 Cancer 변이탐지 panel인 OncoVantage를 출시 - turnaround time:10~14일, 가격 $2,400~2,800(‘14.1) ‘15.3월까지 추가 Panel 출시 계획,$ 4,000, MSKCC(2)에 제공. 출처: Genomeweb- June 04, ‘14

Myriad genetics 기존 BRACAnalysis진단제품(‘14,7천억 매출)을 ’15년 내, NGS기반 ‘myRisk Hereditary Cancer panel’로 전환 출시 예정 발표. - Turnaround 14일, 가격 $4,000. 출처: Genomeweb- May 09, ’13

③ LabCorp ’14년부터 NGS 기반 진단 확장 계획 발표(HLA testing 등)

illumina사로 부터 NGS와 Panel kit 제공 협력. Omicia사와 Bioinformatics 분석 협력 체결. 출처: Genomeweb,’14)

Panel Diagnosis Player 검체 체취

Kit

Panel kit

구매

Panel Kit 제조사

병원

DNA/RNA

Sequencing

Driver mutation

검출(수십~수백개)

(1)Driver Mutation: 환자의 암 발생 및 진행, 치료제에 대한 반응을 결정해 주는 주된 암 유전자. (2)MSKCC: New York Memorial Sloan-Kettering Cancer Center

변이간 Pathway

/ 연관 치료제 분석

전체 분석

Report

4

BGI Tech (’12) 深圳华大基因科技服务有限公司

58% 80% 100% 51% 95%

BGI(Beijing Genomics Institute)

- 深圳华大基因科技有限公司

1999년 북경 설립

2008년 BGI-Shenzhen으로 H.Q 변경

기능적으로 Holding Company 역할

BGI Dx (’10) 深圳华大基因医学有限公司

BGI Ark Biotechnology(’12) 深圳华大基因科技服务有限公司

농업/순환경제기업(’09) 深圳华大农业与循环经济科技有限公司

Complete Genomics (‘13)

형질전환 동물 연구

복제 동물 연구

- 세계최대 돼지복제 시설.

- 무균 미니피그 개발

- 양 복제, 개발

- 종양실험용 쥐 개발

산전태아진단

- NIPT

- 희귀질환

신생아 유전자 진단

기타 유전 진단

Sequencing 서비스

- 1세대(Sanger)

- NGS

Genotyping(DNA Chip用)

Bioinformatics 분석

Sample Preparation

美 NGS 장비 기업 합병.현재, 중국 cFDA장비로

인가 진행 중.

식물 종자/육종 연구 개발

최근(6월), 중국내 투자자들로 부터 지분 20%에 해당하는

RMB 2billion 투자유치 (KRW 3,200 억 원)

전체 기업가치 $1.6 Billion(KRW 1조6천억 원)

1 2

BGI 전체 자회사 중, 수익이 가장 높음.

현재 홍콩증시, IPO 진행 중. 1

2

4. BGI 기업 구조