醫(yī)療器械之血糖監(jiān)測行業(yè)深度研究-技術(shù)迭代市場廣闊

醫(yī)療器械之血糖監(jiān)測行業(yè)深度研究：技術(shù)迭代，市場廣闊1

技術(shù)迭代，血糖監(jiān)測逐漸轉(zhuǎn)向

CGM時(shí)代從

BGM到

CGM，技術(shù)變革引領(lǐng)血糖監(jiān)測時(shí)代發(fā)展血糖監(jiān)測方法多樣，“點(diǎn)”、“線”、“面”不同維度覆蓋血糖變化情況。“點(diǎn)”

代表自我血糖監(jiān)測（self-monitoringofbloodglucose,

SMBG/bloodglucosemonitor,

BGM），通常使用指尖血血糖監(jiān)測，可以測定采樣時(shí)刻的血糖情況。

“線”是指連續(xù)血糖監(jiān)測（continuousglucosemonitoring,

CGM），通過皮下

微型電化學(xué)感應(yīng)器，每

5

分鐘測定一次血糖濃度，每天產(chǎn)生近

300

個(gè)血糖讀數(shù)，

可以得到患者全天的血糖波動(dòng)情況?！懊妗睘樘腔t蛋白（HbA1c），能夠

反應(yīng)患者

2~3

個(gè)月內(nèi)的平均血糖變化水平。這些血糖監(jiān)測方法從“點(diǎn)”、“線”、

“面”的不同維度反應(yīng)血糖變化信息。BGM是血糖監(jiān)測的常規(guī)檢測手段，經(jīng)過多個(gè)發(fā)展階段，目前處于第四代和第五

代血糖儀時(shí)代。自我血糖監(jiān)測儀最早在上世紀(jì)

60

年代發(fā)明，1979

年第一代血

糖儀推出，歷經(jīng)水洗血糖儀、擦血式血糖儀、比色血糖儀、電化學(xué)法血糖儀和

多部位采血血糖儀時(shí)代。目前，指尖血血糖監(jiān)測是血糖監(jiān)測中最常用的手段；

其中，前三代血糖儀采用光反射法，技術(shù)上處于劣勢，基本已經(jīng)退出市場；電

化學(xué)法血糖儀（第四代）和多部位采血血糖儀（第五代）采用電化學(xué)法，仍處

于應(yīng)用階段。CGM是血糖監(jiān)測的新興技術(shù)，與

BGM的技術(shù)路線迥異。CGM技術(shù)起步較晚。

第一款

CGM設(shè)備是美敦力開發(fā)的

Minimed，1999

年由

FDA（美國食品藥品監(jiān)

督管理局）批準(zhǔn)上市。能夠全天候監(jiān)測患者血糖變化的技術(shù)由此誕生。CGM選

擇了與

BGM不同的技術(shù)路線。BGM主要通過一次性試紙采樣，采用電化學(xué)法

或光反射法，直接監(jiān)測血液中的葡萄糖濃度。CGM采用電化學(xué)法，通過傳感器

監(jiān)測組織間液中的葡萄糖濃度，然后再通過算法轉(zhuǎn)化為血糖濃度。CGM與

BGM在檢測時(shí)間、檢測技術(shù)、測量指標(biāo)、采集部位等技術(shù)指標(biāo)上均存在差異。CGM由傳感器、發(fā)射器和接收器構(gòu)成，佩戴和接收方式相對靈活。CGM通過

埋植在皮下的傳感器，監(jiān)測組織間液中的葡萄糖濃度，然后再通過算法轉(zhuǎn)化為

血糖濃度。組織間液中的葡萄糖與傳感器接觸，并發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)

信號轉(zhuǎn)化為電信號，經(jīng)由發(fā)射器最終傳送至接收器。其中，傳感器可以佩戴在

腹部、手臂等位置，接收器可以是配套設(shè)備，也可以通過手機(jī)

APP接收。針對性解決

BGM低估血糖波動(dòng)等痛點(diǎn)，CGM有望成為血糖監(jiān)測的明日之星。

BGM監(jiān)測血糖主要存在

3

個(gè)痛點(diǎn)：1）BGM采集指尖血或其它部位血液，1

天

內(nèi)至少采集

3~4

次，反復(fù)刺破指尖造成疼痛和感染風(fēng)險(xiǎn)；2）由于日間多次采

樣，需要患者隨身攜帶試紙、采樣針、血糖儀等設(shè)備和工具，為患者出行、工

作等日常生活帶來不便；3）BGM監(jiān)測血糖只能獲得采樣時(shí)間點(diǎn)的血糖濃度數(shù)

據(jù)，最終通過分散式數(shù)據(jù)點(diǎn)推測血糖波動(dòng)情況，低估了日間血糖波動(dòng)。以上痛

點(diǎn)中，第

3

點(diǎn)尤其重要。因?yàn)殡S著進(jìn)食、運(yùn)動(dòng)、睡眠等日?；顒?dòng)，血糖在一天

中呈現(xiàn)波動(dòng)狀態(tài)。糖尿病患者出現(xiàn)高血糖可能導(dǎo)致酮癥酸中毒，低血糖則損害

心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，嚴(yán)重時(shí)均會(huì)危及患者生命。BGM難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，

分散式的數(shù)據(jù)可能使得患者忽略日間高血糖和低血糖的出現(xiàn)，進(jìn)而影響患者采

取控制飲食、改變胰島素注射劑量等主動(dòng)控制血糖的行為，危害患者身體健康。

而

CGM通過微創(chuàng)方式將毫米級的軟針植入皮下，7~14

天更換一次，幾乎無痛

感。日常無需攜帶采樣工具等設(shè)備，生活便捷。更重要的是，CGM記錄患者

1

天內(nèi)大約

288

個(gè)時(shí)刻的血糖情況，形成日間連續(xù)性的血糖波動(dòng)曲線。通過完整

的數(shù)據(jù)記錄，協(xié)助患者更好地控制自身血糖。因此，CGM有望成為血糖監(jiān)測的

明日之星。CGM技術(shù)不斷變革，高技術(shù)門檻打造行業(yè)護(hù)城河CGM產(chǎn)品上市

20

余年，向更準(zhǔn)確、更便捷、風(fēng)險(xiǎn)小、實(shí)時(shí)監(jiān)測的方向發(fā)展。

第一款

CGM產(chǎn)品是美敦力開發(fā)的

Minimed，1999

年由

FDA批準(zhǔn)上市。德康、

雅培、Senseonics等公司陸續(xù)加入競爭，推出各式

CGM產(chǎn)品。早期

CGM產(chǎn)

品多具有回顧式（佩戴時(shí)觀測不到血糖數(shù)據(jù)，需要在電腦上回顧數(shù)據(jù)）、需要

多次用

BGM校準(zhǔn)、MARD（相對平均偏差；使用

CGM和

BGM測量同一組樣

本，獲得多個(gè)成對數(shù)據(jù)之間的差別水平）高、感受器壽命短、CGM單獨(dú)使用、

無預(yù)警功能、傳感器探針皮下埋植等特點(diǎn)，在準(zhǔn)確性和便捷性方面存在很多不

足。經(jīng)過不斷的探索發(fā)展，CGM巨頭公司在算法、傳感器設(shè)計(jì)、外膜等關(guān)鍵材

料加工、配套設(shè)備開發(fā)等方面不斷改進(jìn)，推出實(shí)時(shí)式、單次/不需校準(zhǔn)、MARD低、傳感器壽命長、可與胰島素泵聯(lián)用、有預(yù)警功能、傳感器全植入的

CGM產(chǎn)品，向更準(zhǔn)確、更便捷、風(fēng)險(xiǎn)小、實(shí)時(shí)監(jiān)測的方向發(fā)展。CGM具有較高的技術(shù)壁壘，為

CGM生產(chǎn)公司打造行業(yè)護(hù)城河。CGM遵循電

化學(xué)的技術(shù)思路，結(jié)合材料學(xué)、信息科技等多項(xiàng)技術(shù)科技，形成多學(xué)科交叉的

技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，具有高技術(shù)壁壘。從監(jiān)測過程分析，CGM首先需要通過傳感

器監(jiān)測組織間液的葡萄糖濃度，然后通過特定算法換算成血糖濃度，部分

CGM還可以與胰島素泵聯(lián)用形成“人造胰腺”，每個(gè)過程都需要克服特定的技術(shù)難

題。技術(shù)壁壘

1：傳感器技術(shù)路線。傳感器是

CGM最核心的部件。傳感器將組織

間液中的葡萄糖信號轉(zhuǎn)化為電信號，是

CGM實(shí)現(xiàn)血糖監(jiān)測的第一步，也是最

核心、技術(shù)難度最大的一步。CGM歷經(jīng)三次技術(shù)變革，主要圍繞如何捕捉葡萄

糖氧化過程中的電信號進(jìn)行，不僅要求產(chǎn)生穩(wěn)定的電信號，還應(yīng)當(dāng)適應(yīng)組織間

液中雜質(zhì)多、O2濃度低等復(fù)雜的生理環(huán)境。CGM傳感器經(jīng)歷三次技術(shù)變革，代表公司分別為德康、雅培和三諾。第一代傳

感器以德康為代表，將

O2作為電子傳遞介質(zhì)，測量反應(yīng)過程中

H2O2在鉑電極

上產(chǎn)生的電流，將葡萄糖濃度轉(zhuǎn)化為

H2O2濃度；但是，該技術(shù)受限于組織間液

中的高雜質(zhì)和低

O2環(huán)境，對外膜的要求高，生產(chǎn)成本也較高。第二代技術(shù)以雅

培為代表，采用“連線酶（wiredenzyme）”技術(shù)，將鋨絡(luò)合物緊密有序排列

形成電子傳遞鏈，并連接氧化還原酶和碳電極，從而將葡萄糖氧化過程中產(chǎn)生

的電子通過鋨絡(luò)合物轉(zhuǎn)遞至碳電極；二代傳感器技術(shù)從原理上擺脫了雜質(zhì)和

O2

濃度的限制，同時(shí)生產(chǎn)成本較低。三代傳感