2020年全球基因檢測行業(yè)發(fā)展研判及趨勢分析

       隨著基因技術(shù)的進(jìn)步，基因檢測被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療健康各環(huán)節(jié)，成為生物科學(xué)領(lǐng)域最具發(fā)展前景的產(chǎn)業(yè)之一。主要發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體相繼開展基因組計劃，注重產(chǎn)業(yè)的引導(dǎo)和培育；我國政策上逐步放開，市場滲透逐步提升，沿海發(fā)達(dá)地區(qū)和中部經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省已出現(xiàn)集群發(fā)展態(tài)勢。未來行業(yè)并購重組仍是產(chǎn)業(yè)整合的主要手段，數(shù)據(jù)分析和多維度數(shù)據(jù)解讀的重要性日益凸顯，新的應(yīng)用領(lǐng)域正在加快市場培育。

       一、發(fā)展歷程

       基因檢測產(chǎn)業(yè)是基于基因組學(xué)、生物信息學(xué)等科學(xué)理論，通過血液、其他體液或細(xì)胞對人體基因進(jìn)行檢測與分析，將人類基因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可為科學(xué)研究與醫(yī)療診斷提供科學(xué)參考的高技術(shù)行業(yè)。從上世紀(jì)70年代個性化醫(yī)療概念的提出，到人類基因組計劃的完成、分子醫(yī)學(xué)水平的不斷提高以及大數(shù)據(jù)時代的來臨，基因檢測行業(yè)正迎來全新的發(fā)展時期。

       圖 1-1 基因檢測領(lǐng)域發(fā)展重要事件節(jié)點

       基因測序技術(shù)能夠?qū)蛐蛄羞M(jìn)行精確、廉價、快速的測定解析，是生物醫(yī)學(xué)研究和臨床實踐中至關(guān)重要，已被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)研究、醫(yī)療、工業(yè)、法醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。目前，應(yīng)用較廣的基因檢測技術(shù)大致包括基因測序、以核酸擴(kuò)增為基礎(chǔ)的PCR技術(shù)、以熒光雜交檢測為基礎(chǔ)的FISH技術(shù)；這三類技術(shù)溝通構(gòu)成了基因檢測基礎(chǔ)，大部分基因檢測項目都有賴于這三項基礎(chǔ)技術(shù)開展。此外基因芯片技術(shù)也得到較廣泛的應(yīng)用。

       圖 1-2 中國基因檢測領(lǐng)域技術(shù)應(yīng)用技術(shù)Gartner曲線圖

       二、產(chǎn)業(yè)鏈分析

       基因測序的產(chǎn)業(yè)鏈由上游儀器和耗材公司，中游提供基因測序的服務(wù)商、生物信息分析公司，下游的終端用戶構(gòu)成。

       產(chǎn)業(yè)鏈上游以設(shè)備研發(fā)、儀器耗材生產(chǎn)為主，產(chǎn)業(yè)鏈上游企業(yè)由于掌握核心技術(shù)并擁有大量市場份額，掌握著基因檢測整個行業(yè)命脈，進(jìn)入門檻普遍偏高。Illumina、Thermo Fisher、羅氏等跨國巨頭壟斷上游產(chǎn)業(yè)，國內(nèi)公司從事自主研發(fā)的公司主要有紫鑫藥業(yè)，其他公司多采取與國外公司合作授權(quán)的形式，主要公司有華大基因、貝瑞和康與達(dá)安基因等。

       產(chǎn)業(yè)鏈中游以基因檢測服務(wù)提供商，為企業(yè)收集的數(shù)據(jù)提供數(shù)據(jù)分析服務(wù)的云平臺存儲分析企業(yè)為主。中游服務(wù)環(huán)節(jié)應(yīng)用市場廣泛，不同應(yīng)用市場發(fā)展成熟度差異化大，商業(yè)可變現(xiàn)價值高，因此市場參與者眾多。中游的基因測序服務(wù)，是目前國內(nèi)公司競爭最激烈的地方，國內(nèi)已有數(shù)百家公司提供基因測序服務(wù)。在測序服務(wù)中，最成熟的基因測序服務(wù)是無創(chuàng)產(chǎn)前基因測序，美國的主要公司有Sequenom，Verinata Health，Ariosa Diagnostics和Natera；國內(nèi)市場主要被華大基因及貝瑞和康壟斷，其他公司還包括達(dá)安基因，諾和致源，安諾優(yōu)達(dá)等。腫瘤基因診斷技術(shù)和市場尚未成熟，參與公司眾多。在數(shù)據(jù)分析服務(wù)中，業(yè)務(wù)主要是大數(shù)據(jù)的存儲、解讀和應(yīng)用，代表公司有華大基因、榮之聯(lián)、華因康基因，貝瑞和康、基云惠康等。

       產(chǎn)業(yè)鏈下游為基因檢測服務(wù)使用者，包括醫(yī)療機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)、制藥公司和個人用戶等，其決定了中游基因檢測服務(wù)細(xì)分賽道的市場容量、發(fā)展前景及業(yè)務(wù)模式特點。產(chǎn)業(yè)鏈下游通過應(yīng)用上游服務(wù)集中攻克自己的規(guī)模市場，目前市場份額最大的是科研領(lǐng)域，未來疾病治療領(lǐng)域的市場份額會持續(xù)提升。

       圖 2-1 基因測序產(chǎn)業(yè)鏈圖譜

       三、全球競爭格局

       （一）主要發(fā)達(dá)國家相繼開展基因組計劃

       全球范圍內(nèi)，美國的“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)計劃”、法國的“基因組醫(yī)療2025”、英國的“10萬人基因組計劃”、韓國的“萬人基因組計劃”、澳大利亞的“零兒童癌癥計劃”等已經(jīng)獲得重大推進(jìn)。基因測序產(chǎn)業(yè)在提高人類健康水平、節(jié)約醫(yī)療資源成本的同時也將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，已經(jīng)成為當(dāng)前帶動生物醫(yī)藥總產(chǎn)值增長的重要引擎。

       圖 3-1 不同國家國基因組計劃一覽

       （二）測序儀器與耗材市場由歐美公司牢牢把控

       目前全球共有基因測序設(shè)備不足8000臺，分布在60多個國家中，其中Illumina公司的HiSeq 2000、Genome Analyser 2x、MiSeq和NextSeq等測序平臺占比為83.9%；Thermo Fisher公司的SOLiD、Ion Torrent和Ion Proton等測序平臺占比為9.9%；Roche公司的454平臺占比為5.3%。Illumina和Thermo Fisher設(shè)備占比超過90%，上游基因測序設(shè)備制造已形成壟斷。中游應(yīng)用企業(yè)必須購買儀器運行所需的耗材和試劑，基本上不具有議價能力。

       圖 3-2 全球測序儀市場占比分布圖

       （三）基因測序服務(wù)競爭火熱，積極向上下游延伸

       目前全球有上千家廠商提供測序服務(wù)，中國有數(shù)百家。美國大型的測序服務(wù)公司有Sequenom、CardioDx和Foundation Medicine等，國內(nèi)的主流測序服務(wù)公司有華大基因、諾禾致源、貝瑞和康、達(dá)安基因以及北陸藥業(yè)等。隨著市場對測序的需求不斷提升，中游市場提供測序服務(wù)的對象包括醫(yī)院、疾控中心、科研機(jī)構(gòu)等，提供包括用于無創(chuàng)產(chǎn)前診斷、腫瘤診斷與治療、遺傳學(xué)診斷以及輔助生殖等相關(guān)的基因測序服務(wù)。

       我國測序服務(wù)提供商積極向產(chǎn)業(yè)鏈上游延伸。國內(nèi)在測序儀器市場的開發(fā)策略分為兩類：第一類是通過與國外儀器生產(chǎn)商合作，買斷產(chǎn)品在國內(nèi)的全部權(quán)利。如貝瑞和康與Illumina合作生產(chǎn)的新型測序儀、華大基因收購美國基因測序儀公司Complete Genomics后基于該平臺開發(fā)BGISEQ1000測序儀、達(dá)安基因與Life Tech合作的DA8600測序儀。這種模式雖然使用國外的儀器技術(shù)，但通過國內(nèi)的儀器設(shè)備通道申報CFDA，申報和審批相對較快。第二類是自主研發(fā)模式，如紫鑫藥業(yè)與中科院基因組所合作的自主研發(fā)的二代測序儀器已于2014年4月18日發(fā)布，數(shù)據(jù)產(chǎn)出量與Roche 454相當(dāng)。

       （四）數(shù)據(jù)解讀能力成為制約市場規(guī)模的關(guān)鍵因素

       生物信息學(xué)的數(shù)據(jù)分析與測序服務(wù)結(jié)合緊密，數(shù)據(jù)分析的有效性制約著測序服務(wù)公司的核心競爭力。目前這一市場份額基數(shù)較小，蘊含著巨大的市場潛力?，F(xiàn)今的生物信息分析涉及的基因數(shù)據(jù)庫、云計算算法、數(shù)據(jù)分析工具以及生物信息專業(yè)人才是整個基因測序行業(yè)亟待功課的四大難題。目前全球有超過100家生物信息公司提供基因數(shù)據(jù)分析服務(wù)，只有Illumina、life、華大基因、貝瑞和康、千年基因等少數(shù)測序服務(wù)企業(yè)有能力提供基因數(shù)據(jù)分析咨詢服務(wù)。

       （五）NIPT與腫瘤診斷治療是目前市場競爭的焦點

       美國無創(chuàng)產(chǎn)前診斷（NIPT）市場已被全面覆蓋，腫瘤診斷與治療受到密切關(guān)注。美國NIPT市場基本已被Sequenom，Verinata Health，Ariosa Diagnostics和Natera公司所覆蓋，四家公司均已獲得美國病理學(xué)家學(xué)（CAP）和臨床實驗室改進(jìn)修正案（CLIA）認(rèn)證。目前，各大公司正在搶占癌癥診斷與治療市場。如2015年1月，羅氏公司斥資10.3億美元入股Foundation Medicine公司，希望結(jié)合自身先進(jìn)的測序技術(shù)和Foundation Medicine強(qiáng)大的腫瘤基因診斷技術(shù)，開發(fā)對實體瘤、血液腫瘤和肉瘤的個性化療法。2015年4月，Color Genomics公司籌1500萬美元資金，用于乳腺和卵巢癌基因風(fēng)險測試方面的研究。美國目前提供腫瘤診斷和治療、單基因遺傳病檢測服務(wù)的公司非常多，其產(chǎn)品定價也根據(jù)測序策略的不同（靶向區(qū)域檢測/全基因組檢測）而各具差異。

       中國無創(chuàng)產(chǎn)前診斷市場接近飽和，企業(yè)紛紛涉足腫瘤診斷治療市場。我國無創(chuàng)產(chǎn)前診斷領(lǐng)域市場，主要由華大基因和貝瑞和康占領(lǐng)，其所采用的檢測技術(shù)路線為高通量全基因組測序的方法。在腫瘤診斷醫(yī)療領(lǐng)域，博奧醫(yī)學(xué)、華大基因、迪安診斷和達(dá)安基因成為首次獲批的腫瘤診斷與治療項目高通量基因測序技術(shù)臨床試點機(jī)構(gòu)。同時，新開源收購呵爾醫(yī)療、三濟(jì)生物、晶能生物三家公司各100%股權(quán)，進(jìn)入腫瘤早期診斷、分子診斷、基因測序等體外診斷服務(wù)領(lǐng)域。北陸藥業(yè)投資南京世和基因生物技術(shù)有限公司，拓展高通量全景癌癥基因檢測市場。

       四、資本動態(tài)

       基于對基因檢測市場潛力的長期看好，資本市場對基因檢測行業(yè)持續(xù)保持熱情。公開市場估值可觀，私募融資規(guī)模持續(xù)增加。2015—2019年，全國融資事件422起，涉及金額308.6億元。單次平均融資金額0.73億元，單次最大融資金額是深圳華大基因股份有限公司D輪融資20億元。

       融資數(shù)量逐步回落。2015—2019年，全國融資數(shù)量上升后又轉(zhuǎn)頭向下，2019年融資數(shù)量相比2016年已接近腰斬。類似的是，融資金額也表現(xiàn)出相似的變化規(guī)律，表明基因檢測行業(yè)經(jīng)過幾年的瘋狂成長后已漸趨理性。但是單筆融資金額數(shù)量卻保持繼續(xù)增長，與2016年相比，單筆融資金額數(shù)量已增長接近一倍，表明資本更青睞于成長性較好的企業(yè)，資金向行業(yè)頭部企業(yè)流動的趨勢明顯。

       圖 4-1 2015—2019年全國基因檢測融資數(shù)量及金額情況分布圖

       數(shù)據(jù)來源：火石創(chuàng)造

       融資事件集中在中東部地區(qū)。北京市、廣東省、上海市、江蘇省、浙江省、四川省、湖北省是融資次數(shù)最多的省份，七省份占全國融資總數(shù)的95.0%，占全國融資總額的96.6%。廣州市、深圳市、蘇州市、杭州市、南京市、成都市、武漢市是是融資次數(shù)最多的城市，七城市占全國融資總數(shù)的41.0%，占全國融資總額的38.4%。

       圖 4-2 2015—2019年全國基因檢測融資事件分布圖

       數(shù)據(jù)來源：火石創(chuàng)造

       融資事件集中在C輪以前。2015—2019年全國C輪以前融資次數(shù)324起，占全國融資總數(shù)的76.8%；融資金額162.5億元，占全國融資總數(shù)的52.7%。其中，越靠近前期的企業(yè)，資本的青睞度越高，A輪及A輪以前的融資次數(shù)占全國融資總數(shù)的57.8%，前期投資的高收益率刺激著資本的追逐。

       圖 4-3 2015—2019年全國基因檢測融資輪次情況分布圖

       數(shù)據(jù)來源：火石創(chuàng)造

       單次融資金額集中分布在2000萬元以下。融資金額不高于2000萬元的融資事件158起，集中分布在不高于1000萬元區(qū)間。融資金額在2000～5000萬元的融資事件44起，融資金額在5000萬元～1億元的融資事件67起，融資金額在1億元至5億元的融資事件47起，融資金額高于5億元的融資事件11起，另有95起融資事件未批露融資金額。

       基因檢測領(lǐng)域政策風(fēng)險高，賽道公司多，競爭壓力大，多數(shù)投資者持謹(jǐn)慎態(tài)度，往往采取分散投資，同時投資多家企業(yè)，以降低資金風(fēng)險。同時，明星企業(yè)的高成長性也持續(xù)獲得資本的關(guān)注，以融資次數(shù)看，北京旌準(zhǔn)醫(yī)療獲得8次融資，成都二十三魔方獲得6次融資，北京推想科技、廣州燃石醫(yī)學(xué)、廣州康立明生物、南京普恩瑞生物、上海森億醫(yī)療、深圳視見醫(yī)療、臻和（北京）科技均獲得5次融資。以融資規(guī)?？?，華大基因獲得單次融資20億元，明碼（上海）生物獲得單次融資15.6億元，零氪科技、碳云智能獲得單次融資10億元，另有7家企業(yè)獲得單次融資5億元。

       圖 4-4 2015—2019年全國基因檢測融資次數(shù)金額區(qū)間分布圖

       數(shù)據(jù)來源：火石創(chuàng)造

       五、趨勢研判

       （一）頭部公司加速產(chǎn)業(yè)鏈整合

       隨著頭部公司規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大，其將加速向上游產(chǎn)業(yè)鏈延伸，增強(qiáng)對設(shè)備、配套試劑供應(yīng)商的議價能力，同時降低向下游提供檢測服務(wù)的成本。在Illumina等跨國公司壟斷測序儀設(shè)備生產(chǎn)的情況下，國內(nèi)上市公司華大基因、貝瑞基因等，積極籌備上市的的安諾優(yōu)達(dá)、博奧生物等，專注設(shè)備生產(chǎn)的華因康及初創(chuàng)公司瀚?；虻仍噲D通過自主研發(fā)或與Illumina、Thermo Fisher等合作生產(chǎn)二代測序儀。

       （二）腫瘤基因檢測迎來爆發(fā)期

       基因檢測的普及和技術(shù)的突破是帶動市場規(guī)?？焖僭鲩L的主要因素。隨著越來越多的疾病預(yù)基因突變的關(guān)系被證明，基因檢測的準(zhǔn)確性在逐年升高。隨著測序技術(shù)的成熟，測序成本的下降，基因測序服務(wù)的滲透率逐步提高。隨著老齡化，環(huán)境污染和食品安全不斷惡化的情況，癌癥的發(fā)病率逐年升高；而癌癥的個體差異大，傳統(tǒng)治療手段應(yīng)用非常局限，腫瘤基因檢測能夠提供有效的用藥指導(dǎo)，腫瘤將成為基因檢測市場競爭的主戰(zhàn)場。目前大多數(shù)臨床級基因檢測公司，都在探索基因檢測在腫瘤疾病早篩、分子分型、輔助診斷、個性化用藥方面的應(yīng)用。

       （三）多維度數(shù)據(jù)整合日趨重要

       多數(shù)基因檢測公司著重投入樣本的積累，但隨著樣本量的增加，現(xiàn)有的依托公有數(shù)據(jù)庫、算法相對傳統(tǒng)的生物信息分析軟件，將無法滿足基因檢測公司業(yè)務(wù)發(fā)展的需要及用戶需求。除基因檢測數(shù)據(jù)外，隨著在線醫(yī)療、可穿戴設(shè)備等行業(yè)發(fā)展，目前醫(yī)療服務(wù)市場也積累了許多患者醫(yī)療行為數(shù)據(jù)、健康管理數(shù)據(jù)。上述數(shù)據(jù)的整合，將更有利于疾病預(yù)防、疾病診斷和治療、預(yù)后康復(fù)等全生命周期管理發(fā)展。而臨床數(shù)據(jù)和基因檢測數(shù)據(jù)的融合，也是基因檢測走向更大范圍的臨床應(yīng)用需必經(jīng)的道路。