2018基因检测白皮书.pdf

摘 要 自 2015年奥巴马提出精准医疗计划以来，以基因测序为代表的基因检测行业迎来爆发。测序技术的不断成熟以及精准用药需求的持续提升，驱动全球基因测序行业迅速发展。 2017年全球基因测序市场规模约 85亿美元，按照 20%的年复合增长率，预计到 2020年，全球测序市场规模将达到 147亿美元， 2022年市场 规模将达到 211亿美元，基因测序行业前景广阔。 基因检测可以实现疾病预防和治疗的精准 及 个性化， 目前 在生殖健康领域的 NIPT、 PGS/PGD，在肿瘤诊断 领域以及 遗传学诊断 领域 的 应用价值巨大， 未来有望在糖尿 病 、 呼吸道疾病 领域 拓展更多应用场景。 创业邦研究中心对基因测序技术演进发展历史、产业链格局、关键领域市场规模、产业资本布局、国内企业产业分布及发展态势进行了系统分析，对未来发展趋势进行了展望。 第一部分 行业概述 . 6 1.精准医疗与基因检测概念 . 6 2.精准医疗发展大事记 . 7 3.精准医疗与基因检测的关系 . 7 4.驱 动因素 . 7 第二部分 基因检测技术 . 10 1.衡量测序的关键指标 . 10 2.主要测序技术介绍 . 10 第三部分 产业链分析 . 12 1.产业链上游分析 . 13 2.产业链中游分析 . 14 3.产业链下游分析 . 16 第四部分 市场 规模 . 20 1.基因测序市场整体规模 . 20 2.测序仪厂商市场 规模 . 21 3.NGS 市场规模 . 21 4.NIPT 市场规模 . 22 5.PGS/PGD 市场规模 . 23 6.肿瘤基因检测市场规模 . 24 第五部分 资本布局 . 24 1.全球医疗健康行业投融资分析 . 24 2.全球基因测序行业投融资分析 . 26 3.2010-2017 中国基因测序融资规模分析 . 30 4.2017 年中国基因测序行业大额融资案例 . 30 5.2017 年国内基因测序行业 IPO 案例 . 31 第六部分 国内企业画像分析 . 32 1.企龄分布 . 32 2.地域分布 . 32 3.产业链分布 . 33 4.融资轮次布局 . 34 第七部分 典型企业分析 . 35 一华大基因 . 35 二微芯生物 . 38 三碳云智能 . 40 四贝瑞基因 . 43 五艾德生物 . 44 第八部分 行业趋势分析 . 46 一发展问题 . 46 二发展趋势 . 47 2018 年精准 医疗之基因检测行业 报告 第一部分 行业概述 1.精准医疗 与基因检测 概念 精准医疗是应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息技术，结合患者生活环境和临床数据 ，实现精准的疾病分类及诊断，制定具有个性化的疾病预防和治疗方案 。精准医疗 是 随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交 叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式 ，其 本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和 基因 编辑、细胞 治疗、靶向药物等 医学前沿方法 ，对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标记物的分析与鉴定、验证与应用，从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，并对一种疾病不同状态和过程进行精确分类，最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的，提高疾病诊治与预防的效益。 精准医疗比传统治疗方式更为积极主动，强调主动预防 、 针对 性精确 治疗。 传统医疗治疗方式比较被动，以病人的临床症状和体征，结合性别、年龄、身高、体重、家族疾病史等确定药物和使用剂量、剂型，一般在病人已经出现症状和体征后开始治疗。精准医疗强调主动预防和干预，以患者个人基因组信息为基础决定治疗方针，通过精确的检测和诊断，高效预防和预测疾病发生，并提供有针对性的治疗方案， 这种针对基因给药的治疗方式，能够大大提高疾病治疗的精准度和有效性。 另外精准医疗只需要患者的血液甚至唾液，无需传统的病理切片，可以减少诊断过程对患者身体的损伤。 基因检测是利用专业方法提取 基因 信息， 并进行有效 的分析， 方法包括 PCR， FISH，芯片技术，基因测序。 其中 ，基因测序是基因检测行业发展最快的细分领域 。 PCR、 FISH、芯片 技术主要通过已知序列去调查确定的片段序列或位点的有或无，重点在 “ 检 ” ，而基因测序技术是把基因序列上的核苷酸一个一个的测出来，重点在 “ 测 ” ， 准确性更高。 随着 测序技术的不断进步，成本不断降低，前三项技术将被基因测序技术所取代。 精准医疗的 层次 划分 精准医疗主要包括三个层次，层次 级别 基于技术实现的难度 逐级提高 。 1） 基础层次方面，基因测序是精准医疗的基础 也是目前发展最好的细分层次。 在实施精准医疗方案过程中， 首先应 进行 精确 的 病情诊断。体外诊断 （ In Vitro Diagnosis， IVD） 从 20 世纪初 的生化诊断 、 20 世纪 60 年代 的免疫诊断 发展到 20 世纪 80 年代以来 以 基因测序为 发展方向的分子 诊断，检测精确度越来越高、检测周期越来越短、成本持续下降。基因测序 即是通过用户个性化的数据和基因组 、 蛋白质组分析， 对疾病进行 提前预防或精准治疗。 2） 中等层次方面，主要涉及细胞免疫治疗。 细胞免疫 治疗，是在细胞分子水平上，针对已经明确的致病基因或致病蛋白来 设计相应的治疗药物，药物进入体内会特意地选择致病点来相结合发生作用，使之发生特异性死亡。 这种技术治疗癌症效果好，但操作难度大，对患者身体素质要求较高，难以大面积 推广。 3） 最高层次方面是基因编辑。癌症本质上是人体基因变异导致的细胞分裂失控。基因 编辑就是对患者癌变细胞的变异基因进行批量改造，使之成为正常细胞 2.精准医疗发展大事记 3.精准医疗 与基因 检测的关系 精准医疗 包含 诊断和治疗两方面， 精准治疗 的前提 是精准 的 诊断， 诊断技术 的发展 推动 医疗向着更加精准的方向前进。 以 基因测序为最新发展方向的 基因检测 因其精确 度高 、 检测 周期短 、 成本低而 得到 市场的广泛关注 ， 成为了未来精准 诊断 的主要发力点 。 精准医疗 的 本质 决定了基因 科学 是精准医疗的基础，基因测序也是现阶段精准医疗发展最快 、 市 场空间最大的细分层次 。 4.驱动因素 （ 1）测序技术不断进步为 临床领域提供新思路 技术的 创新发展是 基因检测 行业的首要驱动因素。 三代基因测序技术精确度 不断 提升 、 测序通量 不断提高 、 测序周期快速下降 ， 这些都 使基因测序 更加符合临床应用需求 。目前 ，第二代测序技术（ NGS） 广泛应用 在临床以及科研领域， 未来 随着第三代甚至第四代测序技术的进一步突破， 基因测序技术 将更好地造福于人类。 （ 2） 成本不断降低 ，向 患者可 接受能力 趋近 1990 年基于 第一代测序 技术 的人类基因组计划（ HGP） ， 全基因组 的 测序成本约为 1 亿美元 ， 2007 年 为 1,000 万美元 ，到了 2009 年 降为 10 万美元。 重要的 转折 来自于 2014 年 美国测序仪独角兽 Illumina 推出的 HiSeq X Ten 测序系统，其 使 全基因组测序成本 下降至 1,000 美元 。 仅仅一年后 ， Illumina 宣布 有望将个人基因组测序费用降低至 100 美元。待基因测序技术突破 成本瓶颈， 更多的人 可以利用基因测序 技术 对疾病进行预防和 治疗 。 （ 3）政策 支持基因检测发展 政策 总于技术的发展相辅相成， 我国 基因测序在经历了 早期监管真空， 2014 年的 强监管之后，在 2015 年迎来了 政策 的 逐渐回暖 ，监管机构 先后对基因测序在 NIPT、 肿瘤等方面的应用领域开展试点，并批准了 华大基因 、达安基因以及贝瑞和康生产的高通量基因测序仪和试剂盒 。 2015 年 科技部召开 “国家精准医疗 战略专家会议 ”， 宣布 2030 年 前拟投入 600 亿元 扶植精准医疗行业 ；同时 ， 十三五规划纲要将 生物技术与精准医疗列入战略性新兴产业发展规划中，基因检测作为精准医疗的基础 会 优先受益 。 这些政策均为我国基因检测技术的发展提供了稳健 的发展环境。政策 引导了 基因检测行业的 规范、 健康发展， 未来 政策将 继续 为基因检测行业带来更多机遇。 基因测序 行业相关政策汇总 出台时间 政策文件 发布部门 要点 2014.2 关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知 CFDA/卫计委 基因检测等所有检测仪器、诊断试剂、相关医用软件等相关产品，用于临床诊断、预防等，需经 CFDA 审批注册，并经卫生行政许可部门批准技术准入方可应用。已经应用的，需立即停止 2014.3 关于开展高通量基因检测技术临床应用试点单位申报工作的通知 卫计委 申报要求为已经开展高通量基因测序技术，且符合申报条件的医疗机构可以申请试点 2014.7 食品药监管总局批准二代基因测序诊断产品上市 CFDA CFDA 首次批准了两款基因测序仪及两款胎儿染色体非整倍体检测试剂盒医疗器械注册 2015.1 关于产前诊断机构开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用试点工作的通知 卫计委 卫计委公司首批 108 家可开展 NIPT 的产前诊断试点单位 2015.1 关于辅助生殖机构开展高通量基因测序植入前胚胎遗传学诊断临床应用试点工作的通知 卫计委 审批通过了 13 家医疗机构开展高通量基因测序植入前遗传学诊断（ PGD）临床试点 2015.1 中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议 中共第十八届中央委 员会 提出将“健康中国”概念，未来 5 年重点扶持健康产业，通过深化医疗卫生体制改革，推动健康产业发展 2016.3 “十三五规划” 中共中央 将生物技术和精准医疗列为战略性新兴产业重点支持领域 2016.3 国家重点研发计划精准医学研究等重点专项2016 年度项目申报指南的通知 科技部 将精准医疗作为国家重点研发计划组织实施，项目聚焦国家重大战略任务，目的在于解决当前国家发展面临的瓶颈和突出性问题 2016.11 关于规范有序开展孕妇外周血胎儿游离DNA 产前筛查与诊断工作的通知 卫计委 取消 108 家临床试点单位，所有具备产前检测资质的医院原则上都可以开展无创 DNA 产前筛查与诊断；取消 7 家医学检验所的临床试点，具有临床基因扩增实验室资质的所有医学检验所原则上都可以开展无创 DNA 产前筛查与诊断 2016.12 “十三五”国家战略性新兴产业发展规划 国务院 加快基因测序等技术研发应用；发展高通量低成本基因测序仪、基因编辑设备等；培育符合规范的液体活检、基因诊断等新兴技术诊疗服务机构 2017.1 “十三五”生物产业发展规划 发改委 通过生物产业的发展，基因检测能力（孕前、产前、新生儿） 覆盖出生人口 50%以上 2017.5 “十三五”生物技术创新专项规划 科技部 发展新一代基因测序技术，种是单分子技术的应用和测序数据的分析解读；发展基因和蛋白质精准测量技术，推动生物检测技术向微量、痕量、单分子、高通量等方向发展 资料来源 ： CFDA、 卫计委 、 发改委 、 国务院 、 科技部，创业邦研究中心整理 （ 4）人口老龄化 、全面二胎以及消费 观念的 转变 推动 基因检测 联合国规定，当一个国家或地区 65 岁及以上老年人口数量占总人口比例超过 7%时，这个国家或地区就进入了老龄化；比例达到 14%即进入深度老龄化； 20%则进入超老龄化。 截止2017 年底 ，全国 65 岁 以上老年人口比重 已达 11.4%， 我国 正 逐步进入深度老龄化时代 。老龄化带来的是 极其 严重的疾病负担， 对 肿瘤等其他疾病的早筛、早诊断的需求 的 不断提高，而基因检测 以及 精准医疗有望在未来数十年达到对肿瘤完全治愈的水准， 基因检测 将会 为 人口 老龄化带来红利。 计划生育 对人口控制 产生了 一定的效果，但随着人口红利的逐渐消失，计划生育的弊端不断凸显 ，未解决 此问题，中共中央正式启动 “单独二胎”政策以及“全面二胎”政策。“二胎政策”的 推进同样带来了诸如高龄产妇等问题，对 生育健康诊断 如 NIPT、 PGS/PGD 的 需求逐渐增多 ，这有利于 基因检测市场 规模 的进一步扩大。 随着 80、 90 后 逐渐成为社会 消费 主力， 基因检测 虽为新生事物 ， 但 接受度非常广泛 ， 80、90 后消费观念 相对于老一辈人有所很大提升， 他们 乐于 尝试 、接受新鲜事物，因此基因检测行业也受益于社会消费观念的转变。 第二部分 基因检测技术 基因检测 技术 从 PCR 技术 、 FISH 技术 、基因芯片技术 发展到 基因测序， 才真正进入 高速发展通道 ， 基因测序是人类第一次获得了个体全基因组的几乎全部信息，这对分析研究基因信息，从而 向着 精准医疗 迈进 奠定了基础。基因测序技术 至今 经历了三次演变，目前二代技术是应用 范围最广的 技术 ，三代技术 仍在进行 实验研究，目前成果显著。 1. 衡量测序的关键指标 测序技术衡量标准主要有：读长、通量、准确度、成本四个方面。 读长指的是测序反应所能测得序列的长度，通常会将 DNA 分成若干段，在读长的范围内进行测序再将结果进行拼接，得出结果 。 通量指的是单次运行或单位时间内所能产生的数据量 。 通量 越高 ， 测序的 效率将越高 ， 人类庞大的基因组信息 。 准确度： 测序的各环节 都会引入错误。如 在肿瘤基因组学研究等领域中，测序结果被用于寻找很低频率的突变和结构变异，测序引入的错 误非常容易造成误判，所以 准确度也是一个关键变量 。 成本则是技术性能以外最重要的考虑因素， 成本也是推进测序技术不断进步的需求之一。 2.主要测序技术介绍 （ 1） 第一代测序 技术 第一代 DNA 测序技术是指 1975 年由桑格（ Sanger）和考尔森（ Coulson）开创的链终止法以及 1976-1977 年由马克西姆（ Maxam）和吉尔伯特（ Gilbert）发明的化学降解法 ， 正式 奠定了 测序技术的 理论基础。 研究人员正是运用一代测序技术完成了人类基因组计划