从新型冠状病毒肺炎事件谈基因检测产业链

新型冠状病毒的全基因组测序,并且向全世界公开。这个成就也得到了全世界科学家的充分肯定,说明我国的生物医学技术已经有了很大进步。

未来生物医学发展趋势,必然朝着“基因级”水平发展,“精准医学”的火热,也证明了疾病的诊疗越来越依靠基因检测。那么,基因检测产业发展现状怎么样呢?

基因检测行业的产业链结构清晰。上游是基因检测仪器和试剂提供商,中游是基因检测服务提供商和数据处理提供商,下游是制药公司和医院等基因检测应用机构。

1、上游寡头垄断,测序仪国产化任重道远

产业链上游的基因测序仪及配套试剂是整个产业链壁垒最高的部分,短期国外龙头企业主导的格局将持续。全球基因测序设备主要出自Illumina、Thermo Fisher(Life Tech)、Roche、Pacific Biosciencess、Oxford Nanopore,五家公司占市场份额99%以上。整个上游呈现的特点主要是:行业集中度高,高技术壁垒进一步提高行业集中度;发挥高壁垒优势,积极延伸产业链;并购盛行,龙头企业全方位布局核心技术;试剂耗材提供绝大部分利润,但试剂耗材封闭性国产化难度较大;三代、四代测序仪是未来有前景的发展方向,但短期内二代测序仪依然是主流。

尽管基因测序设备目前仍由国外垄断,但国内企业已经通过各种方式研发和生产基因测序设备,实现产业链上移。首先是自主研发,如紫鑫药业同中科院合作开发的二代测序设备BIGIS系列产品,华因康开发的基因测序仪HYK-PSTAR-IIA;其次是收购国外企业和技术,如华大基因于2013年收购美国Complete Genomics(CG)公司,获取CG公司基因测序设备知识产权,开发国产设备;再次是合作开发,如贝瑞和康和Illumina合作开发的基因测序仪Next Seq CN500,达安基因与LifeTech合作开发IonProton测序平台等。国内测序企业努力探索并逐渐掌握核心技术,行业竞争力不断增强。

2、中游检测服务国内竞争激烈,但数据分析竞争力不强

与上游技术密集、资金密集的情况不同,中游技术壁垒较低,且对资金投入要求较低,是目前基因测序产业链中增速最快的领域。国内测序企业多集中于中游,形成了“测序工场”。近几年,国内提供基因检测服务的机构呈现逐年增长的趋势,目前已有超过150家企业和机构从事基因检测相关业务,主要有华大基因、贝瑞和康、达安基因、迪安诊断等,竞争相对比较激烈,其中华大基因产能约占全球的10-20%。

从专利布局来看,上海的高校/研究所专利布局覆盖面较广,涉及全产业链,但数据分析较为冷门,只有上海生命科学研究院有少量专利布局。

从新型冠状病毒肺炎事件谈基因检测产业链

图1上海基因检测行业主要创新主体专利布局

3、下游应用领域多样且潜力巨大,成为产业链中增速最快的领域。

基因检测应用领域主要分为两大类,一类是科研和医疗相关的专业级基因检测;另一类是消费级基因检测。专业级基因检测领域,肿瘤诊断治疗研究应用最多,无创产前检查(NIPT)是目前产业化程度较高的领域。华大基因、贝瑞和康共同占有无创产前检查现有市场90%以上份额。但目前NIPT市场渗透率尚在10%左右,仍有大量的市场空间。经历过野蛮生长、政策收紧、政策规范发展阶段的NIPT行业,在我国放开二胎政策后将迎来快速发展阶段。

此外,一大批初创企业绕开艰深的医疗科研领域,把方向瞄准消费级基因检测。消费级基因检测多样,主要可大致分为疾病易感基因检测、遗传风险评估、祖源分析、药物代谢、运动营养、个性天赋、酒精代谢等板块。10年前,美国已经出现了面向大众的消费级基因检测产品,最著名的当属23 and Me公司。

根据Illumina的测算,基因检测应用市场规模有200亿美元左右,其中,肿瘤检测110亿美元、繁殖和遗传病检测70亿美元、微生物30亿美元。

从新型冠状病毒肺炎事件谈基因检测产业链

图2基因检测应用领域各技术分支市场规模分析

4、中国龙头企业国际化发展水平稳步提高

中国作为人类基因组计划的参与国之一,基因检测行业形成伊始,就是一个与国际接轨的行业。“十二五”以来,一批企业和科研院所不断深化国际合作,开拓了基因检测行业国际合作的新局面。比如,博奥生物是国家最大的基因芯片企业,其产品及服务已出口北美、欧洲、亚洲等三十多个国家和地区。再如,华大基因是国内最大的基因测序机构,其服务网络覆盖全球一百多个国家和地区,并在美洲、亚太和日本等片区建立了分支机构,其2015年主营业务收入中近一半来自海外。

5、生物信息分析是全球基因检测行业共同面临的难题,中国有可能突破

基因测序所生成的原始数据并不能反映任何有价值的信息,必须通过专业人员进行分析和解读。基因数据库、云计算算法、数据分析工具以及生物信息专业人才是整个基因测序行业亟待攻克的四大难题。主要原因一是来自于数量的庞大,二是源于数据的复杂性,三是数据的专业化程度高。目前这一市场份额基数较小,蕴含着巨大的市场潜力。国内基因组学和生物信息学等学科实力与世界水平差距不大,在基因数据分析和解读领域有可能成为赶超美国的突破口。要实现赶超,需要在建立基因数据库、市场需求的培养、信息存储安全、云计算算法开发、专业人才培养、相关法律法规完善等方面重点布局。