基因测序作为精准医疗的重要一环,随着技术的进步以及成本的下降,近年来发展迅速,近日英国公司Oxford Nanopore Technologies宣布在最近一轮融资中获得了1亿英镑(合计1.26亿美元)融资,三代基因测序公司已在资本市场上开始崭露头角。基因测序的发展,给精准医疗带来了无限的可能,未来,生命的解码将越来越深入。
据BBCRESERCH统计,从2007年的7.94亿美元增长到2013年的45亿美元,复合增长率为33.5%,预计未来几年依旧会保持快速增长,2018年将达到117亿美元,复合增长率为21.1%。
2008-2018年全球基因测序市场规模(亿美元)
数据来源:BBC RESERCH
技术的演变升级来看,基因测序技术主要历经三代:
第一代测序技术,主要基于Sanger双脱氧终止法的测序原理,结合荧光标记和毛细管阵列电泳技术来实现测序的自动化,1975年由Sanger和Coulson发明,基本方法是链终止或降解法。
第二代测序技术,早期代表平台包括Illumina的Solexa、Life Technologies的Solid、罗氏的454平台等,目前市场的主流机型包括Illumina的HiSeq/MiSeq/NextSeq、Life Technologies的Solid/Ion PGM/Ion Proton等。它们的测序原理不完全相同,但共同的特点是都以舍弃读长为代价实现了高通量。
第三代测序技术又称为单分子DNA 测序,即通过现代光学、高分子、纳米技术等手段来区分碱基信号差异的原理,以达到直接读取序列信息的目的,而不需要使用生物或化学试剂,这对于进一步降低测序成本是非常可取的。
技术
突破传统医学痛点,引领精准医疗时代到来。基因测序技术由来已久,第一代测序技术已经发展成为鉴定DNA序列的金标准,而快速、低成本、高通量的基因测序方法的出现则极大地推动了科研的进步。
基因测序对DNA序列进行分析,构建大样本量的基因组数据库,结合个体生活信息、临床数据,以此来了解疾病的发病机制和用药机理,并帮助临床为不同个体提供精确合理的疾病预防干预、诊断治疗、用药指导和健康管理。简单来说,与传统医学相比,精准医学有望成为治疗效果最大化和副作用最小化的一门定制、量化的医疗模式。
据BCC Research数据显示,2016年全球精准医疗市场规模近690亿美元,今后5年年增速预计为15%,是医药行业整体增速的3至4倍。精准医疗是医疗健康时代的产物,是未来生物医药产业发展的确定性趋势,基因测序作为精准医疗的基石,有望引领行业持续向上和繁荣。
政策
政策破冰暖风频吹,产业爆发指日可待。2014年2月国家卫计委、CFDA联合叫停基因检测,相关部门出台文件明确了基因测序行业的双重监管属性,所用的仪器设备归口CFDA报批管理,临床领域的使用归口卫计委或属地管理。3月份卫计委随即出台了《关于开展高通量基因测序技术临床应用试点单位申报工作的通知》,拉开了基因测序行业临床应用规范化的大幕。
随后,从2014年6月到2015年3月不到一年时间,CFDA先后批准华大基因、达安基因等公司的测序仪和测序产品,卫计委先后正式授牌“个体化医学检测试点单位”(3家),确定首批高通量测序技术临床应用试点单位(7家),其中包括5家第三方医学检验所华大、达安、博奥、安诺优达和爱普益,同时陆续公布了临床应用首批四大领域:遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断、肿瘤诊断与治疗。
到2015年7月,国家发改委发布《关于实施新兴产业重大工程包的通知》,将在2015至2017年建设30个基因检测技术应用示范中心,以开展遗传病和出生缺陷基因筛查为重点,推动基因检测技术普及和产业化。同时卫计委医政医管局出台的《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南(试行)》和《肿瘤个体化治疗检测技术指南(试行)》文件,则有效解决了药物基因组学和肿瘤个性化治疗的行业标准缺失的问题。
据统计,目前在全球IVD市场中,分子诊断的份额占比为11%,复合增长率也达到11%,居行业首位。而我国的分子诊断占IVD市场的份额仅为5%,但增速高于25%,排名前列。未来随着技术革新推动和应用端的需求倒逼,我国分子诊断细分市场实现高速放量是可预期的。
我国IVD行业总体呈现低端市场增长停滞,中端市场迅速放量,高端市场逐步开拓的“橄榄型”市场结构。未来随着IVD行业的结构升级和技术高端延展化,作为高端技术领域代表的NGS技术行业必将迎来高速成长期。
近年随着NGS技术的成熟和普及,其普及率持续提升。根据Markets&Markets的研究报告显示,2014年NGS的全球市场规模为25亿美金,预计2020年将达到87亿美金,复合增长率为23%。NGS成为分子诊断领域中增长最快的子行业,超过传统的PCR、FISH和基因芯片技术,未来有望成为行业主流,引领行业发展。
从全球市场来看,北美地区测序市场份额最大,这主要得益于Illumina和Life Technologies两大测序仪供应商的销售,以及该区域NGS技术与个性化医疗和伴随诊断同时发展,同属资本密集及高研发投资领域。美国临床测序技术在肿瘤以及传染病领域应用居多,预计未来美国仍将是NGS市场的引领者。
亚太地区(不包括日本)占比仅为15%,随着技术成熟普及率不断提高,未来发展潜力巨大。现有数据表明亚太地区NGS市场增长最快,增长率为41.6%。中国和日本将新技术与发展医疗保健、研发和临床开发融合,形成新兴经济体,对亚太地区整个市场的发展具有重大意义。
中国测序市场在全球范围内增速突出,根据Markets&Markets预测,中国的基因测序产业在2012-2017年间的CAGR有望达20%-25%,位居全球前列。国内测序服务商近些年不断迸发活力,其中最具代表性的是华大基因,其初期承接了人类全基因组计划1%的工作,经过多年发展华大基因已经成为全球最大的测序中心之一。更可喜的是,一大批如“华小系”的贝瑞和康、诺和致源、安诺优达,以及上市公司如达安基因、迪安诊断等优秀企业深入参与到市场竞争中来,并逐步成长为核心主力军,行业呈现出不同于上游的充分竞争的态势。