2016年基因检测行业分析(推荐收藏)

发表于 讨论求助 2019-02-12 19:31:26

导读

如果是基因测序产业上游的公司,产品销售的目标客户广泛,横跨科研、医疗、商检领域,产品包括测序仪、DNA提取试剂盒、捕获试剂盒/多重子扩增试剂盒、建库试剂盒、上机测序试剂盒,其中测序仪、上机测序试剂盒两者是绑定的,DNA提取试剂盒、捕获试剂盒/多重子扩增试剂盒、建库试剂盒是可以用第三方的产品,国内企业可以从这三个方向切入,但是试剂盒中的最关键的工具酶以及分离材料等都还是以进口产品为主,壁垒较高,如果能实现这两个产品的进口替代,说明企业具有较强的技术实力。




目前全国涉及基因检测概念的公司有200余家,按照业务范围划分,这些公司可以分为:


①最上游的基因检测仪器开发企业(测序仪、芯片扫描仪、PCR设备);

②提供样本处理试剂和耗材的中上游企业(建库试剂盒、检测试剂盒、工具酶、基因芯片);

③提供第三方基因检测服务的中游企业;

④提供测序数据存储、分析和出具报告的下游企业;

⑤还有将这三部分整合起来提供CRO服务的商业公司

当然如果公司研发实力和经济实力允许,大部分公司会选择向上下游产业链延伸,进一步提升自己的盈利能力。


按照基因检测公司的服务内容,主要可以分为四类:科研服务、第三方临床基因检测服务、直接面向个人的检测服务、非医疗基因检测服务(例如食品、环境、刑侦等方面的应用)。


我们今天的分享的内容重点关注的还是基因检测在医学诊断上的运用,这个领域受众广,附加值高,市场空间大。包括以下这些方面:


以科研的名义为患者提供医学诊断服务:医生在其中起主导作用,推荐有需要的患者去做基因检测,医生在其中所获得的好处是得到用药指导依据、科研数据、获得销售提成,这是当前肿瘤基因测序普遍采用的手段,因为目前国内只有NIPT获批临床的肿瘤高通量检测试剂盒,其他只能以科研的形式变相的进行医学诊断从而获取收益。纯科研基因检测市场在百亿级别。


批准为医院提供检测外包服务的第三方独立医学检验实验室:这些机构都能开展分子诊断服务(需通过临检中心的PCR实验室认证),例如QPCR、ddPCR、基因芯片等,但是高通量测序在临床检测上的应用当前受到限制,只有在试点名单上的机构才能出具正式的临检报告,目前出台了第一批四个领域的试点名单,分别是遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断、肿瘤基因测序,试点单位名单由卫计委医政医管局和妇幼司共同制定。临床基因检测的市场空间在千亿级别。


商业化B2C基因检测:提供面向个人基因检测服务的商业公司一般提供的是非诊断性基因检测,而我国有许多直接面向个人的基因检测商业机构,业务范围甚至包括疾病风险、天赋基因、个性特征分析等一系列基因分析服务,未来有加强监管和整合的压力。市场空间在十亿级别。


非医疗基因检测服务:包括食品、环境微生物、刑侦检测、检验检疫等方面,属于碎片化市场,涉及领域多,空间在百亿级别。




一、基因检测行业的监管情况和趋势分析


我国基因产业处在市场兴起的初期阶段,监管制度还十分不完善,给人的感觉十分混乱。2014年以前,我国基因测序行业处于无监管状态;2014年2月,CFDA和卫计委叫停所有基因测序业务,对行业进行集中整顿;2014年3月,卫计委发布《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》,通知要求已经开展高通量基因测序技术,且符合申报规定条件的医疗机构可以申请试点,同时明确申请试点的基因测序项目。2014年12月,卫计委医政医管局发布遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断这三个专业的第一批基因测序临床试点名单;随后2015年1月,卫计委妇幼司正式批准108家医疗服务机构开展NIPT高通量测序技术临床试点,并审核通过13家机构开展植入前胚胎遗传学诊断临床试点;2015年3月,医政医管局发布了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量测序临床试点名单。此后CFDA批准了几款用于高通量测序的仪器、检测试剂等。


那么基因检测产业到底由谁监管,怎么监管,监管的范围是什么?我们做了以下梳理。


监管部门:整个基因检测行业涉及细分产业众多,包括医院、临检中心、仪器试剂、商业公司、不同的技术平台等,所以涉及的监管部门也较多。


①发改委,从宏观上制定基因检测产业的发展规划:2015年6月,发改委发布《国家发展改革委关于实施新兴产业重大工程包的通知》,其中提到要重点发展基因检测等新型医疗技术,并将在3年时间内建设30个基因检测技术应用示范中心,快速推进基因检测临床应用以及基因检测仪器试剂的国产化;此外地方发改委还参与基因检测项目的定价,例如四川发改委定价无创产前2400元/次。


②卫计委主要是对开展基因检测机构的资质进行审查和规范,具体由三个部分监管,分别是医政医改局、妇幼司、临检中心:医政医改局先后发布遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断、肿瘤诊断与治疗这四个专业的第一批基因测序临床试点名单,《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南(试行)》,《肿瘤个体化治疗检测技术指南(试行)》等规范;妇幼司则针对产前检测在医政医改局试点名单的基础上增加了108家医疗服务机构开展NIPT高通量测序技术临床试点,并审核通过13家机构开展植入前胚胎遗传学诊断临床试点;临检中心的职责是承担临床检验质量管理与控制工作,运行全国临床检验室间质量评价计划,建立、应用临床检验参考系统,对开展基因检测服务的医学实验室进行评估和验收。


③CFDA,对基因检测链上的仪器、试剂、分析软件进行监管,例如EGFR、KRAS、BRAF、C-KIT、CYP2C9、CYP2C19等基因的检测试剂盒、基因芯片等;在高通量测序方面,CFDA先后批准了几款应用于NIPT的测序仪和检测试剂,但是在肿瘤的诊断方面,目前还没有高通量测序仪和高通量检测试剂盒获批,试点单位只能以自制试剂(LDTs)的形式开展检测。

 

技术的监管:基因检测中的技术平台主要有PCR(qPCR、ddPCR)、FISH(荧光原位杂交技术)、基因芯片、测序(一代测序、高通量测序),目前除高通量测序临床服务制订了限制政策,只有试点单位才能出具临检报告,其他基因检测技术,如PCR、FISH、一代测序等的使用没有限制,临检单位只要通过了PCR实验室、病理学实验室认证就可以应用这些技术。

 

机构的监管:什么样的机构能够开展高通量测序临床服务?除了医政医改局和妇幼司发布的试点高通量基因测序技术临床试点单位名单外,还有卫计委批准的“个体化医学检测试点单位“(业内常简称为LDT试点),首批试点单位包括中南大学湘雅医学检验所、北京博奥医学检验所和中国医科大学第一附属医院这3家机构,个体化医学检测试点的广度和范畴,要高于高通量基因测序试点;此外还有一些地方卫生部门所批准成立的检验所,例如“南京高新精准医学检验所”。但是即使没有这些资质,测序服务机构也能以科研报告的形式提供检测服务(规避医学检验的限制),或者与试点医院成立联合实验室,享受利润分成。这些都折射出当前我国基因行业监管的不成熟,美国临检机构采取的是CLIA/CAP认证的形式,很大可能我国未来也会采取类似的认证资质。

 

应用领域的监管:目前高通量测序临床上的应用还只能试点应用于遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断和肿瘤诊断与治疗四个专业方向。但是在心血管领域、感染性疾病、肠道微生物宏基因组学等领域,二代测序都有良好的应用前景,当前的临床高通量测序试点只是LDT试点在某个专业方向的具体应用,未来应用领域会越来越广。

 

仪器试剂的监管:由CFDA进行审批,高通量测序中需要申报的有测序仪(绑定上机试剂)、建库试剂盒、检测试剂盒、分析软件等。NIPT方面,CFDA先后批准了华大基因(BGISEQ-100基于life的Ion Torrent技术、BGISEQ-1000基于华大基因之前收购的Complete Genomics的测序技术)、达安基因(DA Proton基于life的Ion Torrent技术)、博奥生物(BioelectronSeq 4000基于life的Ion Torrent技术)、贝瑞和康(与Illumina合作的NextSeq CN500)的NIPT二代基因测序仪和配套试剂(13、18、21号染色体三体检测试剂盒、上机测序试剂);在肿瘤方面,目前目前还没有高通量测序仪和高通量检测试剂盒获批,试点单位只能以自制试剂(LDTs)的形式开展检测服务。从长远来看,多目标基因panel(几十上百个基因或靶点)高通量检测试剂盒基本没有获批的可能,因为位点突变率很低,很难找到足够的病人开展临床试验,并且检测结果也无法去验证,所以这类试剂盒只能以LTDs的形式在临检实验室使用,无法外售;而少量目标基因(数个基因,少量突变位点)的检测试剂盒可能会被CFDA审批,但是从检测成本来说,少量目标基因的检测成本不会比多目标基因检测低,所以终端价格相差不大,当与多目标基因panel一起进行市场推广的时候,并不具有优势。


总结:当前国内高通量测序在临床上的应用监管还很不成熟,试点名单是名义上具有出具临床检验报告资质的机构,并不是其他机构开展测序服务的限制条件(能以科研的形式开展服务),仪器、试剂的审批也不具备限制性,市场处于洗牌阶段,基因检测公司需要积极进行两手准备,一方面筹备临检资质的申报,积极布局医院终端,一方面着手仪器、试剂的审批。我国未来可能采取和美国类似的CLIA/CAP审批,优先布局医院渠道的有望受益。


案例(美国CLIA认证):在美国,只要通过了CLIA(Clinical Laboratory Improvement Amendments,临床实验室改进法案)认证,第三方实验室就可以根据市场需求,开发出各种新的诊断试剂或服务,即自建项目或者自制试剂(LDTs)。这种检测只能在该实验室内使用,不能外传或者出售给其他任何实验室或者医疗保健机构,从而将风险控制在有限的范围,因而不需要FDA的批准。同时,由于CLIA认证的是实验室,所以并不需要对每个新服务或产品作出审批申请。医院或者病人可以根据自己的需要,选择相应的诊断项目。这个政策给了第三方实验室极大的自由空间,也带来了美国独立实验室的繁荣发展。CLIA 认证最独特的地方在于,实验室自建项目即使在没有FDA批准的情况下,也完全可以在其实验室范围内提供分子检测业务来指导临床。只要是有CLIA执照的实验室,他们自己研发的制剂、技术等也可以合法地进入临床,合理收费。这样做的好处就是:在巨大的医疗需求、和日新月异的新技术面前,所有的CLIA实验室可以跟据市场需求,快速地开发出各种新的诊断应用。同时,美国政府不必对应接不暇的每个新应用做出回应。而病人可以根据自己的需要,即时得到新的诊断服务。同时FDA可以选择FDA认为真正好的诊断方法做进一步认证,并以FDA的名义发布认证,以加速FDA认为好的诊断方法在市场上的应用。申报企业只要通过了CLIA认证,并能保证产品的质量,那么就可以直接应用于临床上。


二、基因测序的行业焦点:重在服务

 

基因测序重在服务,很难单独依靠商品(检测试剂盒、芯片)来建立优势,这与免疫诊断、化学发光有所不同,因为基因检测归根结底都是DNA一级序列的检测,与二级、三级结构无关,检测原理相对简单,都是通过DNA引物靶定待测序列,然后通过引物延伸来实现序列的测定;相反,样品DNA的提取、建库和捕获的操作倒是比较繁琐,需要专业的技术人员去操作。上游仪器已然被少数几个公司所垄断,中上游的试剂盒产品并不具有很高的技术壁垒(当然如果能在建库环节和捕获环节形成明显技术优势,或者是开发出效率更高的工具酶,也是很有发展前景的),而且高通量基因检测试剂盒的审批存在较大的不确定性(未来可能参照美国CLIA认证的方式,具有资质的检测机构以LTDs自制试剂的形式使用,但是不通过药监局的审批就无法对外销售),医院样本量有限,先进入的肯定会占据诸多优势,NIPT市场已经接近饱和,肿瘤医院的争夺也日趋白热化,所以率先通过服务来抢占市场,这或许是较为稳妥的选择。


医院是否会自行购置测序仪开展高通量测序?如果医院自己测序,那么临检测序机构势必难以竞争,所以思考这个因素是有必要的。这个问题要分开来看,一方面考虑用户的数量和需求,一方面考虑测序成本。以当前高通量测序用的最广泛的是NIPT和肿瘤诊治为例进行分析:


在无创产前诊断领域,我国每年的新生儿在1500万人左右,潜在客户基数大,NIPT能够给出明确的诊断结果和对应的防治措施,而且结果关系到下一代的健康,检测价格在2400元左右,受众广泛;此外,NIPT对测序的精度要求不是特别高(目前主要是针对13、18、21号染色体的三体检查),检测是一个定量的过程,通常采用life ion torrent平台(目前获批的5款仪器里面3家申报的是ion torrent,而且美国已经有机构采用基因芯片来做NIPT),很多大型医院能够自行开展NIPT服务,第三方测序机构的目标市场应该在中小型医院。


但是高通量测序在肿瘤领域的应用就不太一样,我国每年新增肿瘤患者在450万人左右,肿瘤panel测序的价格在8千到2万之间,而且现在做肿瘤panel测序的患者主要目的是获得靶向药物用药指导,靶向药物价格比较昂贵(每个月的用药开销在5万左右),所以目标人群就更加狭窄了;此外,肿瘤检测对测序精度要求比较高,主要针对点突变或者微缺失微重复,对技术平台的要求高,通常采用Illumina Hiseq/next Seq测序仪,仪器设备昂贵,并且开机试剂耗材的花费高(一次开机在15万左右),如果没有足够的样本量,基本上每次开机都是亏损;并且肿瘤数据的分析比较复杂,需要专门的生物信息学人才和数据库,所以在肿瘤领域(在其他病患更少的领域更是如此),我们认为高通量测序还是以第三方临检机构为主,目标市场在大型医院。


三、基因测序公司(NGS)的发展方向:测序是起点而不是终点

 

如果是基因测序产业上游的公司,产品销售的目标客户广泛,横跨科研、医疗、商检领域,产品包括测序仪、DNA提取试剂盒、捕获试剂盒/多重子扩增试剂盒、建库试剂盒、上机测序试剂盒,其中测序仪、上机测序试剂盒两者是绑定的,DNA提取试剂盒、捕获试剂盒/多重子扩增试剂盒、建库试剂盒是可以用第三方的产品,国内企业可以从这三个方向切入,但是试剂盒中的最关键的工具酶以及分离材料等都还是以进口产品为主,壁垒较高,如果能实现这两个产品的进口替代,说明企业具有较强的技术实力。在科研和商检领域,试剂盒的审批门槛较低,但是需要提供定制化服务;在医疗诊断领域,多基因的捕获试剂盒/多重子扩增试剂盒不大可能通过CFDA审批(前面已经说明原因),只有通过认证的临检实验室才能够以自制试剂使用,因此这部分企业(思路迪、世和基因、燃石生物等)需要做两手准备,筹备建设临检中心,向服务端布局。

 

测序是起点而不是终点,做中游测序服务的机构,最大的市场还是在医疗诊断领域,除了通过提供服务获得收益外,测序机构最大的潜在优势是能够获得特殊患者的组织样本,并且获得基因数据的积累,这对于药物开发是十分便利的条件。比如说,肿瘤患者在使用某靶向药物后出现耐药性,测序机构通过基因测序发现了新的耐药位点(这是PCR、基因芯片这种检测已知突变位点的技术所不具备的优势),那么这个位点就是下一款靶向药物的开发方向,并且测序机构还可以获得患者的肿瘤组织,以此培养原代细胞株,作为药物开发的细胞模型,这就比其他的药物研发机构拥有更多的先发优势。我个人看好思路迪的发展模式,以自己的测序服务为桥梁,打通患者、医院、CRO企业,测序结果提供用药指导,同时反过来链接下游药物开发和临床试验,形成良好的反馈机制。

 

案例(美国肿瘤测序公司Foundation Medicine):Foundation Medicine是一家专注于肿瘤高通量测序的商业公司,该公司专有的平台可产生对病人的个体癌症可操作的基因组信息,使医生能够在临床实践中优化治疗,使生物制药公司制定有针对性的癌症疗法更加有效。


该公司以二代基因测序技术为基础,根据癌症基因测序结果给肿瘤患者提供精准的用药指南。该公司的基因测序技术能够发现导至患者罹患癌症的基因突变,让“个体化用药”走进了新领域,让医生能够根据患者的遗传信息进行有针对性的癌症治疗。


Foundation Medicine的服务需要医生订购,患者只需提供10余个病例组织切片或者一管几毫升的血液。从提取肿瘤细胞的DNA到最终的报告,持续时间14-21天,其中包含了检测出来的癌症基因突变情况,以及针对每一种突变基因给出的用药指导建议。


Foundation Medicine提供两种产品,FoundationOne和FoundationOne Heme。两种产品均是以二代基因测序为基础,使用的测序仪包括Illumina HiSeq 2000 system和 Life Technologies' Ion Torrent。FoundationOne检测适用于所有实体瘤,检测315个癌症相关基因的编码区域以及28个基因的内含子重排,费用为$5800。FoundationOne Heme检测针对血液恶性疾病、淋巴瘤、白血病等,检测405个基因的编码区序列和31个基因的内含子重排,以及265个基因的RNA序列来检测基因融合,费用为$7200。FoundationOne检测的方法在2013年10月时发表在了Nature Biotechnology上。


进行癌症基因测序检测需要癌症基因的数据库,公司因而建立了数据库FoundationCORE。公司在2014年12月推出了浏览器ICE 2,该浏览器的一大特点是“患者匹配”功能。临床医生可以通过它在已有的知识库FoundationCORE中搜索,寻找与患者肿瘤基因组类似的其他患者的信息。ICE 2的一个新的组成部分是PatientMatch,是一种利用FoundationCORE来增加FoundationOne和 FoundationOne Heme使用率的技术工具。通过PatientMatch,使用ICE 2网络的医生可以与在治疗具有类似基因资料病人的医生相联系,和他们分享诊断结果合治疗方案。根据公司2015年第三季度的报告,FoundationCORE已包含6万个临床病例信息。


Foundation Medicine一直在努力的一个领域是医保问题。2014年,密歇根州的大溪城重点卫生部门宣布把Foundation Medicine的癌症基因组分析服务纳入医保范围;Google表示谷歌公司将该公司的癌症基因的DNA检测服务,作为其员工福利计划的一部分。Foundation Medicine还通过了McKesson诊断交易所和美国国家综合癌症网络的认可,能够对非小细胞肺癌进行全基因组检测,并且收到了独特的Z-code标识符。此外,Foundation Medicine首席财务官Jason Ryan表示,医保范围不仅在肺癌中逐步扩大,还将会逐步涉及到其他疾病服务。


Foundation Medicine的营业收入主要来自两个方面,一个是来自生物制药公司,另一个是来自临床诊断。2015年第三季度,来自生物制药公司的收入为1170万美元,与去年同期相比增长75%;来自临床诊断的收入为1370万美元,与去年同期相比增长40%,营收增长非常明显。


附:

表1:涉及基因检测的上市公司

产业链

公司

主营业务

基因测序相关业务

全产业链

华大基因

(拟上市)

测序仪器研发生产、提供基因检测服务

收购美国测序公司Complete Genomics,并将其测序仪更名为BGISEQ,提供基因检测服务

全产业链

达安基因

分子诊断仪器、试剂、独立第三方实验室

代理Life Technologies公司Iron Proton系列仪器,申报相关试剂,提供基因检测服务

上游

紫鑫药业

中药材种植

公司与中科院北京基因组研究所合作开发的中国第一款具有自主知识产权的实用型国产测序仪BIGIS系统正式问世

上游

千山药机

制药装备业务

通过收购进入个体化药物基因检测产品开发领域,目前正在产业化

中上游

仟源医药

药品、儿童产品和孕妇保健品

2014年收购杭州恩氏基因,进入基因保存领域;基因保存为未来基因测序和基因治疗提供样本和依据,为企业后续进入基因测序领域提供支持

中下游

迪安诊断

独立第三方医学诊断服务机构

迪安诊断2.5亿元收购博圣生物,进军优生遗传检测领域;同年4月8日,全资子公司杭州迪安取得了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技术临床应用试点资格

中下游

汤臣倍健

保健品

子公司上海凡迪专注于基因测序服务,该公司拥有第三方独立医学检验资质,同时与湘雅医学检验所达成战略合作,主推业务为推广NIPT和单基因遗传病,以及个体化用药等基因检测服务

中下游

安科生物

生物药、化药、中药

子公司中德美联主要从事法医DNA检测服务,同时出售试剂盒产品。主要采用荧光定量PCR技术,储备有高通量测序技术,未来将向医学诊断领域延伸

中下游

北陆药业

医药产品的研发、生产及销售

子公司南京世和主要从事与癌症用药相关的基因检测服务,目前北陆药业正积极协助世和基因尽快取得基因测序试点资格

中下游

东富龙

医用冻干机及冻干系统的研发、生产、销售

收购伯豪生物34%股权,伯豪生物的主营业务为生物CRO技术服务业务,具体可以细分为微阵列芯片技术服务、二代测序技术服务和生物标志物技术服务

中下游

新开源

生产功能性高分子PVP材料

子公司呵尔医疗主要从事肿瘤早期诊断业务,子公司晶能生物已建立基因检测技术平台,能够为客户提供基因组学研究服务、生物信息分析服务、分子生物学技术服务等

下游

荣之联

信息技术服务提供商

公司募集资金用于大数据的综合运营服务系统项目的建设,该平台初期主要是面向华大这样的基因测序公司提供数据分析服务,今后基因测序技术成熟后会逐步面向医院或者个人

数据来源:广发证券发展研究中心


表2:国内主要测序相关企业

分类

公司

综合类
           (硬件+试剂盒+临床应用服务)

华大基因

北京博奥

深圳华因康基因技有限公司

上海百傲

瀚海基因

中科紫鑫

临床应用服务类

药明康德

诺禾致源

贝瑞和康

安诺优达

上海宝藤

上海伯豪

解码DNA

达安基因

泰州益康

北京迈基诺

凡迪生物

上海天昊生物

北京诺赛基因组研究中心有限公司

佰美基因

赛亚基因科技股份有限公司

中科金美华基因检测公司

上海思路迪生物技术有限公司

北京迪诺基因科技

维达健基因技术有限公司

南京世和基因生物技术有限公司

上海起源生物科技有限公司

广州燃石生物

银河基因

基因检测在线B2C类

genebook(华大)

Wegene

360基因(北京宏图云天)

爱基因(厦门基科)

sungene(三博基因)

idna(武汉益基)

精皮士

生物信息学分析类
           (含云计算类)

北京基云惠康

聚道科技

奇云生物

上海其明信息公司

上海晶能

北京华生恒业科技有限公司

上海烈冰公司

测序技术服务类

上海南方基因中心

宁波海尔施基因科技有限公司

苏州金唯智生物科技有限公司

上海美吉

北京百迈克

武汉未来组

上海英拜生物

上海康成

上海敏芯公司

上海阿趣生物

博苑生物

广州基迪奥生物

上海欧孚

锐博生物

上海五色石

中美泰和

华康基因

武汉生命之美

上海锐金生物医药科技有限公司

杭州沃森生物技术有限公司

广州赛哲生物科技有限公司

苏州贝斯派生物科技有限公司

吉凯基因科技有限公司

北京博迈德基因技术有限公司



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