基因測序作為精準(zhǔn)醫(yī)療的重要一環(huán),隨著技術(shù)的進步以及成本的下降,近年來發(fā)展迅速,近日英國公司Oxford Nanopore Technologies宣布在最近一輪融資中獲得了1億英鎊(合計1.26億美元)融資,三代基因測序公司已在資本市場上開始嶄露頭角?;驕y序的發(fā)展,給精準(zhǔn)醫(yī)療帶來了無限的可能,未來,生命的解碼將越來越深入。
據(jù)BBCRESERCH統(tǒng)計,從2007年的7.94億美元增長到2013年的45億美元,復(fù)合增長率為33.5%,預(yù)計未來幾年依舊會保持快速增長,2018年將達到117億美元,復(fù)合增長率為21.1%。
2008-2018年全球基因測序市場規(guī)模(億美元)
數(shù)據(jù)來源:BBC RESERCH
企業(yè) | 測序儀 | 生產(chǎn)形式 | 獲批時間 | 應(yīng)用特點 |
貝瑞和康 | NextSeq CN500 | 與Illumina合作 | 2015年3月 | "臨床醫(yī)用,通量靈活,適合大型及中型醫(yī)院" |
華大基因 | BGISEQ-1000、BGISEQ-100 | 收購CG及與Thermo Fisher合作 | 2014年6月 | "BGISEQ-1000為巨型測序儀,暫未見醫(yī)院使用 BGISEQ-100為小型設(shè)備,通量低" |
達安基因 | DA8600 | 與Thermo Fisher合作 | 2014年11月 | 臨床,小型 |
博奧生物 | BioelectronSeq4000 | 與Thermo Fisher合作 | 2015年12月 | 臨床,小型 |
技術(shù)的演變升級來看,基因測序技術(shù)主要歷經(jīng)三代:
第一代測序技術(shù),主要基于Sanger雙脫氧終止法的測序原理,結(jié)合熒光標(biāo)記和毛細(xì)管陣列電泳技術(shù)來實現(xiàn)測序的自動化,1975年由Sanger和Coulson發(fā)明,基本方法是鏈終止或降解法。
第二代測序技術(shù),早期代表平臺包括Illumina的Solexa、Life Technologies的Solid、羅氏的454平臺等,目前市場的主流機型包括Illumina的HiSeq/MiSeq/NextSeq、Life Technologies的Solid/Ion PGM/Ion Proton等。它們的測序原理不完全相同,但共同的特點是都以舍棄讀長為代價實現(xiàn)了高通量。
第三代測序技術(shù)又稱為單分子DNA 測序,即通過現(xiàn)代光學(xué)、高分子、納米技術(shù)等手段來區(qū)分堿基信號差異的原理,以達到直接讀取序列信息的目的,而不需要使用生物或化學(xué)試劑,這對于進一步降低測序成本是非常可取的。
技術(shù)
突破傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)痛點,引領(lǐng)精準(zhǔn)醫(yī)療時代到來。基因測序技術(shù)由來已久,第一代測序技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為鑒定DNA序列的金標(biāo)準(zhǔn),而快速、低成本、高通量的基因測序方法的出現(xiàn)則極大地推動了科研的進步。
基因測序?qū)NA序列進行分析,構(gòu)建大樣本量的基因組數(shù)據(jù)庫,結(jié)合個體生活信息、臨床數(shù)據(jù),以此來了解疾病的發(fā)病機制和用藥機理,并幫助臨床為不同個體提供精確合理的疾病預(yù)防干預(yù)、診斷治療、用藥指導(dǎo)和健康管理。簡單來說,與傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)相比,精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)有望成為治療效果最大化和副作用最小化的一門定制、量化的醫(yī)療模式。
據(jù)BCC Research數(shù)據(jù)顯示,2016年全球精準(zhǔn)醫(yī)療市場規(guī)模近690億美元,今后5年年增速預(yù)計為15%,是醫(yī)藥行業(yè)整體增速的3至4倍。精準(zhǔn)醫(yī)療是醫(yī)療健康時代的產(chǎn)物,是未來生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的確定性趨勢,基因測序作為精準(zhǔn)醫(yī)療的基石,有望引領(lǐng)行業(yè)持續(xù)向上和繁榮。
政策
政策破冰暖風(fēng)頻吹,產(chǎn)業(yè)爆發(fā)指日可待。2014年2月國家衛(wèi)計委、CFDA聯(lián)合叫停基因檢測,相關(guān)部門出臺文件明確了基因測序行業(yè)的雙重監(jiān)管屬性,所用的儀器設(shè)備歸口CFDA報批管理,臨床領(lǐng)域的使用歸口衛(wèi)計委或?qū)俚毓芾怼?月份衛(wèi)計委隨即出臺了《關(guān)于開展高通量基因測序技術(shù)臨床應(yīng)用試點單位申報工作的通知》,拉開了基因測序行業(yè)臨床應(yīng)用規(guī)范化的大幕。
隨后,從2014年6月到2015年3月不到一年時間,CFDA先后批準(zhǔn)華大基因、達安基因等公司的測序儀和測序產(chǎn)品,衛(wèi)計委先后正式授牌“個體化醫(yī)學(xué)檢測試點單位”(3家),確定首批高通量測序技術(shù)臨床應(yīng)用試點單位(7家),其中包括5家第三方醫(yī)學(xué)檢驗所華大、達安、博奧、安諾優(yōu)達和愛普益,同時陸續(xù)公布了臨床應(yīng)用首批四大領(lǐng)域:遺傳病診斷、產(chǎn)前篩查與診斷、植入前胚胎遺傳學(xué)診斷、腫瘤診斷與治療。
到2015年7月,國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于實施新興產(chǎn)業(yè)重大工程包的通知》,將在2015至2017年建設(shè)30個基因檢測技術(shù)應(yīng)用示范中心,以開展遺傳病和出生缺陷基因篩查為重點,推動基因檢測技術(shù)普及和產(chǎn)業(yè)化。同時衛(wèi)計委醫(yī)政醫(yī)管局出臺的《藥物代謝酶和藥物作用靶點基因檢測技術(shù)指南(試行)》和《腫瘤個體化治療檢測技術(shù)指南(試行)》文件,則有效解決了藥物基因組學(xué)和腫瘤個性化治療的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失的問題。
據(jù)統(tǒng)計,目前在全球IVD市場中,分子診斷的份額占比為11%,復(fù)合增長率也達到11%,居行業(yè)首位。而我國的分子診斷占IVD市場的份額僅為5%,但增速高于25%,排名前列。未來隨著技術(shù)革新推動和應(yīng)用端的需求倒逼,我國分子診斷細(xì)分市場實現(xiàn)高速放量是可預(yù)期的。
我國IVD行業(yè)總體呈現(xiàn)低端市場增長停滯,中端市場迅速放量,高端市場逐步開拓的“橄欖型”市場結(jié)構(gòu)。未來隨著IVD行業(yè)的結(jié)構(gòu)升級和技術(shù)高端延展化,作為高端技術(shù)領(lǐng)域代表的NGS技術(shù)行業(yè)必將迎來高速成長期。
近年隨著NGS技術(shù)的成熟和普及,其普及率持續(xù)提升。根據(jù)Markets&Markets的研究報告顯示,2014年NGS的全球市場規(guī)模為25億美金,預(yù)計2020年將達到87億美金,復(fù)合增長率為23%。NGS成為分子診斷領(lǐng)域中增長最快的子行業(yè),超過傳統(tǒng)的PCR、FISH和基因芯片技術(shù),未來有望成為行業(yè)主流,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
從全球市場來看,北美地區(qū)測序市場份額最大,這主要得益于Illumina和Life Technologies兩大測序儀供應(yīng)商的銷售,以及該區(qū)域NGS技術(shù)與個性化醫(yī)療和伴隨診斷同時發(fā)展,同屬資本密集及高研發(fā)投資領(lǐng)域。美國臨床測序技術(shù)在腫瘤以及傳染病領(lǐng)域應(yīng)用居多,預(yù)計未來美國仍將是NGS市場的引領(lǐng)者。
亞太地區(qū)(不包括日本)占比僅為15%,隨著技術(shù)成熟普及率不斷提高,未來發(fā)展?jié)摿薮蟆,F(xiàn)有數(shù)據(jù)表明亞太地區(qū)NGS市場增長最快,增長率為41.6%。中國和日本將新技術(shù)與發(fā)展醫(yī)療保健、研發(fā)和臨床開發(fā)融合,形成新興經(jīng)濟體,對亞太地區(qū)整個市場的發(fā)展具有重大意義。
中國測序市場在全球范圍內(nèi)增速突出,根據(jù)Markets&Markets預(yù)測,中國的基因測序產(chǎn)業(yè)在2012-2017年間的CAGR有望達20%-25%,位居全球前列。國內(nèi)測序服務(wù)商近些年不斷迸發(fā)活力,其中最具代表性的是華大基因,其初期承接了人類全基因組計劃1%的工作,經(jīng)過多年發(fā)展華大基因已經(jīng)成為全球最大的測序中心之一。更可喜的是,一大批如“華小系”的貝瑞和康、諾和致源、安諾優(yōu)達,以及上市公司如達安基因、迪安診斷等優(yōu)秀企業(yè)深入?yún)⑴c到市場競爭中來,并逐步成長為核心主力軍,行業(yè)呈現(xiàn)出不同于上游的充分競爭的態(tài)勢。