 二代基因测序：下一个百亿美金市场 ——基因测序行业系列报告 民生医药 王莺 吴汉靓 联系方式 王莺 wangying_yjs@mszq.com021-608767212 吴汉靓 wuhanjing@mszq.com 021-6087673 报告摘要：
未来的医疗发展之路，会从现在粗矿的、单一的、依赖于单个医生，以治疗疾病为目的走向变成更加个性化的、有针对性的、依赖大数据分析的以预防疾病为宗旨的新型模式，所有的变革和颠覆都离不开革命性的技术：二代基因测序。
根据Markets&Markets的一项研究报告显示，2014年二代基因测序的全球市场为25亿美金，预计2020年将达到87亿美金，复合增长率23%,二代基因测序是基因学领域中增长最快的子行业，超过基因芯片和PCR技术。
基因测序仪已被欧美企业垄断，增速放缓，根据Markets&Markets的预测，2014-2020年，测序仪的复合增长率是15.4%；基因测序生物信息学全球市场（目前测序行业最大的难点和瓶颈），2012-2018复合增长率 23%。下游应用市场以科学研究为主，肿瘤检测占下游最大的市场份额（超过35%）。
根据BCC的预测，测序服务是测序市场增长最快的子板块，从2011年不过10亿美金到2016年将达到35亿美金，复合增长率29%；预测2016年，测序服务的市场容量将超过测序仪器。
我国基因测序行业还处于起步阶段，政策方面经历了灰色地带到全面叫停，从2014年下半年开始，逐渐破冰。目前，仅华大基因和达安基因两家企业有产品获得CFDA认证。
建议投资者建议重点关注达安基因（002030.SA）：目前上市公司中唯一获得CFDA批准可以进行基因测序服务的公司；以及荣之联（002642.SZ）:华大基因的IT系统合作伙，公司及控股子公司目前持有深圳华大基因科技服务有限公司0.4545%股权。 关注其他涉及基因测序和诊断的个股：北陆药业（300016.SZ），紫鑫药业（002118.SZ），中源协和（600645.SH），千山药机（300216.SZ），昌红科技（300151.SZ），仟源药业（300254.SZ）等。
写在前面的话： 人们往往高估短期，却低估长期的效应，这句话同样适用于基因测序行业。从第一代基因测序仪的诞生到现在，不过短短五十年的时间。人口老龄化、肿瘤高发、医学的进步，我们在医疗服务的道路上探索不止。相信未来的医疗发展之路，会从现在粗矿的、单一的、依赖于单个医生、以治疗疾病为目的走向变成更加个性化的、有针对性的、依赖大数据分析的以预防疾病为宗旨的新型模式。 未来的医疗健康行业将被重新定义，而这一切都离不开基因组学的深入研究。 正文: 一、二代基因测序：颠覆性的科学技术 1、二代基因测序技术：高通量，低价格 进入21世纪以后，基因研究迅速发展，2001年，美、英、法、德、日、中六国合作，人类基因组计划（Human GenomeProject，HGP）宣告完成，但历时十年，耗资数十亿美元。科研人员迫切需要一种更加先进、高效、相对低价的测序技术，因此，基于大规模平行测序思想的第二代基因测序技术应运而生。 二代基因测序技术（Next-Generation Sequencing, 简称：NGS），又称为高通量测序技术（High-throughput Sequencing），可以一次并行对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定。和一代基因测序相比，二代基因测序有着显著的优点：测序效率的大幅度提高（10万倍的提升）和大幅降低的测序费用，让人类对遗传密码的研究有了质的飞跃。 二代基因测序技术的普及使得DNA测序价格大幅下降，目前，人类全基因组（大约30亿个碱基对）测序的价格大约为1000美金，根据麦肯锡的一项研究报告，未来的几年内，人类全基因组测序的价格有望降到500美金以下。 2、二代基因测序：增长最快的基因研究子行业 二代基因测序市场的细分领域，包括了仪器、耗材、数据处理、测序服务、终端应用等多个方面，由于统计口径不同，市场总额的估算也有所区别。根据Markets&Markets的一项研究报告显示， 2014年二代基因测序的全球市场达到25亿美金，预计2020年将达到87亿美金，复合增长率达23%, 二代基因测序是基因学领域中（其他还包括基因芯片，PCR等）增长最快的子行业。 二、二代基因测序市场的全产业链分析（上游、中游和下游） 二代基因测序市场可以分为上游的仪器端，中游的数据分析，以及下游的应用端；也可以简单的分为仪器和耗材、服务（贯穿在整个产业链条中）以及流程产品。 1、二代基因测序上游（测序仪）：欧美垄断格局已形成 二代基因测序仪主要的生产厂家包括Illumina，Life technologies（2013年被Thermo Fisher 以136亿美金收购），Roche以及PacificBiosciences，测序仪的价格从50万美金到100万美金不等。 基因测序仪行业已经形成寡头垄断的格局：Illumina以超过70%的市场份额，俨然成了市场的霸主，前两家测序仪公司的全球市场占有率接近90%。
未来基因测序仪行业的发展，我们判断将会具有以下三个特征： 第一：寡头垄断很难打破：由于欧美企业具有的技术优势和现有的规模优势，外来的竞争者已经很难进入，欧美几家少数企业将在相当长的时间内成为测序仪的霸主； 第二：基因测序仪技术向着更高效和更精确的方向发展：目前，第三代、四代的测序仪正在研发过程中，未来的趋势是更高效和更精确； 第三：基因测序仪市场增速将放缓：根据Markets&Markets的预测，从2014-2020年，测序仪的复合增长率是15.4%，低于整个基因测序市场的增长率。 2、美股测序仪公司分析：Illumina, Inc. （1）公司介绍 Illumina公司是美国的一家生物科技公司，成立于1998年，专注于基因测序设备、服务等相关领域的研究，2014年被《MIT技术评论》选为年度50家最聪明公司第一位。 （2）公司股价表现 自从2007年初，Illumina收购了基因测序公司Solexa，才算真正进入DNA测序市场，从08年到现在，过去十年，股价翻了10倍。Illumina在过去五年中，收入端复合增长率23%， EPS复合增长率28%，除了占据市场份额第一位的测序仪业务，Illumina还有14%的收入来自测序服务。
3、二代基因测序中游（大数据的处理和分析）：目前的难点和瓶颈 高通量的测序产生的是巨大的数据量，也使得工作重心从繁重的人工测序（第一代产品）转移到了中游的数据分析。例如：分析WGS（人类全基因组，whole genome sequencing）数据需要强大的计算能力、专业的生物信息学工具，以及准确的基因变异的数据库。 二代基因测序生物信息学市场（包括数据分析的软件，工作平台，数据处理和解读）增长迅速，根据Frost&Sullivan预测，2012-2018复合增长率 23%，2018年达到接近6亿美金的市场。随着测序成本的进一步降低，数据分析、实验设计的重要性也会愈加显现。目前二代基因测序生物信息学市场行业集中度低，全球有超过100家生物信息公司从事基因数据的分析和处理。
4、美国测序信息学公司分析：Ingenuity Systems, Inc. （1）公司介绍 Ingenuity Systems总部位于美国，是生物信息和分析解决方案的领先供应商。 （2）公司业务介绍 Ingenuity Systems一项特色业务是利用自己的系统和软件为二代测序技术提供基因变异分析。公司2012年的收入达到2千万美金，2013年5月被德国第一大生物科技公司Qiagen以1.05亿美金收购； 类似IngenuitySystems的公司还有很多，行业规模不大，有自己的特色项目，很容易被生物科技公司巨头收购，所以我们推测未来基因检测生物信息学公司的行业并购整合会愈演愈烈。
5、二代基因测序的下游（应用）：科学研究为主，临床应用肿瘤研究占比最大（>35%） 二代基因测序市场的下游（以应用机构划分），以科研机构、高等院校以及疾控中心为代表的研究所占据了半数以上的市场份额，生物科技公司和医药公司分别占有17%和6%的市场份额。
按照应用类型分类，二代基因测序市场被分为肿瘤、遗传筛查、传染病、药物和生物标志的发现、分子流行病学、农业等。根据IQ4I Research & Consultancy的调查报告显示，肿瘤检测占据最大的应用端市场份额（超过35%）。 根据麦肯锡的一项研究报告显示，二代基因测序技术在2018年对于肿瘤治疗领域的渗透率，根据肿瘤类型不同，从25%-70%不等，而仅仅在这一领域就可以有超过20亿美金的市场。
按照地域区分，美国和欧洲是二代基因测序最大的市场，接近70%的份额，中国、新加坡、台湾地区，韩国、澳大利亚和印度在内的亚太地区的市场份额约为15%。
6、测序服务—增长最快的二代基因测序子版块 测序服务是贯穿在基因测序全产业链的，包括测序前的准备工作、测序，以及数据分析和解释等。根据BCC的预测，测序服务是测序市场增长最快的子板块，从2011年不超过10亿美金的市场到2016年达到35亿美金，复合增长率29%；同时，预计2016年，服务的市场容量将超过测序仪器。
7、美国基因测序服务公司分析：23andMe （1）公司介绍：23andMe是美国的一家生物科技创新公司，提供个人基因测序服务，成立于2006年，每份基因检测报告售价99美金。
（2）公司发展历程：一波三折。 公司从成立之初就吸引了众多眼球，在2012年完成D轮融资5千万美金。 2013年，美国FDA突然暂停了23andMe涉及健康信息的个人基因服务，所以，目前在美国地区，23andMe只能向客户提供祖先分析和原始基因数据，不涉及健康方面的注解。 （3）政策开始破冰 2015年2月19日，FDA授予了23andMe第一项涉及健康信息的基因检测，测试健康人是否携带有给后代造成Bloom综合征的基因。该政策具有里程碑的意义，23andMe未来将致力于把更多涉及健康信息的基因检测项目重新带回美国市场。 截止2014年3月，23andMe已经有超过65万人次的客户数量。 三、从基因测序到精确化诊断，还有多少路要走 目前全球基因测序的市场已经从最初的启蒙，到现在的部分应用，但还是以科学研究为主。未来的完全产业化，还有存在着以下三大类的困难： 1、技术上的难点：大数据处理、解读和基因数据库的建立 根据J.P.Morgan最近的一项调研表示：63%的基因测序实验室工作人员认为数据储存、管理和生物信息学是目前阶段制约基因测序技术大规模发展的最大因素。事实上，基因数据的读取已不再是难点，单个或多个基因的突变和疾病之间的相关性，以及数据库的建立才是大规模产业化的拦路虎。 2、政策上的限制：美国FDA一直采取非常谨慎的态度 2013年11月19日，Illumina公司生产的四个基因测序/诊断设备通过了美国食品和药品管理局（FDA）认证，它们分别是MiSeqDx囊性纤维化139-变异分析、MiSeqDx囊性纤维化临床测序分析、MiSeqDx仪器分析平台，以及UniversalKit试剂盒。这是基因测序领域首次获得FDA认证，具有重大的积极意义。 对于其他基因测序的临床试验和应用，美国采取了FDA审批之外的CLIA机制（Clinical Laboratory Improvement Amendments of 1988; 临床实验室改进修正案）；美国的CLIA机制针对临床应用，只要医疗机构、内部质量、从业人员、实验室等均通过该体系认证，无所谓适应症，就可以开展临床工作。 例如verifi测试，始创于Verinata健康公司（2013年被Illumina以4.5亿美金收购），是一种以二代基因测序方法进行的无创产前检测，可以用来检测唐氏综合症、爱德华氏综合征以及帕陶氏综合征，该测试并没有被美国FDA认证，但是可以在符合CLIA的实验室进行临床应用。
3、伦理、隐私、生物安全等其他问题 常见的无创产前基因检测因为一些国家和地区反对堕胎而全面叫停。另外，不少人对于基因测序公司是否可以保护用户的数据也持怀疑态度，同时，究竟哪一方可以合法地拥有基因数据，医院、基因测序公司、还是个人也并没有统一的说法。 研究人员也同时指出，基因测序项目带来的对于先天遗传性病人的歧视和给患者精神上的伤害也不应收到重视。
四、我国基因测序产业的发展之路 1、我国基因测序行业正处于起步阶段 我国的基因测序行业主要是集中在测序服务领域，在2014年2月CFDA全面叫停国内基因测序的临床应用之前，基因测序集中在唐氏综合症无创产前筛查，最大的三家机构分别是华大基因、贝瑞和康、湘雅医院的中南大学产前诊断中心。 2、政策从无人监管到全面叫停再到开始试点 经历了灰色地带到全面叫停，从2014年下半年开始，政策逐渐破冰。 2014年6月30日，华大基因成为全球首家CFDA批准的无创产前基因检测机构。批准了其BGISEQ-1000基因测序仪、BGISEQ-100基因测序仪和胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）检测试剂盒（联合探针锚定连接测序法）、胎儿染色体非整倍体（T21、T18、T13）检测试剂盒（半导体测序法）医疗器械注册。 第二家获得CFDA获批基因检测的机构是达安基因。2014年11月5日，国家食品药品监督管理总局批准了达安基因的基因测序仪和胎儿染色体非整倍体21三体、18三体和13三体检测试剂盒（半导体测序法）医疗器械注册。 2015年1月：据卫计委《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》，批准109家医疗机构开展包括：产前筛查与诊断前咨询，知情同意书签署，临床资料收集和标本采集要求，检测报告审核使用，检测后临床咨询，高风险孕妇的后续临床服务等相关内容，上述109家医疗机构开展相关临床应用必须使用CFDA已获批上市的基因测序仪及配套试剂，目前仅华大基因和达安基因两家企业有产品批文。我们认为随着政策的逐渐开闸，未来会有越来越多的公司和检测项目得到CFDA的认可。
3、全球最大的商业基因测序服务供应商---华大基因 华大基因是全球最大的商业测序服务供应商，总部在深圳，成立于1999年，目前拥有超过1000个生物信息学研究员，提供了全球超过15%的测序数据。涉足的领域包括测序及分析、基因筛查与检测、分子育种和动物克隆，2012年的营业收入是2亿美金。2012年9月，华大基因以1.18亿美元收购了美国基因测序公司Complete Genomics，经过十五年的发展，华大基因足迹遍布全球。
五、投资策略与建议 建议重点关注达安基因（002030.SZ），代理国外基因测序仪器，以及进行基因测序服务，是目前上市公司中唯一获得CFDA获批可以进行基因测序服务的公司；以及荣之联（002642.SZ），华大基因的IT系统合作伙伴；公司及控股子公司目前持有深圳华大基因科技服务有限公司0.4545%股权。 关注其他涉及基因测序和诊断的个股：北陆药业（300016.SZ），紫鑫药业（002118.SZ），中源协和（600645.SH），千山药机（300216.SZ），昌红科技（300151.SZ），仟源药业（300254.SZ）等。 |
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