寻找下一个杀手级应用 由NIPT到肿瘤基因组学-基因谷
对基因序列进行精确、廉价、快速的测定解析,是生物医学研究和临床实践的迫切需求。
基因测序服务分为四大领域:
◆研究与试验发展(R&D)类测序
◆生育健康相关
◆肿瘤基因组学
◆消费级测序需求
不同子领域的发展阶段和行业规律也有明显差别
科研测序服务
梦开始的地方,停滞后有望迎来转机
科研测序服务是测序产业的起点,也是国内基因测序企业最初起家的根基,华大基因、诺禾致源、贝瑞和康等企业在发展早期,科技服务均是其支柱业务和重要收入来源。科研测序服务的费用很大程度来自于科研机构获得的科研经费,这就注定了这一市场的规模较小。
图表1:华大基因、贝瑞和康收入利润的快速成长
来源:公司年报,国金证券研究所
图表2:华大基因和贝瑞和康科研收入及占比的下滑(单位:万元)
来源:公司公告,国金证券研究所
随着二代测序的普及,低价的基因组测序成为可能,而在精准医学和大数据时代的今天,大型人群队列研究已经成为流行病学研究的主旋律之一。对数万人甚至数百万人的测序计划及队列研究,可揭示疾病的病因、评价预防效果、揭示疾病的自然史、掌握人口健康状况、引导实验设计, 将知识转化为临床和人群早期诊断和干预策略,从而提高疾病防治水平, 降低社会卫生负担倾城锋芒。
近年来各类精准医学计划的出现更促进了大规模测序计划的繁荣,出现了以美国精准医疗计划、英国10万人基因组计划、法国基因组医疗2025计划、韩国万人基因组计划等为代表性项目婚后无爱。国内也发起了中国新生儿基因组计划,计划从2016年起,在5年内开展10万例样本的新生儿基因检测,旨在构建中国新生儿基因组数据库,建立新生儿遗传病基因检测标准,促进新生儿遗传病基因检测的产业化蓝龙莲,制定新生儿遗传病遗传咨询标准,联合医院进行遗传咨询培训,完善遗传咨询培训体系。
因此,随着这类公共卫生项目的落地,相对停滞的科研类测序市场有望再度迎来成长机遇。
生育健康诊断
基因检测的第一个杀手级应用,百亿级市场
基因测序在生育健康相关方面的应用主要有无创产前检测(NIPT)、植入前胚胎遗传学诊断(PGD/PGS)、遗传疾病风险检测等。其中NIPT是当前市场规模最大、最成熟的领域。
图表3:中国人口出生情况
来源:国家统计局,国金证券研究所
图表4:唐氏综合征发病率随产妇年龄快速上升
来源:博奥检验官网单婉晶,国金证券研究所
2016年,中国新出生人口达1786万,多年来首次出现回升,二胎政策初见威力。出生缺陷在新生儿中比例较高唐好辰,约占总数的5.6%,其中染色体非整倍体引起的缺陷是发病较高的疾病类型。近百万缺陷新生儿对社会和家庭造成了沉重负担,完善和普及产前诊断有极大必要。
然而我国每年接受产前染色体异常诊断的产妇不到20万人次,这一方面是因为羊水穿刺、绒毛活检、脐静脉穿刺等技术的操作难度大,对检测医生的专业技能要求高,只有高等级医院才能提供;另一方面有创性的检测对孕妇和胎儿都存在一定风险。而传统的无创诊断手段假阳性率和假阴性率较高,可靠性存在疑问。
图表6 :NIPT与其他检测方法对比
来源:博奥木华基因官网,国金证券研究所
相比其他方法,胎儿染色体非整倍体无创产前基因检测安全(无流产风险)、准确(假阴性率低)、快速、低成本,因而得到迅速推广,NIPT企业也实现了惊人的成长速度。此外,辅助生殖诊断(如PGD、PSD)原理和目的与NIPT类似通信兵之歌,但检测对象为胚胎重生神犬,采用单细胞全基因组扩增技术和全基因组低覆盖度高通量测序技术,通过采集胚胎活检细胞以及家系的外周血样本,对样本进行检测和生物信息学软件分析,可准确分析胚胎染色体数目及结构异常情况以及判断胚胎是否遗传了父母的致病突变。
据统计王晨霞手诊,全球NIPT测序市场规模在7.5亿美元左右。我国是出生缺陷高发国家,但目前产前筛查的覆盖面尚不足孕妇人群的10%,NIPT覆盖人群更是有限四神鼎之怨。如按国内NIPT市场渗透率仅5-10%,以单价2000元/例计算,国内NIPT市场当前规模在18-35亿人民币之间。作为一项对产妇有重大意义的检测,未来其渗透率完全有可能达到30%,则市场规模也可达到130亿元以上。
肿瘤基因检测
庞大空间即将浮出水面,千亿级市场
我国2015年有429.2万例新发肿瘤病例和281.4万例死亡病例,由于我国预后较差的肺癌、胃癌、肝癌等肿瘤高发,肿瘤患者整体生存情况远差于西方国家,肿瘤防治形势严峻,肿瘤基因检测空间巨大。
图表7:国内部分从事肿瘤基因检测企业(排名不分先后)
来源:公开资料,国金证券研究所
肿瘤基因测序在临床的应用,依照疾病进展顺序及应用任务上,可以分为风险筛查、早期诊断、用药监测及伴随诊断、复发及预后评估等,其技术发展的成熟度则是肿瘤进展晚期的检测技术较早期技术越成熟(用药伴随检测>复发预后评估>早期筛查>肿瘤风险预测,其中肿瘤风险预测的难度不在于其检测技术,而在于人群观测和数据的积累)。卧龙租房
液体活检技术
肿瘤诊断和研究都依赖于活检获取的肿瘤组织陈怀义,活检是临床诊断的“金标准”和最终诊断手段,但活检组织来源于手术和穿刺,存在诸多局限
因此运用静脉血液样本替代肿瘤组织,对CTC、ctDNA、外泌体等多种指标进行分析,并用来对癌症进行筛查检测的“液体活检”技术迅速发展并受到医学界和商业界的密切关注。测序技术能提供高度的灵敏性和巨大信息含量,与液体活检技术结合,检测血液中的肿瘤信息,高明婷在提升检测灵敏度的同时,更使早期检测筛查成为了可能曾子墨丑闻。同时,由于测序技术的成熟,对ctDNA的解读能力突飞猛进。相比CTC和外泌体,目前ctDNA测序检测已经成为了液体活检的最主流方向,相关进展也最多。
图表8:液体活检技术的优势
来源:国金证券研究所
用药监测及伴随诊断
肿瘤靶向药种类众多瓦里玛萨斯,“伴随诊断”和“靶向治疗”,已成为肿瘤个体化精准治疗最重要的两大工具,可以针对携带特定基因变异的肿瘤细胞进行杀伤,疗效显著。但不同患者的基因突变差异导致了每名患者对于相同的抗肿瘤药物所表现出来的敏感性与毒副反应不尽相同,在靶向药使用过程中肿瘤基因组还会发生改变宫原佳苗,产生新的耐药性。
通过检测分子分型,能为医生提供肿瘤组重要信息,科学确定治疗和用药方案,并及时调整。
复发及预后评估
肿瘤的转移复发是肿瘤患者死亡的主要有原因之一。但在经过治疗后肿瘤病灶和肿瘤症状得到明显缓解,此时检测难度较大。能够在早期发现肿瘤转移和复发司徒公办案,对于肿瘤治疗有重大意义。
多项基础研究表明,通过对患者血液中ctDNA水平进行检测,能够有效提高复发和转移监测的灵敏度。
肿瘤早期筛查
早发现早治疗是肿瘤干预的关键,如能通过血液分析实现肿瘤的早期诊断,将从根本上改变肿瘤诊断和治疗局面。因此,肿瘤早期筛查是肿瘤基因检测领域意义最重大、也是最困难的难题之一。
随着ctDNA检测技术的不断发进步,实现早期筛查需要更大程度上灵敏度的提升、方法学的完善,以及由科研向临床的经验/数据积累布伟杰,不仅要检测到血液中的早期肿瘤标志物,还应当能追溯到肿瘤原发灶位置信息,只有这样才能为肿瘤干预提供有意义指导。在这一方面,相对于其他方法如数字PCR、基因芯片等,基因测序覆盖的范围和灵活程度更优,信息量更充分,也是目前研究的主攻方向之一,已经产生了很多有意义的成果。
相对其他肿瘤基因检测技术,早期筛查面向有罹患肿瘤风险的正常人群,市场空间巨大。如按国内每年体检人次5亿人次计算,如10%人群能进行肿瘤早期筛查,每人次收费3000元,则市场规模在千亿级别白甲军,远高于NIPT和肿瘤用药检测。一旦市场铺开,早期肿瘤筛查有望成为基因测序领域最重磅的杀手级应用。
消费级基因测序
鱼龙混杂,渠道销售决定一切
基因组蕴含着影响机体生老病死及繁衍生息的一切遗传密码,对个人的基因组、转录组和表观遗传组学解读可以获得个人在基因祖源、生活习惯、智能、体质、个性、特长等多方面信息(典型的特征如酒精分解能力和乳糖耐受能力)。因此基因检测完全具有开发消费级产品的空间。
然而由于当前科学发展水平对基因组信息的理解依然十分局限,实际具备较高解读价值的项目非常有限薪福卡,目前市场上的消费级基因检测产品鱼龙混杂,许多所谓“天赋基因”“特征基因”是以个别研究报道以偏概全的夸大,甚至无中生有的穿凿附会,市场仍处于相对无序阶段。
在这一尚未成熟规范的市场,渠道和销售能力对企业的收入利润成长最为重要。
总结:
研究服务市场目前相对饱和,竞争激烈,未来技术进步有望创造行业重新集中的契机。
生育健康市场目前已有比较成熟产品,是当前基因测序产业收入规模最大的细分市场,未来仍将大概率保持稳健快速成长。
肿瘤基因测序特别是早期肿瘤筛查——液体活检领域是基因测序领域下一个最有希望的“杀手级应用”,其潜在市场空间远大于生育健康类服务,但技术难度大,目前仍在成熟成长。
消费级测序领域产品化空间广阔,但目前规范化程度低,鱼龙混杂,销售能力是最重要制胜法宝三宅由佳莉。
整理编辑自国金证券研究所
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