2015年基因测序之二代测序行业专题报告29页.pdf

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1、 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 2 - 目 录 一、二代测序技术为目前主流，成本下降推动行业迅速发展 . - 5 - 1.1 技术革新，成本下降，基因测序不再遥不可及 . - 5 - 1.2 近年来基因测序行业发展迅速，我国尚处于起步阶段 . - 7 - 二、我国企业主要集中在产业链中下游，有向上游延伸的趋势 . - 9 - 2.1 上游技术壁垒较高，市场为欧美厂商主导 . - 9 - 2.2 测序服务门槛低，国内厂商竞争激烈，有向上游延伸的趋势. - 11 - 2.3 测序数据呈爆发式增长，数据挖掘解读成行业发展瓶颈 .

2、 - 13 - 三、我国 NGS 临床应用主要分为四个方向，市场极具潜力 . - 13 - 3.1 无创产前筛查（NIPT）:临床应用逐渐成熟，市场空间远未饱和 . - 14 - 3.2 肿瘤诊断与治疗：处于起步阶段，极具潜力的 NGS 应用市场 . - 17 - 3.3 胚胎植入前遗传学诊断/筛查：助力试管婴儿技术，提高生育率 . - 23 - 3.4 遗传病诊断：单基因遗传病检测为主要产品 . - 24 - 四、投资建议及相关公司介绍 . - 25 - 4.1 上市公司介绍 . - 25 - 4.2 非上市公司介绍 . - 28 - 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 3

3、 - 图表目录 图表 1 基因测序技术发展过程 .- 5 - 图表 2 一至四代测序技术比较 .- 6 - 图表 3 基因测序成本走势 .- 7 - 图表 4 全球基因测序市场规模及增速 .- 8 - 图表 5 全球 NGS 应用领域发展趋势 .- 8 - 图表 6 基因测序产业链.- 9 - 图表 7 2013 年全球基因测序仪制造市场格局 .- 10 - 图表 8 主流二代测序仪.- 10 - 图表 9 我国部分测序服务机构统计 . - 11 - 图表 10 二代测序机构资质情况 .- 12 - 图表 11 国内基因测序仪生产商 .- 13 - 图表 12 无创产前基因检测适用范围 .-

4、14 - 图表 13 孕妇外周血中含有胎儿游离 DNA .- 14 - 图表 14 无创产前基因检测示意图 .- 15 - 图表 15 无创产前基因检测适用人群 .- 15 - 图表 16 现有的产前检测技术比较 .- 16 - 图表 17 我国 2013 年 NIPT 市场格局 .- 17 - 图表 18 我国各类肿瘤病种发病率 .- 18 - 图表 19 NGS 产品市场规模.- 18 - 图表 20 2018 年 NGS 应用在癌症领域渗透率 .- 19 - 图表 21 部分癌症相关易感基因 .- 19 - 图表 22 我国人口结构发展趋势 .- 20 - 图表 23 UGT1A1 突变

5、-伊立替康主要毒性作用显著 .- 21 - 图表 24 EGFR 突变-吉非替尼有效性作用显著 .- 21 - 图表 25 部分靶向药物个性化用药检测 .- 22 - 图表 26 母亲年龄与胚胎非整倍性、活产率和流产率的关系 .- 23 - 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 4 - 图表 27 形态学与 PGS 筛选的胚胎移植后多项指标对比 .- 24 - 图表 28 部分单基因遗传病检测内容 .- 24 - 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 5 - 一、二代测序技术为目前主流，成本下降推动行业迅速发展一、二代测序技术为目前主流，成本下降推动行业迅速发展

6、 基因测序是一种新型基因检测技术，能够从血液或唾液中分析测定基因全序列，预测罹患多种疾病的可能性，个体的行为特征及行为合理，如癌症或白血病，运动天赋，酒量等。 精准医疗主要包括精准诊断和精准治疗两部分，基因测序作为精准医疗的入口，是精准医疗的重要一环。在精准诊断方面，通过对病人临床信息资料的完整收集，对病人生物样本的完整采集，并通过基因测序、分析技术对病人分子层面信息进行收集，最后通过利用生物信息学分析工具对所有信息进行整合并分析，从而使得医生可以早期预测疾病的发生、可能的发展方向和疾病可能的结局，最后做出诊断。 1.1 技术革新，成本下降，基因测序不再遥不可及技术革新，成本下降，基因测序不再

7、遥不可及 从上世纪 70 年代 Sanger 发明的双脱氧核苷酸末端终止法和 Gilbert 与 Maxam发明的化学降解法为标志第一代测序技术，到目前为止，基因测序技术的发展一共涌现了 4 代测序技术。 目前， 二代测序技术为市场主流， 其中典型代表有 Illumina 公司的 Solexa 技术、罗氏公司的 454 技术以及 Life tech 公司的 SOLID 技术。近几年来，以 Heloscope 的单分子测序技术和 PacBio 的 SMRT 技术为代表第三代技术以及第四代纳米孔测序技术相继出现，标志着测序技术未来的发展方向。 图表图表 1 基因测序技术发展过程基因测序技术发展过程

8、 资料来源：财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 6 - 现下，一代基因测序技术由于通量较低、测序时间较长，已经不能满足研究应用的需要，以高通量低成本为特征的二代测序技术为目前应用最广泛的测序技术，测序时间相较于一代技术大大降低，缺点是读长（测序时所有读段的平均 DNA 分子片段长度）较短。第三代测序技术测序读长有了明显的提升，但准确率较低，而且测序通量也小于二代测序，第四代测序技术相比于第三代技术通量有所提高且准确率也有所上升，仪器更小，第三、四代测序技术目前主要用于科学研究，临床应用还需技术进一步的成熟。 图表图表 2 一一至至四代测序技术比较四代测序技术比较 测

9、序技术 原理 公司或仪器 测序通量 测序时间 准确率 读长 优缺点 应用状况 第一代 Sanger 双脱氧法 ABI的 3730XL 0.2Mb 1.6m 99% 400-900 高读长、高精确、一次性达标率高；成本相对高、通量相对低 成本高、 速度慢， 应用少 第二代 边合成边 测序，可 逆终止法 Illumina的Solexa、 Roche的454、ABI的SOLID 400Mb-1.8T 2h-3d 99% 50-300 高通量、低成本，但存在模板扩展和序列读长的缺陷 目 前 应 用最 广 泛 的技术 第三代 单分子合 成测序 BioScience 的Heloscope、PacBio的S

10、MRT 0.2-30Gb 2h 1000 高通量、高读长、低成本，但准确性不高 研发阶段，未 真 正 商业应用 第四代 纳 米 孔 外切酶测序 Oxford的MinlOn、GrindlOn 5-50Gb 1.2-2h 90% 1000 高通量、高读长、低成本、小型化 研发阶段，未 真 正 商业应用 资料来源：Phg foundations，GIT Laboratory Journal，财富证券 基因测序作为目前生物学领域最炙手可热的专业门类之一，近几年在国内外均得到了快速的发展，它不仅能够追踪传染病途径，还能预测个体化疾病风险，有效预测癌症、糖尿病、唐氏综合征等多种疾病，从而为后期的防御和治疗

11、提供有效的帮助。 但由于成本过高，基因测序技术一直难以进行推广，在 2001 年进行个人基因组测序的成本约为 9500 万美元，从那时起测序成本以类似摩尔定律的轨迹呈现指数下降，这意味着测序成本每两年下降 50%。新一代测序仪（NGS）的出现，使得测序成本以远远偏离摩尔曲线的速度下降。到 2013 年底，最新研制出的基因测序机器，能够在几个小时内解码一个人的基因组， 而且仅仅需要花费 1000 美元。 随着技术的进步， 成本将继续下降，使得基因测序大规模的临床应用成为可能。 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 7 - 图表图表 3 基因测序基因测序成本成本走势走势 资料来源：

12、NIH，财富证券 1.2 近年来基因测序行业发展迅速，我国尚处于起步阶段近年来基因测序行业发展迅速，我国尚处于起步阶段 基因测序是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， 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%。 我国基因测序行业尚处于起步阶段，期间经历了“放开禁止放开”的发展过程，由于测序市场经营混乱，产品良莠不齐，多次出现损害消费者权益的事件，二代基因测序于 2014 年 2 月被卫计委以及 CFDA 联合叫停临床应用， 时

13、隔一年终于再次开闸，共有 100 多家医疗机构入选临床试点。二代基因测序产前筛查与诊断试点的工作内容包括：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，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，追踪随访，信息统计上报等。 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 8 - 图表图表 4 全球基因测序市场规模及全球基因测序市场规模及增速增速 资料来源：BCC Research，财富证券 目前最主流的下一代测序（NGS）应用市场可划分为 HLA 检测、肿瘤研究、产前检测、特发性及传染性疾病研究、药物和生物标志物发现、分子流行病学以及农业等其他方面的应用。

14、 据国外报道的统计分析显示， 肿瘤研究的收益和样本容量为 NGS 市场份额之最，其后依次为产前检测领域、传染病、特发病和人类白细胞抗原（HLA）检测等方面的应用。产前基因组测序的应用推动了遗传疾病筛查领域的发展，同时带动对不同癌症和传染病的关注，并带动生物制药技术的发展，从而进一步推动了 NGS 市场的发展。NGS 在 HLA 检测领域和产前检测领域的新发展，有助于更好理解错综复杂的序列结构，从而对器官匹配和器官排异等领域也形成新的见解。 图表图表 5 全球全球 NGS 应用领域发展趋势应用领域发展趋势 资料来源：生物探索，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 9 -

15、 二、我国企业主要集中在产业链中下游，有向上游延伸的趋势 二、我国企业主要集中在产业链中下游，有向上游延伸的趋势 基因测序产业链主要由上游基因测序设备制造厂商、中游测序服务机构及生物信息分析机构和下游医院、制药企业、高校研究所等构成。上游基因测序设备制造具有较高的技术壁垒，国内少有公司涉及这块领域，市场为外资企业所主导；国内公司主要集中在产业链的中游即第三方测序服务，主要公司有华大基因、达安基因、迪安诊断、诺禾致源、贝瑞和康等；生物信息分析（数据分析）是基因测序行业一大难点，也是极具发展前景一块业务，荣之联与华大基因合作多年，积累了一定基因测序数据分析经验，是国内为数不多的能够提供生物数据云计

16、算服务的企业。 图表图表 6 基因测序产业链基因测序产业链 资料来源：财富证券 2.1 上游技术壁垒较高，市场为欧美厂商主导上游技术壁垒较高，市场为欧美厂商主导 目前，我国的基因测序企业主要集中在产业链的中游即第三方测序服务机构，而上游基因测序设备耗材供应商的技术门槛较高，基本上为外资企业所垄断，其中Illumina 作为全球最大的基因测序仪制造商，占到全球 70%的市场，而我国生产的二代测序仪基本都是使用的国外技术进行贴牌生产， 如贝瑞和康与 Illumina 合作生产的 NextSeq CN500、达安基因与 LifeTech 合作生产的 DA8600 等。值的注意的是，紫鑫药业旗下子公司

17、中科紫鑫今年 8 月推出了自主研发的 BIGIS 二代基因测序仪。 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 10 - 图表图表 7 2013 年全球基因测序仪制造市场格局年全球基因测序仪制造市场格局 资料来源：基因空间，财富证券 目前，市场上主要采用的二代测序技术 ，三代、四代技术尚未成熟，使用较少。Illumina 高通量测序平台占据着霸主地位，为常见的测序平台，主要由 HiSeq 测序仪和 MiSeq 测序仪组成；Roche 的 454GS-FLX 测序平台为最早的二代测序系统，是基于焦磷酸测序(Pyrosequencing) 原理建立的高通量基因组测序系统，Roche 已宣

18、布将关闭 454 测序业务，454 测序仪将在 2016 年淘汰；另外，市面上常见的测序平台还有 Life Tech 公司的 Ion Torrent测序平台以及Applied Biosystems 公司的3730 DNA 测序平台。此外，紫鑫药业旗下子公司中科紫鑫于今年 8 月推出了 BIGIS 二代测序平台系统，该平台是基于罗氏 454 平台焦磷酸测序技术。相比于其他平台，BIGIS 平台具有较长的读长且成本较低。 图表图表 8 主流二代测序仪主流二代测序仪 Illumina Hiseq2500 Illumina Miseq Ion Proton ABI 3730 Roche GS-FLX

19、资料来源：公司官网，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 11 - 2.2 测序服务门槛低，国内厂商竞争激烈，有向上游延伸的趋势测序服务门槛低，国内厂商竞争激烈，有向上游延伸的趋势 相比于上游的仪器及试剂制造厂商拥有较高的技术壁垒，一般企业难以染指，测序服务市场门槛较低，只需购买测序仪器及试剂就能就能提供测序服务。近年来，我国大大小小的测序服务机构层出不穷，呈野蛮增长之势，已有超过 200 家的机构从事基因测序相关业务，整个测序服务行业竞争激烈，平均利润率势必下滑。 图表图表 9 我国我国部分部分测序服务机构测序服务机构统计统计 地区 测序服务机构数 测序服务机构 北

20、京 49 诺禾致源、安诺优达、贝瑞和康、圣谷同创、博奥生物、百迈客生物、微旋基因、聚道科技、基云惠康、思博奥科、爱普益医学、迈基诺基因、奇云诺德、量化健康、诺赛基因等 上海 47 药明康德、伯豪生物、云健康、派森诺生物、晶能生物、美吉生物、宝藤生物、基研生物（烈冰信息科技） 、凡迪生物、佰真生物、南方基因、天昊生物、其明信息、Illumina 中国、赛默飞世尔（Life）等 深圳 16 华大基因、千年基因、海普洛斯、瀚海基因、蓝图基因、谱元科技、早知道科技、裕策生物、英马诺生物、恒创基因、核子基因、瑞奥康晨、易基因、华因康基因、杰睿众联 广州 15 达安基因、拓普基因、锐博生物、燃石生物、永诺

21、生物、库基生物、坤图生物、美格生物、基准医疗 AnchorDx、基迪奥生物、瑞科基因、艾基生物、金域检验、安必平医药、博奥木华、漫瑞生物 杭州 15 壹基因、谷禾信息、联川生物、奥拓生物、艾迪康医学、迪安诊断、博圣生物、锐创生物、英睿生物、晶佰生物、米天基因、祥音生物、浙江天科、圣庭生物、景杰生物 武汉 7 未来组、菲沙基因、康圣环球、贝纳基因、生命之美、数桥科技、锦奥生物 苏州 8 帕诺米克生物、金唯智生物、贝斯派生物、天昊生物、苏州生物医药创新中心、吉玛基因、Qiagen、赛业生物 资料来源：财富证券 由于二代测序市场规范的缺失，各种类型检测天花乱坠，市场鱼龙混杂，2014年初，国家卫计委

22、和食药监督管理总局共同出台文件叫停二代基因测序服务，并着手推进试点工作。2014 年 12 月，国家卫生计生委医政医管局发布第一批基因测序临床试点单位，首批临床应用试点共包含 3 个专业，分别为遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断。2015 年 4 月，卫计委公布了肿瘤领域第二代基因测2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 12 - 序试点单位。华大基因、达安基因等赫然在列，没有取得试点资格的企业一般采取与试点医院合作的方式提供测序服务。 图表图表 10 二代测序二代测序机构机构目前业务开展以及目前业务开展以及 CFDA 认证认证情况情况 厂商 CFDA 认证 产前筛

23、查与 诊断专业 植入前胚胎 遗传学诊断 遗传病诊 断专业 肿瘤诊断 与治疗 华大基因 达安基因 贝瑞和康 博奥生物 迪安诊断 安诺优达 资料来源：CFDA，卫计委，财富证券 注：厂商生产的相关测序仪器以及试剂拥有CFDA认证的，在没有获得试点资格的情况下也能开展相关业务。 近年来，华大基因等中国机构已经逐步成为国际基因检测医疗服务界的新势力，相对于国外的测序机构，我国机构具有一定的成本优势，测序服务价格相对较低，但中国的基因检测行业却没有彻底的定价权，由于基因测序的关键技术，俗称“准、多、长、快、平”等指标，仍长期掌握在以 Illumina 为代表的欧美基因测序设备及试剂耗材生产商手上，我国测

24、序服务机构处处受到掣肘。 早在 2010 年，华大基因在买下了 Illumina 生产的 128 台测序仪后，Illumina 随即宣布其配套试剂价格每年将涨价 4%。有报道称，Illumina 的 Hiseq 500 测序系统在中国标价为 25 万美元/套，Hiseq X Ten 测序系统为 100 万美元/套，几乎是其美国本土销售价格的 2 倍。从 2012 年开始，国外几家主要仪器商也开始进入中国，想在庞大的中国市场分一杯羹。这些厂商掌握着基因测序技术，拥有测序仪器设备研发制造的核心技术，若我国企业不能弥补仪器设备核心技术的短板，将受到外资厂商的打压，处于被动局面。 现在，我国测序服务机

25、构也迈出了向产业链上游延伸的步伐。华大基因收购了Complete Genomics 公司， 并推出了基于 CG 原有的测序系统的 BGISEQ-1000 二代基因测序仪；贝瑞和康联合 Illumina 生产了新型测序仪 NextSeq CN500；达安基因与LifeTech 合作生产了基于 Ion Proton 测序平台的 DA8600；紫鑫药业旗下子公司中科紫鑫于今年 8 月推出了 BIGIS 二代测序平台系统，该平台是基于罗氏 454 平台焦磷2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 13 - 酸测序技术，BIGIS 平台具有较长的读长且成本较低。 图表图表 11 国内基因测序

26、国内基因测序仪生产商仪生产商 公司 生产方式 CFDA 认证 型号 华大基因 收购 CG 公司 是 BGISEQ-1000 BGISEQ-500 贝瑞和康 与 Illumina 合作 是 NextSeq CN500 达安基因 与 Life Tech 合作 是 DA8600 紫鑫药业 自主研发 申请中 BIGIS 资料来源：财富证券 2.3 测序数据呈爆发式增长，数据挖掘解读成行业发展瓶颈测序数据呈爆发式增长，数据挖掘解读成行业发展瓶颈 随着测序技术的发展，测序难度和费用会不断降低，数据分析将成为最大的瓶颈。生物信息分析服务是目前业界公认的最具发掘潜力以及盈利能力的环节，但目前国内还处于起步阶段

27、。 据统计， 目前全球一共有 7389 台高通量测序仪， 分布在 1027家机构，平均每家机构拥有 7.2 台。数量庞大的基因测序仪将会产生出海量数据，但数据并不等于有用的信息，更不等同于应用于医疗市场。 精准医疗需要依赖患者多方面数据的积累，包括各种生物组学数据(基因组、蛋白组等)、患者病史、生活习惯、行为习惯等多方面，对比过往患病人群到相关数据，通过大数据分析，找出最优的治疗方案。这一理念的实现，都依赖于生物大数据的积累、以及后续对这些数据的挖掘和解读。基因数据的分析需要生物信息工程师开发的分析工具以及无门槛的工具使用，解读则需要基因学家和遗传学家共同合作进行。而我国乃至全球，在这方面的人

28、才储备显然不能满足数据分析解读需求的爆发式增长，基因数据的挖掘解读还有很长的一段路要走。 三、我国三、我国 NGS 临床应用主要分为四个方向，市场极具潜力 临床应用主要分为四个方向，市场极具潜力 目前，我国国家食药监总局批准的下游基因测序临床应用分为四个类别，分别为遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断以及肿瘤诊断与治疗。无创产前筛查为当下较为成熟和消费者认可程度最高的产品；癌症易感基因筛查则包括十余种遗传性肿瘤，通过对健康人群检测，可以得知其是否携带容易导致癌症的基因；单基因病筛查一般包括遗传性心率失常和老年神经系统遗传病检测。目前我国的 NGS 应用范围较窄，但未来发展空间巨大。

29、 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 14 - 3.1 无创产前筛查（无创产前筛查（NIPT）:临床应用逐渐成熟，市场空间远未饱和临床应用逐渐成熟，市场空间远未饱和 无创产前基因检测是针对胎儿染色体数目异常疾病的新型检测技术，目前发病率较高的 21-三体综合征（唐氏综合征） 、18-三体综合征（爱德华氏综合征）和 13-三体综合征（帕陶氏综合征）都在其检测范围内。其中，唐氏综合征的发病率高达1/8001/600，患儿表现为先天智力低下、生长发育迟缓，常伴有五官、四肢等方面畸形，这类疾病迄今为止无法根治，最好通过产前筛查和产前诊断来进行预防。该方法采用新一代高通量测序技术结合生

30、物信息学分析方法，对孕妇外周血中的胎儿游离 DNA 进行检测和分析，是一项安全、精确、快速的新型检测技术。 图表图表 12 无创产前无创产前基因基因检测适用范围检测适用范围 图表图表 13 孕妇外周血中含有胎儿游离孕妇外周血中含有胎儿游离 DNA 资料来源：安诺优达，财富证券 资料来源：安诺优达，财富证券 目前，第三方检测机构的 NIPT 产品一般是采取与医院合作的模式，用户先至第三方检测机构的合作医院就诊，在医生的指导下填写知情同意书和送检单等，即可抽血检测。这个过程仅需要采集 5 mL 静脉血，采血时不需要空腹、不需事前检查，只要正常饮食、作息即可。采集的血液将送往检测机构进行实验室检测，

31、然后实验室检测结果将被进行生物信息学数据分析。1 至 2 周后即可得出最终检测结果报告，用户可到采样医院领取检测报告，同时医生会提供报告结果及遗传咨询。 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 15 - 图表图表 14 无创产前基因检测示意图无创产前基因检测示意图 资料来源：华大医学，财富证券 图表图表 15 无创产前基因检测适用人群无创产前基因检测适用人群 适用人群 不适宜人群 无创产前基因检测 年龄达 35 岁或以上的高龄孕妇（不限于 35 岁以上） 孕妇接受过异体输血、移植手术、干细胞治疗、免疫治疗等 血清学筛查（唐氏筛查）显示高危的孕妇 有染色体异常儿分娩史，夫妇一方有明

32、确染色体异常的孕妇 胎儿为试管婴儿、习惯性流产的孕妇 影像学资料发现胎儿结构异常，高度怀疑胎儿有染色体异常者 有穿刺禁忌症等，不宜进行或不愿进行侵入性诊断的孕妇 各种基因病高危人群 具有多次流产史、染色体疾病患儿生育史的孕妇 孕妇孕周推测不准，或孕周过小 就诊时，患者为孕 20+6 周以上，错过血清学筛查最佳时间，或错过常规产前诊断时机的孕妇 多胎妊娠孕妇 资料来源：公开资料，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 16 - 传统的血清学筛查方法是根据孕妇的年龄、孕周、激素水平以及体重等参数进行计算得出结果，其假阳性率较高，也存在较大的漏检风险；而传统的产前诊断采用侵入

33、性取样方法，如绒毛取样、羊水穿刺和胎儿脐静脉穿刺等，这些操作虽然可以确诊胎儿是否患有染色体非整倍体，但穿刺伤口可能导致感染、一定几率的流产等风险。 相比于传统的检测方法，无创产前基因检测只需抽取 5-10ml 母体静脉血，做到无创伤取样，避免了流产风险和宫内感染的可能性。同时，基于高通量测序技术，无创产前基因检测准确率达到 99%以上，且怀孕 12 周即可接受无创产前基因检测，能够尽早的发现问题，及早预防治疗。 图表图表 16 现有的产前检测技术比较现有的产前检测技术比较 检测技术 孕周 准确率 风险 血清学筛查 1113+6 1420+6 60%80% 5%假阳性率 胎儿颈部透明带超声（NT

34、） 1113+6 60%80% 5%假阳性率 绒毛膜穿刺 1013 99% 1%3%流产率 羊水穿刺 1621 99% 0.5%1%流产率 脐静脉穿刺 2028 99% 0.5%1%流产率 无创产前基因检测 1222+6 99.9% 无流产风险 资料来源：华大医学，财富证券 在 CFDA 叫停基因检测业务之前， 我国的 NIPT 市场基本被华大基因与贝瑞和康所垄断。2013 年我国 NIPT 的市场规模约 9 亿元，其中华大基因占比 46%，贝瑞和康占比 40%，安诺优达占比 7%，NIPT 产品价格约为 2000 元3000 元。 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 17

35、- 图表图表 17 我国我国 2013 年年 NIPT 市场格局市场格局 资料来源：贝瑞和康，财富证券 目前，我国 NIPT 产品的渗透率较低，还不到 10%，市场规模约为 10 亿左右，有较大的提升空间。我国每年大约有 1654 万新生儿出生，其中高龄产妇（35 岁及以上产妇）占比约为 14%，假设 5 年后，NIPT 产品在高龄产妇中的渗透率为 80%，在余下产妇中的渗透率为 30%，NIPT 产品单价为 2000 元，则 5 年后我国 NIPT 的市场规模约为 122 亿左右。 随着现代人生活方式的转变，我国晚婚晚育人群越来越普遍，另外受全面放开二胎政策的影响，高龄孕妇越来越多，孕妇的产

36、前筛查意识也越来越强，NIPT 市场前景可期。此外，国内一些当地政府为 NIPT 产品提供了补贴，例如深圳市生物产业发展专项资金对华大基因无创产前基因检测技术给予为期三年的支持，由生育保险基金每人次支付 400 元，参保人支付 705 元。在国外，瑞士已将 NIPT 纳入医保，将为有高危染色体异常风险的孕妇提供强制性医疗保险，免费提供 NIPT 检测。 3.2 肿瘤诊断与治疗：处于起步阶段，极具潜力的肿瘤诊断与治疗：处于起步阶段，极具潜力的 NGS 应用市场应用市场 肿瘤是机体在各种致瘤因素作用下，局部组织的细胞在基因水平上失去对其生长的调控，导致单克隆性异常增生而形成的新生物。2012 年，

37、全球约诊断 1400 万例新增癌症病例，预计至 2032 年，每年新发癌症病例将增长至 2200 万例。与此同时，癌症致死人数也将从每年约 820 万人增长至每年约 1300 万人。根据2015 中国肿瘤登记年报数据显示，2011 年我国新增癌症病例约 337 万例，比 2010 年增加 28 万例，肺癌仍居发病率死亡率首位，年报显示，过去 10 年我国癌症发病率和死亡率均呈明显上升趋势。 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 18 - 图表图表 18 我国我国各类各类肿瘤肿瘤病种发病率病种发病率 资料来源：卫计委，财富证券 随着 NGS 仪器的普及， 基因测序在科研、 药品研

38、发和临床领域都有广泛的应用，药品研发和临床应用领域增速超过 15%。 根据 NGS 仪器生产龙头公司 Illumina 预测，NGS 应用市场总规模为 200 亿美元，其中，肿瘤领域占比 60%，达 120 亿美元，是最主要的应用领域，生命科学领域 50 亿美元，遗传病检测 20 亿美元。 图表图表 19 NGS 产品市场规模产品市场规模 资料来源：Illumina，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 19 - 预计到 2018 年，NGS 应用在肺癌、肠癌、乳腺癌、前列腺癌的渗透率分别为50%70%、40%60%、40%50%以及 25%35%。NGS 在肿瘤领域

39、的应用前景向好，未来还有较大的提升空间。 图表图表 20 2018 年年 NGS 应用在癌症领域渗透率应用在癌症领域渗透率 资料来源：麦肯锡，财富证券 肿瘤易感基因检测。肿瘤易感基因检测。肿瘤易感基因检测是通过检测人体血液中的 DNA，发现由遗传决定的包括肝癌、乳腺癌、卵巢癌、前列腺癌等六七十多种常见肿瘤的发生概率，以发现或确定有无肿瘤风险，从而及早预防或治疗存在的肿瘤风险。据统计，90%的恶性肿瘤早期无明显症状，一经发现通常已是中晚期，所以越早发现，及时预防与治疗，能有效的防止癌症发生或减缓癌症发展。肿瘤基因检测能在人体还未发病时，从遗传层面上分析患病风险，从而达到主动性的预防疾病的发生的目

40、的；而常规检测是检查肿瘤是否发生及目前的发生程度，则无法达到这样的预防作用。 肿瘤是一类基因病，目前已知的与肿瘤发生相关的驱动基因至少有 140 种，一个典型的肿瘤细胞通常携带 2-8 种基因突变。 图表图表 21 部分癌症相关易感基因部分癌症相关易感基因 名称 发病率 相关易感基因 肺癌 29.6% KRAS、EGFR 等 肝癌 12.7% ESR1、 UBE4B、KIF1B、PGD 等 胃癌 5.8% TSG101、CYP1A1 等 胰腺癌 2.7% P16、STK11、LKB1 等 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 20 - 乳腺癌 3.5% BRCA1、BRCA2

41、等 食道癌 3.5% P53基因Arg72Pro位点、MDM2基因T309G位点等 结直肠癌 12.1% APC、AXIN2、BMPR1A 等 资料来源：财富证券 据统计，我国恶性肿瘤发病率在 35 岁39 岁年龄段为 87.07/10 万，40 岁44 岁年龄段几乎翻番，达到 154.53/10 万；50 岁以上人群发病率占全部发病的 80%以上，60 岁以上癌症发病率超过 1%，80 岁达到高峰。 2007 年我国 65 岁及以上人口约为 1.06 亿，占总人口 8.1%，到 2013 年，65 岁及以上人口增长到了 1.32 亿，占总人口 9.7%，随着我国开始进入老龄化，老龄人数将保持

42、增长的态势，肿瘤患者的人数也将随着增加，肿瘤易感基因检测产品市场潜力巨大。 图表图表 22 我国人口结构发展趋势我国人口结构发展趋势 资料来源：中国统计局，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 21 - 肿瘤个体化用药指导。肿瘤个体化用药指导。肿瘤个体化用药就是根据患者的基因检测结果以及药物遗传学机理，为患者本人制定更有针对性的用药方案，从而提高治疗的有效性，最大程度的延长患者的生存期。由于癌症具有显著的个体差异，是多因素、多个信号传导通路作用的结果，具有高度异质性，不同患者对同一药物表现出不同的疗效和毒副作用，且常见抗肿瘤药物只有 25% 的有效率。 研究表明，某些

43、基因变异与抗肿瘤药物的疗效有直接的相关性，通过检测患者外周血标本或肿瘤标本中某些靶点基因的状态，可以预测患者对特定药物的敏感性和毒副反应的大小，从而提高用药的安全性和有效性。 例如，在使用化疗药物伊立替康时，由于 UGT1A1 启动子区域的多态性与伊立替康的毒副作用有相关性，当患者 UGT1A1 为野生型时，使用伊立替康后毒副作用较低，但为突变型时，毒副作用明显提高；在治疗非小细胞肺癌时，对于有 EGFR突变（EGFR 突变中，尤其是第 19 外显子缺失突变和 21 外显子突变与肿瘤对EGFR-TKI 类药物的治疗敏感性有重要的相关性）的患者使用吉非替尼等靶向药物的有效率为 71.2%，高于传

44、统化疗方案的 47.3%，而对于 EGFR 未突变的患者有效率仅为 1.1%，建议使用传统化疗方案。 图表图表 23 UGT1A1 突变突变-伊立替康主要毒性作用显著伊立替康主要毒性作用显著 图表图表 24 EGFR 突变突变-吉非替尼有效性作用显著吉非替尼有效性作用显著 资料来源：安诺优达，财富证券 资料来源：安诺优达，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 22 - 图表图表 25 部分靶向药物个性化用药检测部分靶向药物个性化用药检测 肿瘤类型 相关基因 用药指导 非小细胞肺癌 EGFR 基因突变 EGFR 基因突变与易瑞沙等靶向药物疗效相关。 EGFR 基因外显子

45、18、19、20 和 21 突变疗效显著。外显子 20 的 T790M 突变以及外显子 20 插入突变导致耐药 ROS1 基因重组 ROS1 基因重组的患者接受靶向药物克唑替尼的治疗效果显著 ALK-EML4 ALK-EML4 融合基因突变的肺癌患者接受靶向药物克唑替尼的治疗效果显著 C-MET 基因扩增 C-MET 基因扩增导致对易瑞沙、特罗凯耐药 PIK3CA基因5中突变 PIK3CA 基因突变导致对易瑞沙、特罗凯耐药 非小细胞肺癌、 结直肠癌 KRAS 基因 7 种突变 爱必妥、 帕尼单抗等对 KRAS 基因野生型结直肠癌患者疗效明显，而对突变型患者无效，KRAS 基因突变型肺癌患者对易

46、瑞沙、特罗凯无效 结直肠癌、 甲状腺癌、 肺癌 BRAF 基因V600E 突变 BRAF 基因突变导致对 EGFR 靶向药物耐药 胃肠间质瘤 PDGFRA 基因D842V 突变 PDGFRA 基因 D842V 突变导致对格列卫耐药 C-KIT 基因D816V 突变 C-KIT 基因 D816V 突变导致对格列卫耐药 白血病 BCR-ABL 基因T3151 突变 突变导致对格列卫耐药 骨髓增殖性疾病 JAK2基因V617F突变 该突变检测可用于骨髓增生性疾病诊断 乳腺癌 HER2 赫赛汀 乳腺癌、 非小细胞肺癌 EGFR 阿瓦斯汀 资料来源：千年基因，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测

47、序行业专题报告 - 23 - 根据2015 中国肿瘤登记年报数据显示，2011 年我国新增癌症病例约 337 万例，预计到 2020 年，中国每年的癌症新发病例总数将达 400 万左右，患病总数达到600 万。随着 NGS 技术的发展，成本将继续下行，以及更多靶向基因的发现，肿瘤个体化用药指导产品将有较大的发展空间。 3.3 胚胎植入前遗传学诊断胚胎植入前遗传学诊断/筛查：助力试管婴儿技术，提高生育率筛查：助力试管婴儿技术，提高生育率 胚胎植入前遗传学诊断/筛查（PGD/PGS）是指进行试管婴儿（IVF）技术助孕时，胚胎植入着床之前，对早期胚胎进行染色体数目和结构异常的检测，通过一次性检测胚胎

48、 23 对染色体的结构和数目，分析胚胎是否有遗传物质异常的一种早期产前筛查方法。 20 多年前，我国育龄人群中的不孕不育率仅为 3%，处于全世界较低水平。据2009 年出版的中国不孕不育现状调研报告显示，全国不孕不育患者人数已超过5000 万，并有年轻化的趋势，25 岁至 30 岁年龄段的人数最多，平均每 8 对育龄夫妇中就有 1 对面临生育方面的困难，不孕不育率攀升到 12.5%15%，接近发达国家15%20%的比率。并且不孕不育的人数还在不断增加，卫生组织专家预估中国的不孕不育率将会在几年后攀升到 20%以上。在这种背景下，IVF 技术应运而生，作为有效的辅助生殖手段成为大多数不孕不育夫妇

49、的重要选择，目前平均成功率为20-30%。 研究表明，通过超排卵、体外受精等人工方法获得的胚胎有 40%-60%存在染色体异常，且随着产妇年龄的递增，胚胎的非整倍性逐渐增加，流产率逐渐升高，活产率显著降低，尽管试管婴儿技术的效率不断提高，但试管婴儿的成功率仍相对较低。近期数据表明年龄 35 岁以下平均活产率为 33%，当产妇年龄超过 40 岁以后，活产率可降至 15%。 图表图表 26 母亲年龄与胚胎非整倍性、活产率和流产率的关系母亲年龄与胚胎非整倍性、活产率和流产率的关系 资料来源：HFEA，财富证券 2 0 1 5 年基因测序之二代测序行业专题报告 - 24 - 传统的胚胎筛查方法一般是通

50、过显微镜选择形态学指标较好的胚胎，但胚胎形态不能直接反应胚胎染色体是否正常，而染色体异常是导致妊娠失败和自然流产的重要原因，PGS 则可以直接对胚胎遗传物质进行分析，判断染色体是否存在异常，从而挑选正常的胚胎植入子宫，以期获得正常的妊娠，提高患者的临床妊娠率。 图表图表 27 形态学与形态学与 PGS 筛选的胚胎移植后多项指标对比筛选的胚胎移植后多项指标对比 移植率 临床妊娠率 持续妊娠率 多胎妊娠率 流产率 IVF(-PGS) 19.15% 43.91-45.8% 32.49-41.7% 34.38% 26.01-33.5% IVF(+PGS) 45-52.63% 55-70.9% 61.5