一、基因測序行業發展環境分析

　　1、政策環境：政策利好，臨床級產品監管逐步規范化

　　2016年3月，科技部發布《關于發布國家重點研發計劃精準醫學研究等重點專項2016年度項目申報指南的通知》，將“精準醫學研究”列為2016年優先啟動的重點專項之一。政府鼓勵和支持以基因測序為基礎的精準醫療，行業迎來政策紅利。

　　政府在鼓勵行業發展的同時，也逐步加強臨床級基因測序產品的監管。2014年，衛計委和食品藥品監管總局加強基因測序行業監管，規定基因檢測儀器、診斷試劑和相關醫用軟件等產品，需經CFDA審批注冊，并經衛計委批準技術準入方可臨床應用。此后分別批準了華大基因、達安基因和貝瑞和康等企業的基因測序診斷NIPT產品，無創產檢和腫瘤測序等臨床級別的基因測序產品和服務逐步走向規范化。

　　2、經濟環境：醫療支出呈增長趨勢，提升行業機會

　　世界銀行數據顯示，除中低收入國家外，其余各類收入類型國家人均醫療支出占人均GDP的比重均呈現逐年上升趨勢。醫療保健人均支出占比的提高，一方面來自醫療費用的上漲，另一方面則來自人們對于健康的重視程度的提高。

　　我們分析認為，隨著人均收入的增長，人們越來越重視自己的健康狀況，因而人均醫療支出占比也呈現逐步上升的趨勢。人們健康意識的提高，將有利于提高用戶或病患對于基因測序產品和服務的接受度和付費意愿。

　　3、社會環境：復雜疾病死亡率高，催生精準醫療需求

　　衛生統計年鑒數據顯示，2013年城市居民主要疾病死亡率前三分別為惡性腫瘤、心臟病和冠心病，這組數據表明腫瘤等復雜疾病在我國具有較高的死亡率。而傳統治療方案在治療腫瘤等復雜疾病時，治療效果不佳。數據顯示，傳統治療方案在腫瘤治療上的用藥無效率高達75%，在老年癡呆癥治療上的用藥無效率為70%，在糖尿病治療上的用藥無效率為43%。

　　我們分析認為，傳統醫學在治療復雜疾病時的效果并不佳，同時人們也逐漸意識到大多數復雜疾病是自身基因同外界環境和個人生活習慣等因素共同作用的結果，迫切需求在治療上的個性化。

　　4、技術環境：基因測序技術更新迭代速度加快

　　從1986年第一臺商用基因測序設備出現，到第二代測序設備出現，中間間隔19年;而第二代設備到第三代設備只用了5年，基因測序設備更新迭代的速度正在加快。目前二代測序設備在通量、準確度上都有了較大的提高，同時測序成本也隨之大幅度下降，已成為商用測序的主流;三代測序設備在DNA 序列片段讀長上優于二代設備，但在準確度上較二代設備差，未來隨著技術的改善，三代測序設備也將更為穩定和成熟。

　　5、技術環境：二、三代測序技術并存，但二代技術仍為主導

　　基因測序技術歷經Sanger雙脫氧終止法、邊合成邊測序法和單分子測序法等三代技術。一代技術在讀長和準確率上具有優勢，但其通量較小并且成本非常高;二代技術改進了一代技術在通量上的問題，同時大幅度降低了測序成本，但二代技術在讀長上較短;三代技術在讀長上優于二代技術，但在準確率上較二代技術差，目前還不成熟。現階段，二代技術同三代技術并存，由于三代技術在準確率上不高，技術有待進一步完善，因而使用范圍還比較小;二代技術憑借高通量和較高的準確率擁有較高的使用率，是目前主流的基因測序技術。

　　6、技術環境：技術進步帶動基因測序成本大幅下降

　　我們整理公開數據顯示，基因測序成本呈現大幅度下降趨勢，2001年平均每兆數據量基因測序成本是5292.4美元，單人類基因組測序成本是9526.3萬美元，至2006年新一代測序技術推出，平均每兆數據量基因測序成本下降至581.9美元，單人類基因組測序成本下降至1047.5萬美元，此后基因測序成本以超“摩爾定律”的速度不斷下降，從單個人類基因組1000萬美元下降到 2013年的5000美元;2014年1月Illumina推出HiSeq X Ten 更是將單人類基因組測序成本降至1000 美元以下。

　　伴隨基因測序技術的更新換代，基因測序的成本不斷下降的趨勢仍將繼續。基因測序成本的進一步下降，將為基因測序技術的廣泛使用提供良好的經濟基礎，也將推動醫療行業的大變革。

　　二、基因測序行業產業鏈解析

　　1、上游：測序設備由國外壟斷，國產設備多方式突圍

　　我們整理公開數據顯示,目前共有7389臺基因測序設備，分布在60多個國家中，其中Illumina公司的HiSeq2000、GA2x、MiSeq和NextSeq等測序平臺占比為83.9%;ThermoFisher公司的SOLiD、IonTorrent和IonProton等測序平臺占比為9.9%;Roche公司的454平臺占比為5.3%。Illumina和ThermoFisher設備占比超過90%，上游基因測序設備制造已形成壟斷。

　　盡管基因測序設備目前仍由國外壟斷，但國內企業已經通過各種方式研發和生產基因測序設備。基因測序設備國產化主要有三種方式：1)自主研發方式，如紫鑫藥業同中科院合作開發的二代測序設備BIGIS系列產品，華因康開發的基因測序儀HYK-PSTAR-IIA;2)收購國外企業的方式，如華大基因于2013年收購美國Complete Genomics公司，獲取CG公司基因測序設備知識產權;3)合作開發的方式，如貝瑞和康和Illumina合作開發的基因測序儀NextSeqCN500。

　　2、上游：新技術不斷涌現，但技術還未成熟

　　3、中游：國內測序服務競爭趨于白熱化

　　基因測序上游設備制造環節目前處于國外壟斷狀態，且進入技術門檻非常高，一般企業難以從上游設備制造環節切入市場。相較于上游設備制造環節，中游的基因測序服務在技術門檻上相對要低一些。近幾年，盡管衛計委和藥監局對基因測序臨床應用市場加強了管理，但消費級基因測序服務企業層出不窮，目前已有超過150家企業和機構從事基因測序相關業務。

　　國內提供基因測序服務的機構呈現逐年增長的趨勢，隨著測序服務機構數的增長，測序服務市場的競爭也將趨于白熱化。而整個測序服務行業的競爭加劇，在一定程度上也將驅動測序服務價格下降。

　　4、中游：多加企業引入X Ten，測序服務持續升溫

　　2014年藥明康德、云健康和諾禾致源分別引入HiSeq X 10測序平臺，掀起中國企業采購“測序神器”的第一波小高潮。2016年4月，多家基因測序公司集中引進IlluminaHiSeq X Ten，掀起引進“測序神器”的第二波高潮。目前累計對外披露擁有IlluminaHiSeq X Ten的企業(或機構)有8個，共計9套測序平臺。

　　HiSeq X Ten是Illumina于2014年推出的測序系統，其功能定位為工廠規模的測序平臺，由10臺超高通量測序儀組成，測序讀長為2×150bp，單臺儀器每次運行可產出高達1.8Tb的數據，10臺儀器同時運行時，每周至少可完成320個人類基因組測序，每年至少完成18000個人類基因組測序。

　　我們分析認為，目前我國基因組測序需求主要來自科研機構，多加企業密集引入HiSeq X 10測序平臺，將有利于我國基因組學的發展，但是目前科研機構對于基因組測序的需求遠低于基因組測序服務的供給能力，整體而言，基因組測序處于供大于求的狀態，競爭將加劇。

　　5、中游：數據分析成為基因測序行業發展的關鍵環節

　　我們整理公開數據顯示，全球基因測序數據分析市場規模發展迅速，2012 年市場規模不超過 2 億美元的市場，預計 2018 年將達到接近 6 億美元，復合增長率為 22.7%。

　　隨著高通量測序設備的廣泛應用，基因數據量也呈倍數增長。數據量的增長，也使得基因測序的工作重心從繁重的人工測序轉到了中游的數據分析上。從二代測序儀運行下來得到的原始數據并不能提供關于疾病的信息，需要后期經過基因組的比對，數據的過濾篩選等多個步驟才能得到基因組上的變異信息，才能為疾病的診斷和治療提供參考。基因數據分析和解讀，關系到下游基因測序的應用，其是掣肘基因測序行業發展的關鍵環節。

　　目前基因測序數據分析市場行業集中度比較低，全球越有超過 100 家生物信息公司從事基因數據的分析和處理。同時現階段生物信息公司業務往往大而雜，而專注某一醫療領域的生物信息公司(如精準癌癥)少之又少。國內市場專注基因組數據分析的生物信息公司并不多，該領域值得期待。

2012-2018年全球基因測序信息學市場規模

　　6、基因數據到知識的滯后，阻礙基因測序臨床上的廣泛應用

　　隨著高通量測序技術的出現及應用，人類基因組的測序成本從1000萬美元下降至 1000 美元以下，同時基因數據也呈指數增長。盡管當前基因測序成本大幅下降，但是基因測序的應用仍主要集中在醫療領域，且主要集中在生殖健康和腫瘤診斷治療兩個領域，在臨床上的應用范圍并不廣泛。

　　我們分析認為，限制基因測序臨床上大規模應用的主要原因有：1)從基因數據到知識的滯后，復雜疾病是由于心理因素、生活習慣、自然環境、居住環境和社會環境等多方面因素作用于人體而導致的;2)人體生物信息復雜而多樣，以DNA 為基礎的基因測序只能反映細胞活動的一部分機制;3)樣本處理能力還不高，現階段對各種樣本(血、組織、糞、便等 )的處理能力還比較弱，還不能普遍實現從各類樣本中提取出與某類疾病相關的極少量核酸。

　　7、下游：科研機構為基因測序主要應用機構

　　公開數據顯示，2015年上半年華大基因Top5客戶中，科研機構占了3個，來自這三個科研機構的銷售收入為5563.9萬元，在總銷售收入中的占比為6.8%，說明華大基因的大客戶主要來自中國科學院等科研機構。此外，GEN研究報告也顯示，目前科研機構是基因測序服務的主要應用機構，占比為64.0%，其次是生物科技公司，占比為17.0%。

　　目前基因測序的應用主要還是以基礎研究為主，臨床及健康管理方向還未得到廣泛應用。一方面，基因數據分析和解讀上仍有較大限制，基因數據的解讀目前很大程度還停留在基因水平，而不是精確的基因突變水平，同時基因數據未能同病患生理體征、生活習慣檢測和微觀環境等多維度數據進行綜合分析;另一方面，目前測序技術周期較長(以周為單位)和成本較貴(以萬為單位)。隨著基因測序技術的更新迭代和醫療大數據的興起，未來基因測序將在臨床和個人健康管理上得到廣泛應用。

　　二、基因測序行業需求分析

　　1、臨床醫療是目前基因測序主要應用領域之一

　　基因測序目前可應用于醫療領域和非醫療領域。醫療領域的應用領域主要有生殖健康、遺傳病檢測、新藥研發、腫瘤診斷及治療、心血管疾病以及醫學基礎研究，其中生殖健康、腫瘤診斷及治療、新藥研發和醫學基礎研究是目前最主要的應用領域。基因測序在非醫療領域的應用主要有環境污染治理、生物多樣性保護、食品及中藥材同源鑒定、農牧業育種及司法鑒定等。

　　2、生殖健康領域產品相對成熟，市場仍有較大發展空間

　　基因測序技術在生殖健康領域的應用可分為胚胎植入檢查、產前檢查和新生兒疾病篩查。基因測序技術在生殖健康領域的應用較早，同時衛計委和CFDA在2014年也加強了對相關產品的監管，目前生殖健康基因測序產品已開始逐步成熟。

　　我們分析認為，我國二胎政策的放開，高齡產婦和新生嬰兒的數量將有一定的增長，同時對于產前檢查和新生兒疾病篩查的需求也會增長。此外，我國不孕不育率呈逐年上漲趨勢，對于胚胎植入前基因測序服務的需求也將增長。伴隨基因測序技術的成熟，生殖健康基因測序服務的滲透率也將增長，行業仍有較大的發展潛力和空間。

　　3、腫瘤診斷治療應用為基因測序最具潛力的應用市場

　　腫瘤是機體在各種致癌因素作用下，局部組織的細胞在基因水平上失去對其生長的控制增生所形成的新生物。《2014 年世界癌癥報告》數據顯示，全球癌癥病例預計癌癥新增病例會從 2012 年的 1400 萬，遞增至 2025 年的1900 萬，到 2035 年將達 2400 萬。

　　Illumina公司預測基因測序全球總市場容量為200億美元，腫瘤診斷與治療應用方向為120億美元，占比為60%，是基因測序最大的應用市場。同時，麥肯錫預測基因測序技術在肺癌、腸癌、乳腺癌和前列腺癌等領域的滲透率將高于20%。

　　腫瘤診斷和治療是基因測序最具發展潛力的應用市場，主要原因有：1)全球癌癥發病率逐步攀升，癌癥負擔正在不斷加重，8 個死亡病例中就有 1 個就是癌癥，特別對中國而言，人口老齡化的不斷增加，環境污染和食品安全問題日益惡化，都使癌癥的負擔尤為突出;2)由于腫瘤具有顯著的個體差異性，傳統醫療方式在腫瘤治療上具有非常大的局限性，而基因測序能夠提供病患個體差異信息，并為腫瘤治療提供指導，能夠提高用藥的安全性和有效性。

　　4、全球基因測序市場將超110億美元，復合增長率超20%

　　我們整理公開數據顯示，全球基因測序市場規模呈逐年增長的趨勢，2007年全球基因測序市場規模為7.9億美元，到2014年市場規模為54.5億美元，預計2018年全球基因測序市場規模將超過110億美元，年復合增長率為21.1%，市場增長迅速。

　　我們分析認為，基因測序服務和上游基因測序耗材和試劑是帶動市場規模快速增長的主要因素。隨著基因測序技術的成熟，基因測序成本呈逐年下降趨勢，測序成本的下降，將提高基因測序服務的滲透率，進而推動市場快速發展。基因測序需求增長的同時，也增加了對基因測序耗材和試劑的需求，因此在基因測序服務增長的同時，也帶動了測序耗材和試劑的增長。

　　5、中國基因測序市場增長率超20%，為增長最快國家之一