基因测序快速发展 万亿市场有望开启

　　近年来，基因检测一直是一大热门话题，美国基因测序公司Illumina股价十年翻200倍，不仅令全球资本市场感叹基因技术的强大生命力，更令市场空前重视基因测序的发展。日前，由东南大学担纲的第三代人类基因测序关键技术研究取得重要进展，人体全基因测序有望只需1000美元，在1天时间内完成。无独有偶，瑞士制药商罗氏控股公司6月2日发布声明称，愿意以至多3.5亿美元的出价购买总部位于美国的基因测序企业Genia技术公司，以期获得更低成本破译人类基因的技术。

　　分析人士表示，随着基因测序成本降至1000美元/人次，以及国内相关技术的不断成熟，该行业将从临床试点阶段步入蓬勃发展期，而国内因低技术起点、政策放开而有望增速最快。有券商指出，如果测序成本下降到人人都有能力了解自己的基因信息以指导日常保健和临床用药的水平，则这个市场必定在万亿规模以上，投资者可适当关注这一潜力板块。

　　国内基因测序技术获得重要进展
　　
　　所谓基因测序，就是利用仪器对基因进行测序，通过高科技的体检来预测患某种病的风险，从而提前采取措施。其被誉为防治遗传病最好的技术，只需采集几毫升血液或者唾液，就可以预测其患癌症、白血病等疾病的风险，并提出相应对策。

　　据介绍，在人体的基因中，有30亿个碱基对，每个人的不同就是由碱基对排列差异造成的。要想测出它的全部序列，现在的技术最少需要两三个星期、500万美元。根据最新报道，日前由东南大学担纲的第三代人类基因测序关键技术研究取得重要进展，人体全基因测序有望只需1000美元、在1天时间内完成。

　　江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室副主任、东南大学机械工程学院副院长陈云飞在第十一届设计与制造前沿国际会议上表示，人类基因组计划在2003年就已完成人体全序列的基因测定，但第一代测序方法高昂的时间和经济成本均令人望而生畏。

　　三胜咨询发布的《2014-2018年中国DNA测序行业深度研究及产业链投资价值分析报告》显示，第一代基因测序方法历时12年、耗资数十亿美元，近两年迅猛发展的第二代测序仪让人类基因组重测序的费用降低到10万美元以下，测序时间也缩短到6个月。但是，这样的价格和时间，对于个人用户来说仍然太高，因而极大地限制了临床应用和基础理论研究。

　　2004年，美国国家人类基因组研究所启动了“千元基因组测序研究项目”，目的是让人类基因组测序费用降至1000美元以下。2006年，依托东大的江苏省微纳生物医疗器械设计与制造重点实验室，开展了“基于微纳制造的第三代基因测序系统”研究。

　　科研人员将纳米孔贴在一个膜上，将这个膜插入溶液中，隔开溶液池，通上电极之后，DNA在溶液里带负电，它会向正电极一侧游，因为孔很小，碱基对只能一个一个地从这个孔内过去，而通过测定碱基对经过纳米孔时的电流，就可确定碱基对的大小、类型等，完成基因测序。

　　目前这项技术的难点在于“针眼”材料的选择，以及碱基对通过“针眼”时电流大小的测定。目前，这两道坎均已被突破，下一步，他们将继续研究缩小“洞”的大小，提高测序精度、缩短测序时间，争取在一到两年内实现“一滴血一天测出人体全基因序列”的目标，缩短找到治疗疾病方法的时间。

　　万亿市场空间有望开启
　　
　　近几年来，随着基因测序技术的进步，基因测序行业进入高速发展时期。根据研究机构BCC今年2月的测算，全球基因测序产品2012年达到35亿美元，2013年估计为45亿美元，2018年预计达到117亿美元，这五年的符合增速高达21.2％，远超过体外诊断市场5.1％的增速，由此可见基因测序市场的发展潜力和空间极大。

　　据了解，人类基因图谱早在2003年已经完成，但由于成本较高等原因，这项技术过去10年并未真正用于医疗领域。随着技术的发展，人类基因测序成本也经历过两次大幅降低。2011年，该项成本为1亿美元；到2013年，该成本已经降至不到1万美元；而到2014年，Illumina宣布新仪器可将全基因组序列的测序成本降到1000美元以下，这无疑将是一个新的里程碑，基因测序的广泛应用将不再是梦，而这将极大地拉动市场需求。

　　有业内人士表述，基因测序和个性化医疗的潜在受益者可能包括基因测序仪器和试剂盒的生产企业、生物医药和诊疗企业，以及医生、病人等终端用户等。临床上，基因测序已经开始应用于癌症、遗传疾病等领域。

　　申银万国证券在一份研究报告中指出，基因测序的主要目标市场至少在230亿美元以上，从技术来看，基因测序从1975年至今经历了三代，第二代基因测序日趋成熟，特别是Illumina将测序成本已降至1000美元，将刺激市场需求爆发式增长，降低设备购买、提供服务的成本。而从分类来看，分子诊断是体外诊断（IVD）发展最快、技术最高的领域，而基因测序代表分子诊断的发展方向，未来五年将保持两位数的增长，其中中国增速最快，有望超过20％。

　　东方证券分析师田加强也指出，成本的降低将会带来基因测序应用范围和深度几何级数的上升，伴随着测序设备的客户范围不断扩大，基因检测的大规模临床应用正在到来，包括针对新生人群的遗传病筛查、健康人群的疾病风险指导、靶向性药物研发和应用领域。其预测，单纯计算基因病筛查的细分市场容量，孕前利用测序技术筛查遗传病，全国范围内5％的渗透率就可以带来70亿元的市场容量；而利用无创产前筛查，针对30岁以上的高危孕妇100％渗透率，将带来76亿元市场容量；针对全部孕妇50％渗透率，将带来140亿元市场容量。如果测序成本下降到人人都希望了解自己的基因信息以指导日常保健和临床用药的水平，则这个市场必定在万亿规模以上。

　　基因测序奇迹不断
　　
　　据报道，美国加州大学旧金山分校的研究人员近日使用新一代基因测序技术，成功确诊并挽救了一位14岁患有联合免疫缺陷综合征少年的生命。该患者在长达4个月的时间内一直出现发热和头疼症状，病情一直没有得到有效控制，最后发展为脑积水和癫痫状态。医院使用各种诊疗手段都没有起到作用，最后医生通过对脑脊髓液进行基因测序，诊断出该患者在脊髓液中有钩端螺旋体病菌，并用最普通的盘尼西林将该患者治愈。

　　该项研究刊登于6月4日的《新英格兰医学期刊》上。相关研究人员表示，该项技术并没有人们想象中那么遥远，以后所有感染病菌的患者都可通过这项技术获得明确诊断，基因测序将是未来大趋势。

　　业内人士表示，其实诸如脑膜炎和肺炎的疾病，一直困扰着医学界，现在有超过半数的脑膜炎和30％的肺炎疾病都仍然属于医学空白领域，无法进行明确诊断。

　　目前，这股生物学热潮也吸引到众多知名公司加入这场革命中来。瑞士制药商罗氏控股公司6月2日发布声明称，愿意以至多3.5亿美元的出价购买总部位于美国的基因测序企业Genia技术公司，以期获得更低成本破译人类基因的技术。

　　罗氏诊断部门首席运营官罗兰迪吉尔曼（RolandDiggelmann）在此前的一份声明中称，“拥有Genia利用纳米孔技术的单分子半导体DNA测序平台后，我们的下一代测序产品将得到增强。”根据协议，Genia技术公司的股东将获得1.25亿美元现金和至多2.25亿美元的或然付款承诺，后者将根据特定技术开发目标的达成而确认支付。

　　行业最快2015年爆发
　　
　　没有人会怀疑，基因——这个揭示人类生命奥秘的学科，必将孕育出全世界最大、最重要的产业市场之一。

　　根据Illumina的测算，基因测序的市场规模有200亿美元左右。其中，肿瘤学120亿美元、生命科学50亿美元（包括生命科学工具、复杂病症，农业基因以及影响因子和宏基因组）、生育和基因健康20亿美元（孕妇和新生儿童的检测，以及基因健康）、其他应用10亿美元。

　　中国科学院北京基因组研究所技术研发中心常务副主任任鲁风表示，目前国际市场上的基因测序机构蜂拥而至，试图进入中国市场。他说：“国内基因检测行业的爆发取决于三个条件：经CFDA认证的设备和试剂何时能够上市？基因测序在医院的临床试点何时可以开展？除了这两条渠道，还有何渠道可以进入临床？个人判断，2015年基因测序行业将迎来爆发式增长。”

　　“基因测序在临床中的应用主要有遗传疾病诊断（无创伤性产前胎儿、新生儿童基因遗传疾病筛查和诊断）、肿瘤基因诊断、病原菌检测（临床诊断+食品安全检测市场）。”达安基因首席科学家邓杏飞介绍，基因测序的市场空间2011年约为8.42亿美元，预计今后市场份额将以每年23％左右的速度增长，2016年可达到每年23.43亿美元左右。

　　目前国内最成熟的基因测序技术主要应用在无创产前筛查方面，这一市场的主角主要是华大基因和贝瑞和康，2013年华大基因、贝瑞合康在无创领域分别测序10万人次、5万人次，市场规模约4.5亿元。现在平均每次无创产前基因检测费用约为3000元，随着技术的发展与检测量的提升，假如将来每次检测费用降到1500元，按照我国每年有2000万怀孕母亲测算，则市场容量在300亿元。

　　A股公司中，达安基因旗下的爱健生物是早期介入者。据达安基因高管介绍，达安基因持有17.14％股权的爱健生物，从事二代基因测序、生物信息学分析的科研服务和转化医学应用，已与广东妇幼保健院、四川大学华西第二医院、河南妇幼保健院等多家医院开展合作。

　　百世嘉公司是一家专注于全基因组测序分析的高科技服务型公司，该公司副总裁梁鸿生对基因测序的市场前景也十分看好。他告诉中国证券报记者：“我们面临迫切的医疗需求，现在总人口超过14亿人，年均产妇数量超过1600万人，其中大于35岁的高龄产妇大约是320万人，低于35岁的产妇约为1280万人，以初生儿平均5.6％的患病率计算，带有先天性缺陷的初生儿每年为90万人左右。其中，约16.7％的初生儿为先天性心脏病，10％为贫血症，3％为唐氏综合症，5.9％为色盲，64.4％为其他遗传病。在这些先天性缺陷的初生儿中，约有40％的新生儿会永久性残障，一个缺陷儿家庭医疗负担起码在50万元以上。”梁鸿生表示，如果基药检测技术早日普及，这些缺陷儿的病情就能更早地得到预防与治疗。

　　梁鸿生说，随着单独二胎政策在各省相继落地，2014年开始预计每年新生儿的增量在500万人左右，每年总出生人口达到2100万。这也为无创基因筛查创造出巨大市场需求，已经切入相关领域的上市公司将获得迅猛发展的新机遇。

　　除了无创产筛之外，基于基因检测的药物靶向治疗未来也有广阔的市场前景，但目前还处于研究发展初级阶段。基于基因检测的药物靶向治疗是指通过对患者基因组测序，分析确认某致病基因是否突变，从而对该病采取不同的治疗措施。如乳腺癌患者中，25％的患者是由于HER2基因突变造成，而另外75％的患者是由于其他单个或多个基因的突变造成的。基因泰克公司的靶向单抗药物赫赛汀专门用于治疗HER2基因突变的患者，而另外75％的患者如果用赫赛汀治疗乳腺癌将是无效的，对乳腺癌患者先进行基因测序，确认是否是HER2突变，可以很好地对症下药，决定是否使用赫赛汀进行治疗。

　　此外，基因测序也可以用来进行用药敏感性的检测。中国每年耳聋儿童中有不少是因为药物敏感导致的“一针致聋”。耳聋基因可通过线粒体遗传，耳聋基因阳性的儿童表面看起来完全正常，但只要使用了庆大霉素等氨基糖甙类药物，就会“一针致聋”，若对新生儿在用药前进行耳聋基因检测筛查，则可避免事故的发生。

　　产业政策之忧
　　
　　时至今日，基因测序产业在我国的发展经历了无监管、被叫停和试点申报的历程。

　　申银万国医药分析师杜舟表示，2014年以前，我国基因检测行业处于无监管状态，基因检测设备基本完全进口国外设备，基因检测服务主要是无创产筛，基本由华大基因和贝瑞和康两家垄断。

　　2014年2月，CFDA和国家卫计委联合发布通知，宣布包括产前基因检测在内的所有医疗技术需要应用的检测仪器、诊断试剂和相关医用软件等产品，如用于疾病的预防、诊断、监护、治疗监测、健康状态评价和遗传性疾病的预测，需经食品药品监管部门审批注册，并经卫生计生行政部门批准技术准入，方可应用；已经应用的，必须立即停止。

　　虽然基因测序临床应用市场越来越大，但基于第二代高通量测序技术平台的基因测序从硬件和软件两方面来说，都还未达到可以面向消费市场的条件。事实上，Illumina旗下用于体外诊断应用的产品MiSeqDx也是2013年11月才获得FDA的上市许可，成为首个获得FDA许可的第二代高通量DNA测序仪。而我国用于产前基因检测的高通量测序仪还没有获得CFDA的认证。

　　在叫停基因检测一个月后的2014年3月，卫计委发布《关于开展高通量基因检测技术临床应用试点单位申报工作的通知》。通知称，已经开展高通量基因测序技术，且符合申报规定条件的医疗机构可以申请试点，并按照属地管理原则向所在省级卫生计生行政部门提交申报材料。通知还明确了申请试点的基因测序项目，如产前筛查和产前诊断、遗传病诊断、肿瘤诊断与治疗、植入前胚胎遗传学诊断等。

　　“目前来看，国内企业要开展基因检测业务有两种途径，一是按照卫计委规定，申报临床试点，若通过审批，则可合法进行包括无创产前基因检测等业务。二是通过和Illumina合作（合作贴牌），向CFDA申请注册新型基因检测设备。二者如有一项通过审核，均可合法恢复基因检测业务。”杜舟分析表示。

　　目前国内行业中的领头企业，如华大基因，贝瑞和康，达安基因等，都已经启动了报批和注册工作。他们采取的都是通过和国外仪器生产商合作，授权或买断产品，到国内贴牌的模式。这种模式的产品虽然用的是国外的仪器及技术，但申报CFDA走的是国内的仪器设备通道，申报与审批相对比较快。如果进展顺利，国内这种仪器设备的正常审核时间约为1——1.5年。

　　目前已经向CFDA申请批文的产品分别是：华大基因的BGISEQ1000（基于CG的测序平台）和BGISEQ100（基于LifeTechnologies公司的IonProton测序平台）、达安基因的DA8600（同样基于LifeTechnologies公司的IonProton测序平台）。5月初，达安基因旗下的广州爱健生物在PNAS发表基于半导体测序平台的唐氏无创检测，由于速度快、成本低等优点，可能更适合医院使用，也许会成为医院的标配。目前该产品已获得国家受理号，申请工作接近尾声。

　　此外，今年4月18日，紫鑫药业与中国科学院北京基因组研究所联合研发的国产新一代基因测序仪也横空出世。中国科学院北京基因组研究所技术研发中心常务副主任任鲁风表示，该仪器是目前唯一一个技术性能可以匹敌国际市场主流产品的国产基因测序系统。该系统与国外第二代高通量测序系统相比已经成功地解决“读长较短”这一关键技术难题，其成本低于进口设备的1/3以上，应用成本低于进口设备的1/5以上，使新一代测序技术真正达到进入广泛应用市场的经济条件，并将彻底解决我国基因测序仪完全依赖进口的局面。目前中国市场上所有高通量测序设备和试剂均来源于进口，该产品推出后，将大大降低基因测序成本，推动基因测序技术在国内更多领域的大规模普及应用。

　　任鲁风表示，该仪器计划于今年下半年在包括医疗、检验检疫、疾病防控、高校、研究院所等20家应用单位进行免费测试使用。测试工作主要包括对系统性能的优化和改进，以及根据应用领域的不同进行应用产品的共同开发，即在基础试剂产品的平台上衍生出一系列专用型试剂产品，并开发相应的数据分析算法和数据库，实现测序技术实践应用的全面解决方案。
　　
　　30年可测遍中国人基因
　　
　　不同族群有着各自独特的遗传背景，对相同疾病的易感性也可能不一样。只有真正了解基因与疾病的关系，才能根据每个个体的基因进行疾病预测和检测，及早做出预防方案或进行针对性治疗。

　　2014年，距离人类基因组计划正式完成已有13年。2001年，来自6个国家的超过3000名技术人员分别在16个测量中心、耗时13年绘制出人类基因组序列草图，所用总资金超过30亿美元。

　　后来基因组测序技术取得新的进步，极大加速了解码生命的进程，成本降低了几个数量级，时间也较之前大为缩短。

　　2007年10月，亚洲人标准基因组序列图谱发布。就像是为35亿多亚洲人绘制了一份遗传地图，根据这份遗传基因的“地图”，科研人员可以通过对基因突变位点的追踪，更准确地发现与人类主要疾病，例如哮喘、糖尿病、心脏病和癌症等有关的疾病基因，从而提供个性化的疾病预测、预防和治疗。也就是说，一个人拥有了自己的基因“地图”后，就可像查地图一样，把生病的根源找到。届时看病治病，就有的放矢、立竿见影。

　　华大基因研究院理事长杨焕明介绍，截至2011年底，华大基因已产生643846GB的数据量，在全球同行中处于领先地位。中国个人基因组测序能力在不断提高，理论上推算，不到30年时间，便可以完成所有中国人的基因组序列信息测序。

　　杨焕明介绍称，目前，基因测序的趋势已在向更多物种、更多个体、更多表型上进行。2010年以来，黄瓜、番茄、大白菜、木豆、棉花等大型植物基因组测序和分析相继完成，石蟹猴、裸鼹鼠、仓鼠卵巢（CHO）细胞系、牦牛等动物的基因组研究也逐渐走进科学家的视野。

　　基于基因测序技术的不断发展，将使其从基础研究走向农业、医疗的应用研究。基于高通量测序和生物信息学平台，能迅速建立一个“序列标记辅助育种”体系。

　　在农业上，基因测序工作能加快品种改良传统育种，令农作物能够更好地适应未来气候和土壤的变化，抗虫、抗病性更好，营养品质也更高。例如，有研究表明，小米基因组的研究用于育种已取得可喜的进展。

　　在医疗应用上，基因测序是防治单基因病强有力的工具。目前，华大基因已对1000多种单基因病进行了测序，对其中100余种已有了较好的早期基因诊断方法。而癌症和遗传病的早期干预和治疗也有望依赖个人基因测序工作的完成，已有研究证明，频繁的基因突变与一种肾脏肿瘤的产生有关。

　　未来，癌症治疗将由全面的个人遗传信息分析开始。人体基因组及宏基因测序建立的数据资源，能为各种疾病的关联分析提供详细的基础数据，为解释人类重大疾病发病机理、开展个性化预测、预防和治疗打下基础。此外，早期非损伤产前基因测试检查还能发现患病风险，特别是“先天患型”等染色体疾病，为及时提早采取控制措施，有效控制遗传病出生缺陷提供了新的选择。

　　“基因组学关乎人类的未来，从事这一领域研究的科学家尤其要注重科学伦理，在研究方向的选择和研究成果的发布上要慎之又慎。”杨焕明说，基因图谱隐含着每个人与生俱来的“秘密”，如疾病易感性，甚至个性、精神状况，可以说是一个人的生命密码，利用得好就可以造福人类。但是，密码一旦被他人获知，也可能造成个人在就业、交友、婚姻等诸多方面的问题，甚至基因方面的特征可能被非法利用。

　　基因与人类健康、生活方式和外界环境之间的关系，还有许多不为人知的秘密，个人基因组信息的公布需慎重。“科学历来都是一把双刃剑。作为21世纪生命科学领域最为重要的学科，基因组学的发展一直对整个生命科学、医学、农业科学和环境科学等众多领域起着极大的推动作用。”杨焕明表示，同时需要警惕有人可能利用基因技术威胁人类生存。