产业链图谱及解析：上、中、下游关系

上游掌握行业命脉，下游为用户端

基因检测产业链分上、中、下游三个环节。上游为设备、试剂耗材生产和信息软件、平台研发、尤其测序仪等设备、配套试剂生产商,掌握着基因检测整个行业命脉,主要被illumina、 ThermoFisher、罗氏等跨国巨头垄断,国内基因检测行业头部公司如华大基因、贝瑞基因也有设备和试剂生产。

中游为面向终端用户的基因检测服务商,其购买上游公司生产的测序仪器、配套试剂等,为用户提供基因检测服务,从中收取服务费。国内公司基本集中在中游,资本也向中游聚集。

下游为基因检测服务使用者,包括医疗机构、科研机构、制药公司和个人用户等。其决定了中游基因检测服务细分赛道的市场容量、发展前景及业务模式特点。

产业链图谱及解析：上游、中游行业集中情况

创业公司集中在产业链中游，上游创业公司比较少

在基因检测产业链上、中、下游中,上游和中游为该行业直接参与主体。对比上游、中游公司数量及明确披露融资信息的创业公司数量可发现,创业公司多集中于产业链中游,即多为基因检测服务提供商。共有142家创业公司披露了相关融资信息。设备、试剂生产及生物信息分析平台端聚集的公司及创业公司数量较少,其中生产测序仪这一核心设备及配套试剂的公司有十几家，创业公司中瀚海基因正研发三代基因测序仪。

专注于提供生物信息分析系统、平台的创业公司也较少。从投融资情况看,中游基因检测环节的获得融资额度较大,历史融资达6000万元以上的企业有30多家。上游设备、试剂生产商中的初创公司,其历史融资额超过6000万元的企业约14家。生物信息分析平台提供商获得的历史融资额则多集中在2000万元以下,大额融资较少。

产业链上游:设备、试剂耗材生产商

跨国厂商议价能力较强,回报水平高

设备、试剂是基因检测产业链基础。其中测序仪、数字PCR检测仪等设备是生产商收来源,实际创造利润的是与设备相配套的试剂中游基因检测服务商一次性向上游生产商购买检测设备,但后续检测用户DNA样本,还需向生产商购入大批配套试剂。

中国市场上约有1000多台二代测序仪,大多来自illumina和Thermo Fisher(其2013年收购二代测序仪生产商LifeTechnologies)这两家跨国公司。两家公司2013年占有测序仪市场超过90%的份额,处完全垄断地位。2014年illumina试剂提价,曾导致华大基因利润急速下滑,年底其净利润增长率为-793%,可见上游设备生厂商对中游服务提供商的影响力。也因设备供应商有较强的议价能力,基因产业产业链上游整体盈利能力较强。从2013年至2017年,illumina毛利率基本维持在65%以上,营业利润率则在23.2%左右,测序配套试剂耗材占其收入近一半。排名第二的测序仪生产商 Thermo fisher,近五年平均每年毛利率维持在45%左右,营业利润率约为13.6%。

产业链上游:数据库、生物信息分析系统研发

第三方数据分析商兴起,借力云计算

数据分析是基因检测的又一重要“基础设施”。由于以二代测序技术为主的基因检测,通常会得到海量数据,全基因组测序输出数据量甚至达到上百GB。这些数据需经进一步分析、处理,才有更大的应用价值。

现有的数据分析平台,多为测序系统内置软件,或中游检测服务商基于公开数据库加以开发、改进。随着样本数量的增长,要确保基因数据分析结果的准确性,更高精度的分析软件、平台是必然选择。

截至目前,基因数据分析商共47家,其中国内公司33家,近40%处于A+轮或A+轮以下阶段,如A轮、天使轮、种子轮。云计算和人工智能是刚兴起的第三方数据分析商主要标签,其试图通过Paas、Saas平台,提供速度更快、操作更方便的基因数据分析系统。人工智能则可基于算法模型,自动运算海量基因数据。除创业公司,华大基因、安诺优达等头部公司,也在前期积累了大量样本的基础上,发力云计算平台领域,建设大数据基因库。但目前中游基因检测服务商大多还处于数据积累阶段,随着基因检测市场渗透率进一步提升,其对第三方数据分析需求可能会大幅增长。

产业链中游:基因检测服务商

整体市场规模较大,赢家难以通吃

基因检测服务端是基因检测产业链中,初创公司和资本最集中的环节,也是报告分析重点。与由跨国厂商垄断的产业链上游相比,基因检测产业链中游整体竞争更为激烈,除华大基因、贝瑞基因等头部公司因在检测样本量上居于领先地位,毛利率基本维持在50%以外,目前许多公司整体盈利水平低于上游设备、试剂生产商。

但从市场容量来看,基因检测服务因直接面向医疗机构、个人、科研机构、制药公司等用户,其整体市场规模较大。目前全国共有近100万家医疗机构,4000多家原料药和制剂生产企业,潜在个人用户规模更大。尽管已有十几家头部公司上市或接近上市阶段,但和其他医疗服务领域的特性类似,因用户类型、需求极具多样性,基因检测服务也很难出现赢家通吃的局面。因此除头部公司已经占据主要位置的细分领域外,初创公司在其他垂直细分领域,还有很大开拓空间。且目前以基因测序为代表的基因检测技术还在发展中,市场需求也会不断变化。

产业链下游:医疗机构、科研机构、制药公司、个人

临床级市场容量最大,用户需求稳定

下游用户端,决定了中游基因检测服务细分领域市场规模。按照基因检测技术应用场景,基因检测服务也可划分为科研级基因检测、临床级基因检测、消费级基因检测。相应地,其分别面向科研级市场、临床级市场和消费级市场。

其中,科研级市场用户主体为科研机构和制药公司。仅从2016年2017年属国家重点研发计划的“精准医疗”项目看,2016年共61个项目入选,中央财政支持费用达64亿元,2017年超过15亿。制药公司近几年增加新药研发投入,可见该类型用户支付意愿和支付能力较强。但每年科研经费总量是固定的,国内药企新药研发也才起步不久,这限制了科研级基因检测的市场容量和发展空间。

临床级市场用户主体为医疗机构和患者,其对疾病治疗的需求比较稳定,因而最具发展潜力,也是本报告市场竞争分析的重点。相比之下,消费级基因检测市场用户主体为大众消费者,看起来潜在用户规模比较大,但就公众对基因检测的认知度和支付意愿来看,目前消费级市场还待培育。

基因检测市场概况

科研级、临床级、消费级各有特点

基因检测服务端集中了最多的创业公司和发展机会,因此本报告将着重分析基因检测服务市场的集中情况、进入壁垒、商业模式特点及市场竞争格局。而具体到三类细分领域,包括科研级基因检测、临床级基因检测、消费级基因检测,每类细分领域都有各自特点。

在259家提供基因检测服务的国内公司,从服务内容看,有118家公司提供科研级基因检测服务,126家公司提供临床级基因检测服务,113家公司提供消费级基因检测服务,看起来公司数量差别不大。

其中很多公司业务范围有交叉,可能出现临床级+消费级、临床级+科研级、科研级+消费级等多种业务组合。但实际上临床级服务才是大多数公司业务重点,也是市场竞争最为激烈的细分领域,因此本节内容将对其重点展开分析。对比三类细分领域市场发展情况可发现,开展科研级基因检测服务,有利于基因检测公司获得更多科研资源,将最新科要成果转化为临床应用。

而消费级基因检测有些服务,如疾病易感基因筛査、药物代谢能力检测等,其实也已经涉及疾病干预,只是目前还存在争议。但未来消费级基因检测发展到一定程度,也需和临床结合才具有更大的商业价值。

科研级基因检测一市场发展现状

科研机构市场趋于饱和,走向分散化

科研级基因检测起步较早,但受制于市场规模,能容纳公司有限。因此相比较临床级基因检测和消费级基因检测,专门布局该领域的公司较少,大多数公司通常选择临床与科研并行。我们从市场集中情况、市场进入壁垒、市场竞争格局等层面分析发现,目前基于科研机构和大学的科研级基因检测市场趋于饱和,呈分散化发展趋势。

主营科研级服务公司少：261家提供基因检测服务的公司中共有118家公司提供科研级基因检测服务,其中近八成公司同时提供临床级基因检测服务。专做科研级基因检测的公司不到30家；

头部公司市场份额大：华大基因、诺禾致源、药明明码占据大部分市市场份额，承接大型科研项目、药企研发项目较多。2015年华大基因和诺禾致源基础科研收入分别为37亿元和3.5亿元；

具有技术、资源壁垒：基础科研和药物研发对技术更新迭代较为敏感。一旦企业率先在权威科研机构、大药企中建立良好口碑,便容易进一步打开市场；

市场加速分散化：随着二代基因测序技术的发展和应用,测序成本、价格呈下降趋势,一些科要机构倾向于自购测序设备。基于科研机构的市场走向分散化。

新药研发是新增长点：随着国家“精准医疗”战略推进,2018年科研经费将继续呈现增长趋势,但市场空间仍然受限。受生物药研发热潮影响,药物研发将成为基因检测科研级市场新的增长点。

科研级基因检测一业务模式特点

业务模式趋向综合性解决方案

发展模式一:从科研级切入临床级基因检测

纵观华大基因发展路径,其先从科研服务切入,实现市场份额稳步提升,随后转向临床市场。华大基础科研收入比重,从2012年52.94%下降至19.35%,以生育健康类服务为代表的临床级基因检测服务比重上升迅速。目前创业公司提供科研级服务的同时,大多也提供临床级基因检测服务。

发展模式二:从单个产品转向综合性科研解决方案

科研级基因检测服务包括全外显子组检测、全基因组DNA甲基化测序、mRNA转录组测序等,科研人员研究基因与疾病之间的关系时需要做样本检测。但仅提供单个测序产品的服务,已不能满足大型项目更复杂的科研需求,而需要覆盖研究方案设计、基因测序、数据挖掘、功能验证等多个模块的综合性解决方案。这方面代表性公司包括百迈客、吉凯基因等。

发展模式三:加快技术更新速度,跨组学服务

随着基因测序技术的发展,蛋白质组学、代谢组学、微生物组学等后基因时代”学科逐渐兴起。科研市场的属性,决定了其对这一系列组合技术的需求。代表性公司包括骐骥生物、美吉生物等。

临床级基因检测-市场集中情况

创业公司数量最多,上市公司聚集

临床级基因检测是基因检测应用中,目前市场规模最大的细分赛道。

这261家国内基因检测公司中,提供临床级基因检测服务的公司共126家,也是其主要业务。上市公司也多聚集在临床级基因检测领域。其中华大基因、贝瑞基因于2017年相继凭借基因检测业务上市,以生育健康类为代表的临床级基因检测服务,占其营业收入比重超过50%。达安基因、迪安诊断、金域医学最早以检验、诊断业务起家,在临床级基因检测领域重点布局,其收入占总收入比重不断增加。

其余涉及临床级基因检测的上市公司多为制药企业,如北陆药业、丽珠集团、马应龙药业等。布局方式以增资、收购基因检测相关标的为主,其业务占公司总收入比重目前还不高。在整个临床级基因检测市场中,目前主要是华大基因、贝瑞基因、达安基因、迪安诊断等,凭借无创产前筛查等生育健康类服务,获得了大部分基因检测市场份额。但更多垂直细分领域如肿瘤、遗传病、微生物测序,其市场还有很大开拓空间,未来可能产生更多头部公司。

临床级基因检测市场竞争要素

技术、资源、渠道、合规性

在激烈的市场竞争中,由于临床级基因检测直接与患者疾病、诊断治疗相关,本质上属于医疗服务。其核心竞争要素与其他行业相比,有一定特殊性。大致可分为技术、资源、渠道、合规性四个方面。

临床级基因检测一NIPT细分市场格局

NIPT格局基本稳定,渗透率待提高

目前由卫生部门批准的二代基因测序(NGS)临床应用试点,仅包括遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断和肿瘤诊断与治疗四个方向。其他基因检测技术如PCR、FISH技术等则没有限制,检测单位只需通过病理学、实验室等认证即可应用。其中,无创产前筛查(NIPT)与诊断和植入前胚胎遗传学诊断属生育健康类服务,尤其NIPT最早得到临床应用、推广。这方面华大基因和贝瑞基因已占市场近70%份额,市场格局已基本稳定。两家头部企业将在很长一段时间里继续保持领先,后进入者很难再有机会。

但NPT市场渗透率还有提升空间。2017年全国新出生人口1723万,NIPT样本累计只有400多万。由于医疗资源有限,不是所有胎儿都要接受无创产前筛查。但对高风险孕产妇来说，NIPT相比羊水穿刺等传统检测手段,造成流产的风险更低,同时准确性较高。尤其全面二孩放开以来,高龄孕产妇数量增加,将助推NIPT市场继续增长。而自2016年卫生部门取消NIPT试点后,NIPT价格也迅速降低,目前各地价格大致在1000元-2000元之间,深圳甚至将NIPT纳入医保目录,可见该技术已具备大规模应用基础。

临床级基因检测一肿瘤细分市场格局

肿瘤领域竟争激烈,垂直细分有空间

肿瘤诊断与治疗被视为NIPT之后,临床级基因检测又一快速增长市场。就患者数量和需求程度看,肿瘤市场规模大得多。依靠NIPT类业务,已有两家公司率先上市。预计肿瘤领域可产生更多头部公司

在提供临床级基因检测的公司中,有近70%的公司把肿瘤诊断与治疗作为重点发展业务,包括分子分型、伴随诊断、用药指导、预后评估等。其中华大基因、贝瑞基因等头部公司,成立时间较长、已凭借NIPT类业务成为巨头或接近上市规模,在肿瘤业务线上具有资金、品牌等优势。燃石医学、世和基因、泛生子基因等约10家创业公司,专门布局肿瘤基因检测,也已初步获得市场认可。

但由于肿瘤疾病比较复杂,加之液体活检等技术还面临许多挑战,目前该市场尚未成熟,还处临床试点阶段,其面临生化检查等传统检测手段竟争。该领域产品也多基于已被公开验证的基因突变类型呈现同质化倾向。预计2-3年内,若有相关产品正式获监管部门批准届时该市场将迎来洗牌,深耕某些细分癌种的公司较具竞争力。

临床级基因检测一遗传病细分市场格局

遗传病诊断市场分散,有待政策激励

遗传病诊断集中于儿童市场,包括染色体病、单基因病和多基因病。NIPT筛查的21三体、18三体、13三体综合征,便属遗传病。除此之外,已知遗传病达上万种,其中大部分为“罕见病”。顾名思义,该类疾病单看某一疾病发病率相对较低,因而市场比较分散。大多数临床级基因检测公司将遗传病诊断作为其中一项业务。市场上已有的遗传病诊断产品,多基于分子基础相对明确的病种,如白化病、成骨不全、结节性硬化等。除华大等头部公司依靠品牌、资源优势能获得更多用户外,嘉检医学、序康医疗等少数初创公司在遗传病诊上有所侧重。

未来随着人们风险意识逐渐提高,基于基因检测的遗传病诊断服务将在岀生缺陷三级预防中扮演重要角色。国内目前新生儿出生缺陷率为5.6%,每年新增出生缺陷约90万例。其中,NIPT类服务针对前两级预防,遗传病诊断涉及第三级预防,即在新生儿阶段尽早发现、诊断、治疗遗传病。这是遗传病基因检测价值所在。今年5月,国家卫健委等五部门联合公布了《第一批罕见病目录》,初步奠定了罕见病诊断、治疗基础。但这100多种疾病只是其中极小一部分。目前罕见病还存在定义不清、误诊率高、因病致贫等问题,尽管理论上基因检测可在罕见病诊断方面发挥重要作用,但如果缺乏相应的临床指南、医保政策等基础性条件,其市场规模短期内很难实现大幅增长

临床级基因检测一微生物测序细分市场格局

微生物菌群测序起步不久,前景广阔

微生物组测序是基因检测中,兴起不久、但潜力较大的细分领域未来有望成为相对人体DNA基因检测而独立、并行的体系。人体内细菌等微生物细胞数量远多人体细胞数量,因此被看作人体“第二基因组”。理论上通过检测、分析这些微生物遗传信息,可得知人体健康和疾病情况。

目前关于人体微生物基因检测的临床应用,主要是使用PCR等技术检测传染病等疾病病原体。基于二代测序的微生物组基因检测市场刚刚起步,应用范围限于科学研究和健康管理,还未广泛用于临床。但已有如锐翌生物、卡尤迪、弘睿健康、量化健康等十多家公司,率先从健康管理、疾病筛査角度切入,提供肠道、口腔等微生物组基因检测产品,面向用户提出营养、健康管理方面建议。

尤其肠道微生物菌群已被许多研究证明,与肠炎、结直肠癌等常见疾病存在关联,有可能尽快走向临床应用。这也是许多公司切入微生物菌群检测市场的首选产品。由于肠道微生物菌群检测需提取人体粪便样本,目前该市场用户主要以婴幼儿、儿童为主。但未来随着技术进步和资本推动,基于二代测序技术的微生物菌群基因检测,将会有更广阔的临床应用空间,市场竞争也会更加激烈。

消费级基因检测一市场发展现状

市场进入壁垒低,整体格局相对散乱

消费级基因检测,是与临床级基因检测并行的一大应用领域与后者相比,消费级基因检测面向普通消费者,在技术、合规性等方面进入壁垒较低。很多公司不用二代基因测序,用基因芯片技术快速完成覆盖多个位点的检测。因此消费级基因检测市场,整体格局相对散乱。现收录的提供消费级基因检测服务的公司共113家,其中31家公司以消费级基因检测为主要业务,大多为初创公司。发展较快的有二十三魔方生物、 Wegene等少数公司。目前消费级基因检测市场上已有产品种类繁杂,除常规祖源分析、酒精代谢能力检测等检测项目外,还有多家公司提供儿童天赋基因、心理素质检测等产品。这些检测项目带有娱乐属性,消费者多为一次性消费,检测结果后续商业价值不明确。

另一方面,消费级基因检测市场的产品价格波动幅度大,行业标准未建立。类似的检测项目,不同公司价格差距可达几干元。此外,消费级基因检测结果准确性一直饱受争议。18年4月发表于英国著名杂志《自然》子刊上的研究显示,某公司消费级基因检测结果中40%的疾病突变为假阳性,其中许多突变与肿瘤相关。这样的结果很难产生实际的临床意义,发挥对消费者健康的指导作用,反而可能增加受检者不必要的心理负担。

消费级基因检测一市场竞争要素

营销推广、成本控制是核心竞争要素

消费级基因检测具有大众消费属性,营销推广和成本控制在其市场竞争中扮演重要角色。前者影响产品在用户群体中的知名度和品牌效应,后者决定了其能否以价格更低、检测结果更准确、覆盖检测项目最多的产品,获得大量用户消费级基因检测的市场营销模式大致分三种,一种是直销(DTC,

Direct To consumer),一种是经代理商销售,还有一种是与体检机构、健身机构、美容机构等合作。二十三魔方生物等初创公司选择直销较多,达安诊断、博奥生物等头部公司多为代理制销售。第三方合作则两者都有涉及。

三种营销模式中,DTC模式较轻,可控度更高,一些公司会在天猫、京东等电商平台上建立官方旗舰店。代理制销售适用于业务量较大业务比较多元的公司。与体检机构、美容机构等第三方机构合作,则便于检测数据后续价值的挖掘,如用于个性化美容、健康管理等。除营销模式外,成本控制对消费级基因检测公司也很重要。如果产品成本、价格过高,会把许多普通消费者拒之门外。但一味追求低价、损失检测结果准确性,也会影响产品口碑,不利于消费级基因检测公司的长远发展。因此如何在降低成本的同时,提供更多、准确性更高的检测项目,是消费级基因检测公司的制胜关键。