原标题：首度基因徐健：基因产业的现状和未来

徐健。美国佛罗里达大学博士、美国加州大学博士后研究员。首度基因集团创始人、总裁。早年从事维生素D诱导基因表达及光调控基因的表达谱的研究，发表SCI文章数十篇，并获得过1997年法国：“维生素D国际研讨会”的青年研究家奖。是具有20多年的核酸 (DNA analysis) 测试和管理经验，专门负责产品和市场开发高效科学家。

首度基因（首度生物科技（苏州）有限公司）坐落于苏州工业园区，以癌症基因检测为起点，致力于癌症的预防、诊断和改善治疗。是一家集生命科学与基因大数据分析为一体的公司。

【基因产业背景】

人类基因组计划对人类社会的发展极具意义，80年代起美国作为主导，联合英国、中国、日本等其他国家共同开展了基因测序计划，花费共计30亿美元测了一个人的完整基因组，可以在绘制人类基因蓝图上获得了巨大成功。但是人类的疾病问题并未迎刃而解，因为仅仅是基因测序，后续的精准医疗和精准预防服务还需要时间，在此之前，还必须解决人类基因测序成本昂贵的问题。

在2000年至2015年间，随着基因二代测序技术的发展和完善，测序一个人的全基因组成本降至1000美金，时间也缩短到几天。相信在下一个15年，每个人生命基因蓝图，能和精准医疗和精准预防深度结合，为人类的健康和长寿创造更多机会。

图1：人类基因组计划的三个阶段

【基因产业市场概况】

根据BBC research的报道，2007年2018年，基因测序的市场规模，保持了快速的增长。

图2：基因测序市场规模增长图

从基因测序技术的主要技术分类来说，即时定量PCR技术和二代测序技术发展的比较快。

图3：主要测序技术的市场容量图

图4：主要测序技术的市场增量图

从产业链角度，基因产业链分为上游、中游和下游，上游是基因测序仪器设备供应商和试剂供应商，利润最高。全球知名厂商主要是国外公司，中国也有一些厂商通过购买国外公司，陆续掌握了二代测序仪的技术，可以生产部分仪器。但是95%的市场都掌握在两家国外生产二代测序仪的公司手里（Thermo Fisher和illumina），剩余5%的市场份额，由一些国外三代测序仪厂商和中国厂商瓜分。

基因产业链中游企业主要提供针对基因大数据的服务，例如：癌症基因检测、精准预防等，我国的基因公司，大多集中在产业链中游。基因产业链下游包含药企、医院、科研机构和个人消费者。

图5：基因测序产业链及知名企业

【基因产业技术分析】

综观基因测序技术的分类，目前市场上应用普遍的是二代测序技术，对比一代测序技术有着通量高、成本低等优点。三代测序仪虽解决了二代测序仪读长短的缺点，但通量低，准确度不高。

图6：常用的基因检测方法

图7：第一代到第三代基因测试技术对比

聚合酶酶链式反应（PCR）

PCR是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制，PCR的最大特点，是能将微量的DNA大幅增加。

聚合酶酶链式反应（PCR）常用类型

实时荧光定量PCR(qPCR)：在PCR体系中加入荧光基因，利用荧光信号累积实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法，利用荧光信号的变化实时监测PCR扩增反应中每一个循环产物量的变化，通过Ct值和标准曲线的分析对起始模板进行定量分析。

图8：qPCR的应用

数字PCR（dPCR)：数字PCR一般包括两部分内容，即PCR扩增和荧光信号分析；需要将样品稀释到单分子水平，并平均分配到几十至几万个单元中进行反应；在扩增结束后对每个反应单元的荧光信号进行采集；通过直接计数或泊松分布公式计算样品原始浓度或者含量。dPCR主要应用在拷贝数变异、微小RNA分析、原癌基因的等位基因突变、传染病领域：病原学诊断、抗病毒治疗监测、预后判断等。

第二代测序技术（NGS）

NGS是高通量测序又名下一代测序，边合成边测序即通过捕捉新合成的末端的标记来确定DNA序列。NGS测序流程包括样本收集、基因提取、文库构建测序和数据分析 ，各环节的准确性对测序结果有重要影响，比对数据库的规模直接影响数据分析结果的准确性。

图9：有代表性的二代测序仪

第三代测序技术

包括Helicos Bioscience单分子测序技术 和Pacific Bioscience SMRTT技术等。优势在于可以直接测RNA序列、直接测甲基化的DNA序列、精度非常高，达到99.9999%、实现了DNA聚合酶内在自身的延续性、实现了DNA聚合酶内在自身的反应速度。

徐健博士介绍，首度基因主要运用的是二代测序仪。首度基因的“全基因”测序产品，也称“全外显子”测序，检测人类全部的基因蛋白编码区域以及它们的调控区域。首度基因自主开发的FD-Exome全方位遗传检测，已经完全覆盖现在市场上几乎所有面向遗传的基因检测项目，既能够针对已知基因变异进行详细解读，又能够针对未知变异进行实时跟踪，从而使人能够有针对性的进行健康管理。

【基因产业热门应用】

二代测序仪巨头Illumina曾做过市场分析，基因测序技术在肿瘤上的应用将达到60%以上、120亿美金的市场规模；婚前、孕前、产前及新生儿基因检测可达20亿美元，占比为10%；微生物组、农业基因组等生命科学基础研究可达50亿美元，占比25%；个人基因测序、移植分型等新兴应用可达10亿美元，占比5%。

图10：基因测序在肿瘤市场的应用

基因测序技术目前最大的应用市场是肿瘤市场。中国每年450万新增癌症病人，每年死亡人数大概300万，带癌生存大概2000万。据2015年3月市场调研机构的统计，美国有5%的癌症患者做基因检测，中国不到1%（根据较早数据）。未来肿瘤基因检测市场会很大，通过肿瘤基因检测，找到发病机理，找到用药之道。

目前癌症治疗最好的是靶向用药，而靶向用药必须做基因检测。靶向用药跟化疗对比，患者痛苦更小，效率更高，副作用小，提高了癌症患者的生活质量。但值得注意的是，靶向用药除了价格昂贵外（一年靶向药物治疗费用15-30万美金），也会存在癌细胞产生耐药性或基因突变的问题，同时，癌细胞变异往往存在数种变异同时存在的情况。

图11：基因测序在液态活检中的应用

目前最为热门的基因测序应用是液态活检技术，例如通过捕捉和检测肿瘤中癌细胞进入唾液、血液、尿液或脑脊液中的DNA突变分子，从而制定有针对性的治疗方案。首度基因徐健博士举例：中国脑瘤确诊病人每年十万左右，死亡人数六至七万，脑瘤80%是由中枢神经淋巴瘤和胶质母细胞瘤两种亚型组成（二者的比例是1:2），脑瘤运用影像学观测困难，以前必须做穿刺或活检，当脑瘤位置比较深时，穿刺也会困难，只能开颅做活检，而对于中枢神经淋巴瘤较为有效的治疗方案是放疗，无需开颅，胶质母细胞瘤的有效方案则是开颅切除。脑脊髓液中有脑瘤细胞败坏以后释放出来的单细胞。通过脑脊髓液做液态活检，不穿刺或开颅就能检测出脑瘤的性质，这会为脑瘤患者做出巨大贡献，如果再找到针对性的靶点药物，临床意义将非常大。液态活检大大减轻了患者活检的痛苦，不过目前除了产前检测，大多数液态活检技术还停留在实验室阶段。

图12：基因测序在无创产前检测中的应用

基因测序技术最成熟的应用是在无创产前检测，中国是目前产前检测人数最多的国家，即便如此也只有20%的孕妇参与产前检测，虽然国内已形成4-5家企业垄断市场的局面，利润空间已挤压至很低，但仍存在非常巨大的市场空间。

图13：基因测序在疾病精准预防中的应用

徐健博士强调，基因测序技术运用在精准预防，比精准医疗对人类的贡献还要大。基因测序可以使疾病早期就被发现，大大提高患者生存率。例如家族性乳腺癌，在美国死亡率降低了80%，就是得益于精准预防。其实中国的肿瘤发病率占世界的22%，并不比发达国家高，但是死亡率却占到世界死亡率27%，原因之一是精准预防的普及不够，之二是审批通过的癌症治疗靶向药物数量远低于发达国家。作为精准预防的关键——基因测序技术，未来市场空间将是巨大的。

延伸阅读：

《新一代基因测序市场与技术分析》

《诊断应用的微流控技术专利分析-2017版》

《即时诊断市场-2016版》

《微流控市场-2016版》

《生物芯片市场-2016版》

《2016-2020年全球医疗保健应用的微流控市场》

《即时需求诊断：微流控技术应用》

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