分子诊断行业专题报告：分子诊断投资策略精准医疗的金钥匙

1、精准医疗的金钥匙01自精准医疗概念提出以来，大健康产业随之升级，其中分子诊断作为精准医疗行业的“金钥匙”至关重要。分子诊断行业的发展，既是国民健康消费升级的体现，又得益于诊断技术的升级换代，还有医改政策支持的背景。需求端疾病预防观念+人均收入提高+疗效提升需求，催生医疗消费升级供给端分子诊断技术不断更替，检测成本下降明显政策端精准医疗关乎国家战略，分级诊疗推动国产替代2016年，中国分子诊断市场规模超过90亿元，CAGR2010-2016=25%-30%。处在成长期的分子诊断在近年来发展迅速，复合增速明显快于其他体外诊断子行业增速。其中 PCR应用技术相对成熟，国产PCR成本优势明显，基层医院

2、布局将带动行业增量。基因测序市场上游仪器国产替代加快，肿瘤液体活检应用场景将最有望成为主导市场，基因大数据逐渐成为重要抓手。基因芯片市场产业化导向日益深化 ， 能够掌握核心技术的头部企业依然将有着较为明显的竞争优势。CONTENTS目录一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展二、蓝海市场中基因测序、基因芯片发展趋势愈加清晰三、 风险提示一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展04基因（DNA）承载了生命的所有奥秘，分子诊断是打开精准医疗行业的金钥匙。分子诊断可以实现对个人的基因组分析，提供个性化的诊断， 在精准度上、信息密度上远超其他诊

3、断方式。左图是基因测序的基本原理，通过对基因碱基对分析，得到基因核酸序列，判断基因样本是否发生变异，帮助确诊、规避某些疾病。资料来源：药典助手，经济研究院底层需求：基因的胚系变异（遗传性）与体细胞变异（获得性）的检测发展驱动力：需求端、技术端、政策端共同促进分子诊断的临床应用一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展05应用场景：无创产检、遗传生殖、伴随诊断、液体活检、基础科研、感染性疾病等药物研发肿瘤诊疗肿瘤易感基因检测肿瘤组织基因检测外周血DNA检测个性化用药潜在千亿市场空间慢性病诊疗诊断心血管等慢性病基因潜在千亿市场空间遗传病诊断诊断隐性遗传病基因潜在百亿市场空间辅助生殖胚胎植入前遗

4、传学检测(PGS)植入前基因诊断(PGD)潜在百亿市场空间无创产检（NIPT）准确率99.9%，安全无风险潜在百亿市场空间感染性疾病病毒性肝炎、艾滋病等潜在40亿市场空间基础科研开发期导入期成长期成熟期衰退期资料来源：经济研究院一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展06需求端疾病预防观念+人均收入提高+疗效提升需求，催生医疗消费升级随着人口老龄化的加剧与居民医疗保健意识的提升，居民对健康体检的诉求不断加大，进而推动由已病治疗向未病预防的医疗消费升级。根据公开资料统计，全国体检市场容量在2012年-2015年期间，医疗卫生机构门诊健康检查健康检查人数平均数量为3.57亿人次。自2010年

5、-2015年，中国体检市场规模由295亿元增加到940亿元，CAGR=26.08%；按照CAGR=20%估计，到2018年健康体检市场规模将有望达到1624亿元。我国医疗卫生机构门诊健康检查健康检查人数（亿人次）中国体检市场规模（亿元）/增长情况及预测5.04.03.02.01.00.0201020112012201320142015健康检查人数（亿人次）20003.443.673.883.733.852.87150010005000健康体检市场规模（亿元）增速35%30%25%20%15%10%5%0%资料来源：经济研究院一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展07需求端疾病预防观念+

6、人均收入提高+疗效提升需求，催生医疗消费升级根据世界卫生组织推算的数据显示，在疾病的早期阶段提供精准的诊断和筛查服务，其中每投入1元，可节省下后续治疗费用8.5元，以及抢救费用100元的医疗支出。精确诊断的推广使用，不仅减少因误诊导致的无效花费，大幅减少医保基金的浪费根据国家统计局数据，自1999年到2015年，全国人均可支配收入由5854元增长到31195 元，提高了5.33倍，因此检测价格/人均可支配收入占比不断下降，分子诊断也因此表现出更高的性价比100投入收益比 1:108.518.5预防诊断投入与后续医疗开支对比情况100806040200国内诊断价格/人均可支配收入变化情况6%4%

7、2%0%-2%199920158%金额（元）诊断费用支出节省后续医疗开支节省后续抢救费资料来源：经济研究院一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展08需求端疾病预防观念+人均收入提高+疗效提升需求，催生医疗消费升级当前难治性疾病（如肿瘤、老年痴呆、骨质疏松等）发病原因复杂，传统医疗方法用药的总体平均无效率为51%（十大复杂疾病的用药平均无效率），尤其是恶性肿瘤死亡率居首，用药无效性最高，因此精准医疗的应用将颠覆传统治疗方式。依托于分子诊断技术，精准医疗对疾病做出精确诊断，实现对个人的基因组分析，提供个性化的诊断，在精准度上、信息密度上远超其他诊断方式。传统医疗对复杂疾病的用药平均无效率2

8、014年中国城市居民死亡率(1/100000)top1051%80%70%60%50%40%30%20%10%0%资料来源：经济研究院180160140120100806040200一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展09供给端分子诊断技术不断更替，检测成本下降明显国内IVD行业在2001年以前行业一直处于导入期，高端诊断产品（诊断仪器、试剂等）均依赖于国外进口；在2001-2010年，整个行业集中度不断提升，国内龙头企业在某些细分领域掌握了一定话语权，开始逐渐布局高端诊断领域；在2010年以后，IVD的细分子行业特点不断强化，逐渐形成了高端诊断技术代替低端技术趋势，分子诊断在行业发

9、展中脱颖而出2001年以前高端诊断产品依赖进口， 国内企业专注于低端市场竞争导入期成长期2001-2010年行业集中度提升，国产产品市场份额扩大企业逐渐向高端产品布局2010-至今免疫诊断、分子诊断、POCT快速发展细分领域特点凸显，升级换代加速发展期资料来源：经济研究院一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展10供给端分子诊断技术不断更替，检测成本下降明显1977198519901996199820052010201210198619921992焦磷酸测序法首台荧光定量PCR 问世实时PCR人类基因组计划启动PCR技术ABIPrism370ASMRT测序系统Solexa SOLiD测序

10、系统基因芯片数字PCR第一块商业化基因芯片问世FISH技术放射性元素标记的原位杂交技术969198Sanger法化学降解法92007454测序系统Heliscope 单分子测序系统011纳米孔单分子测序系统原位杂交PCR基因芯片基因测序资料来源：经济研究院一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展11供给端分子诊断技术不断更替，检测成本下降明显随着诊断技术的更新换代与业内竞争加剧，诊断技术与服务的价格不断下降，尤其是高端诊断方法的价格下降明显。根据北京市发改委公布的医疗服务价格来看，1999年至2015年，分子诊断价格明显下降，由480元/人次下降到250元/人次（折价52%）。以基因测序

11、为例，根据NIH统计，全基因组与单基因的测序成本急速下滑。第一代测序仪基因组测序成本约1000万美元，2013年Illumina推出HiSeqX Ten后，基因组测序成本下降到1000美元以下。国内诊断方法价格（元/人次）变化情况19992015-52%6005004003002001000基因组测序成本持续迅速下降（万美元）10000.112001000800600400200资料来源：经济研究院020012013一、需求端、供给端、政策端共同促进分子诊断发展12政策端精准医疗关乎国家战略，分级诊疗推动国产替代药品加成国产替代分级诊疗精准医疗2014年以后，CFDA等机构批准高通量测序在NP

12、IT、PDG等生育健康领域的临床应用试点。计划在2030年前我国精准医疗领域投入600亿元，至此，精准医疗在中国已经上升为了“国家战略”实现基层首诊和预计未来会有 20-30%的病人在社区门诊和民营医院等机构进行诊疗，从而带动二三级医院检验科对于体外诊断产品的采购需求加快国产医疗器械替代高端进口中国制造2025提出要提高医疗器械的创新能力和产业化水平，重点产品包括高通量临床检验设备和分子诊断设备等关于全面推开公立医院综合改革工作的通知全国所有公立医院已全部开展综合改革，全面取消药品加成，有利于提高检查项目的利润贡献，资料来源：经济研究院收费高，抢病源诊断更精准一、需求端、供给端、政策端共同促进

13、分子诊断发展13药品加成医院收入减少检测条件有待提升一般仅需完成临床基础检验基层医院需要引进高价检验设备，提三乙/二甲等高检测能力倾向于选择高性价比的国产产品对品牌粘性不高外资巨头率先布局，客户粘性高医院临床科研要求设备高精准度三甲医院分级诊疗分级诊疗促进基层医疗机构产品需求同类型、质量产品， 倾向于价格导向医院费用支出收缩， 促进国产低价优质产品政策端精准医疗关乎国家战略，分级诊疗推动国产替代取消药品加成检查项目收入医院未来盈利点分子诊断成本降低， 价格合理1.无形利益:医院等级评选资料来源：经济研究院二、蓝海市场中基因测序、基因芯片发展趋势愈加清晰二、蓝海市场中基因测序、基因芯片发展趋势愈

14、加清晰15行业上游的关键酶材料 与诊断仪器供应市场主 要由行业国际巨头垄断， 部分研发实力强大的国 内企业虽然已经在介入 上游高壁垒市场；中游 诊断仪器耗材和试剂供 应商，包括罗氏、赛默 飞、达安基因、科华生 物、之江生物等，国内 企业主要集中在中游市 场进行较为激烈的竞争资料来源：经济研究院二、蓝海市场中基因测序、基因芯片发展趋势愈加清晰16根据中国分子诊断产业图谱统计来看，目前国内共有约1096家分子诊断相关企业，并形成了以上海（共225家）、广东（共143家）、四川（共80家）、浙江（共62家）、山东（共39家）、京津冀（共31家）、湖北（共31家）、江苏（共27家）为代表的产业集聚区。

15、其中，主营基因测序企业有647家，主营PCR企业有439家，主营基因芯片企业有98家， 主营FISH企业有65家64743998656167006005004003002001000资料来源：经济研究院，中国分子诊断产业图谱二、蓝海市场中基因测序、基因芯片发展趋势愈加清晰17100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%PCR基因测序基因芯片头部企业毛利率头部企业研发投入占比头部企业（2011-2016）复合增速根据对国内头部企业统计情况来看，分子诊断头部企业规模增长迅速，享受新技术带来的高毛利。自2011年至2016年，PCR的复合增速高达21%， 基因测序的复合增速高达

16、30%，基因芯片的复合增速高达25% ， 且头部企业毛利率分别达到60%、70%、89%。国内头部企业在三个细分领域的研发投入占比仅约为5%-15%，相比于国外巨头企业10%-50%的研发投入差距较大，因此国内企业需要在持续保持足够的研发投入， 以确保行业竞争力。资料来源：经济研究院，公开资料2.1、预计2020年测序市场规模达百亿，潜在肿瘤活检千亿市场18根据Market and market统计分析来看，2012年到2017年，亚洲地区基因测序市场增速显著，中国、印度市场规模增长速度为全球最快，达到20%-25%12%-18%18%-20%18%-22%16%-20%14%-18%14%-

17、18%20%-25%资料来源：经济研究院，Market and market2.1、预计2020年测序市场规模达百亿，潜在肿瘤活检千亿市场19国家“十三五”科技创新发展规划（2016-2020年），提出建立百万健康人群和重点疾病病人的前瞻队列，即构建大规模中国人群遗传队列图谱，以此估计2016-2020年基因测序市场规模。根据华大基因的测算，一个人一生健康相关的数据整合起来大约10TB，则一百万人的数据约为10EB，其中约1%为可有效解读的基因数据，测序费用为0.014美元/兆（汇率为1美元=6.7元人民币），因此我们按照十三五规划的保守预计，在2020年，基因测序市场规模有望达到98亿元，预

18、期市场需求稳步释放，因此未来三年基因测序市场规模将实现CAGR2017-2020=10.95%增长120100806040200200%88987280发放二代测序试点牌照51重点开放无创产检311247111316212018年4月，提出推进NGS测序仪入院150%100%50%0% 资料来源：经济研究院，2018中国基因测序产业演进及投资价值研究白皮书，华大基因市场规模（亿元）增速2.1、预计2020年测序市场规模达百亿，潜在肿瘤活检千亿市场20Piper Jaffray预计，在2026年全球肿瘤液体活检市场空间有望达到286亿美元，其中早期筛查150亿美元。2017年中国肿瘤登记年报显示

19、，40岁以后癌症发病率快速上升，按预计寿命85岁计算，人一生中患癌风险高达36%，我们以此为预测基准进行未来市场空间估计。根据中国人口统计来看，全国40岁以上人口超过5亿，预期肿瘤液体活检的渗透率为1%-2%，肿瘤液体活检市场空间的乐观、中性、悲观估计分别约为1500亿元、1125亿元、750亿元。150总计286亿美元40岁人口500万人-1000万人6950按均价1.5万元(1万元-2万元/人次)175亿乐观估计-渗透率2%160140120100806040200早期筛查伴随诊断治疗检测复发检测1000(万)*15000(元)=1500亿元中性估计-渗透率1.5%750(万)*15000

20、(元)=1125亿元悲观估计-渗透率1%500(万)*15000(元)=750亿元资料来源：经济研究院， Piper Jaffray2.1、上游国产设备，中下游测序服务大数据解读企业重要性愈加凸显21上游测序仪外企供应商形成寡头垄断，与其议价能力2017年NGS测序仪市场份一代测序弱其他额10%Therm oFish er 15%二代测序Illumina 75%封闭性系统，核心耗材难取代三代测序四代测序行业内竞争加剧，先发企业规模/平台/渠道逐渐形成核心优势，全产业链延伸由于临床优势明显，替代品威胁小ICL平台云端化医院渠道肿瘤中游测序行业壁垒较低，其行政壁垒对大中型企业影响小数据积累解领域重

21、点布局下游应用端客户主要为医院，与其议价能力弱读服务潜在 市场 资料来源：经济研究院本报告归经济研究院所有，未经书面许可任何机构和个人不得以任何形式翻版、复制、刊登，公司保留追究法律责任的权利。上游仪器、耗材供应商、上游国产设备，中下游测序服务大数据解读企业重要性愈加凸显22中游下游上游国内政策利好加大国产测序仪采购，进口替代进程提速。NextBIO CLC Bio Biomatter达 安 基 因 华大基因贝瑞和康博奥生物亿康基因安诺优达迪安诊断诺禾致源Roche Illumina Thermo FisherOxford Nanopore PacBio测序服务商信息处理商终端用户中游测序服务

22、潜在主要应用场景为肿瘤液体活检。医院高校/研究所医药企业个人下游医院、政府端资源为目前盈利关键，大数据储备、解读是未来发展核心。华大基因达安基因贝瑞和康博奥生物紫鑫药业瀚海基因荣 之 联华大基因聚道国内国外数据来源：基业常青经济研究院、荧光定量PCR诊断引领，预计2021年市场规模达53.4亿元23从各代技术生命周期来看，第一代 定性PCR，现已基本被市场淘汰， 进入衰退期；第二代荧光定量PCR， 是目前PCR技术的主流，已具备良 好的临床基础，正处于成长期过渡 至成熟期阶段，市场增速在15%-20%之间；以荧光定量为基础的ARMS、HRM等分化技术，现在正处于成长期，市场增速在20%以上；

23、第三代数字PCR是最先进技术及未 来发展方向，目前临床应用尚未成 熟，处于导入期，市场增速约在10%-15%之间资料来源：经济研究院，公开资料2.2、荧光定量PCR诊断引领，预计2021年市场规模达53.4亿元246025%5020%4015%3010%20105%就国内市场而言，PCR诊断市场规模 占分子诊断市场规模的比例超过30%， 预计未来3-5年内PCR仍是主流的分子诊断技术。2017年PCR占分子诊断市场规模达到32.67亿元，根据对感染性疾病、血筛、肿瘤伴随诊断市场的需求合算，保守估计到2021年，国内市场PCR规模将达到53.4亿元， CAGR=13.1%00%20172018E

24、2019E2020E2021E市场规模（亿元）增速资料来源：经济研究院，公开资料2.2、荧光定量PCR诊断引导当前主流，数字PCR趋势逐步清晰25目前二代技术为主流应用平台，其高精度、可定量的特征推动了产品在临床的应用。截止到2018年9月，CFDA已经批准659份荧光定量PCR产品注册证，占PCR类产品获批注册证的78.64%。三代技术主要为多重PCR、数字PCR产品，该类产品可进行核酸决定定量，但是在应用场景上尚在探索阶段。代际划分技术分类靶标特征代表公司应用领域注册证数量一代普通PCR+胶体金SNP单核苷酸多态， 单位点核酸快速检测西安金磁纳米个体化用药基因检测-二代荧光定量PCR病原微

25、生物核酸高精度、可定量达安基因、科华生物、之江 生物、深圳奥萨、武汉友芝 友、乐普基因等（30家以上）肝炎病毒、HPV、柯萨奇病毒、结核杆菌等；遗传病基因检测、地中海贫血等，个体化用药基因检测659突变扩增阻滞系统ARMS肿瘤基因突变检测精度高0.1- 1.0%艾德生物、雅康博、鑫诺美迪肿瘤单基因检测5高分辨溶解曲线HRM两位点等位基因只检测突变情况苏州为真、无锡锐奇等肿瘤单基因检测22三代多重PCR多位点同时条件难统一透景生命HPV检测11数字PCR绝对核酸定量价格昂贵Bio-rad基因表达差异研究、肿瘤治疗的伴随诊断及实时监控、无创产前筛查1资料来源：经济研究院，公开资料、国产PCR成本优

26、势明显，基层医院布局将带动行业增量25以梯度PCR仪器为例，与国外企业PCR仪器相比，国内梯度PCR仪器价格范围为26000-28000万元/台，国外代表企 业的梯度PCR仪器价格为35000-90000万元/台，国产产品价格优势明显。随着基层医院的诊断设备的更新换代，二 级及以下基层医院将选择性价比相对较高的国产产品，因此国产PCR仪器生产商在二级及以下医院的布局将是趋势。国产与进口梯度PCR仪器价格情况PCR仪器生产企业梯度PCR仪器价格（元）上海领成，西安天隆，杭州郞基，珠海黑马，杭州博日26000-28000日本TaKaRa和美国Labnet45000-50000德国Eppendorf

27、和美国Bio-rad70000-90000英国Techne35000-40000资料来源：经济研究院，公开资料、预计2020年全球基因芯片市场规模将达184亿美元，国内中游试剂与仪器26率先实现产业化20018016014012010080604020020102014201520162017E2018E2019E2020E全球市场规模（亿美元）增速35%30%25%20%15%10%5%0%根据火石创造对全球市场规模的统计与预测来看，2010年至2016年，全球基因芯片市场规模由7.6亿美元增长到亿美元，CAGR=41.81%；预计2020年将达到184亿美元，2016-2020年均复合增长

28、率为31.36%资料来源：火石创造，经济研究院2.3、预计2020年全球基因芯片市场规模将达184亿美元，国内中游试剂与仪器27率先实现产业化基因芯片产业链可划分为上游原材料、中游制造、下游应用三部分，其中国内企业主要活跃在中下游。上游原材料 包括芯片基片、点样样品、探针制备等，其中国外企业（Thermo Fisher、Centrillion、Agilent）垄断了上游原位芯片、芯片打印技术；中游制造主要包括基因芯片诊断试剂盒，市场占比约86%，基因芯片仪器，市场占比约14%， 国内企业目前主要集中在中游试剂生产与仪器组装；下游应用市场主要为医疗机构、第三方检验机构等基因芯片产业链资料来源：火

29、石创造，经济研究院2.3、国内芯片产业化龙头企业仍有明显竞争优势28根据不完全统计，国内进行基因芯片业务的公司主要分为三类：一是外资企业，主要有Illumina等老牌企业，他们进入行业较早，基因芯片研发技术成熟；二是国家级科研中心，他们以科研为主，产业化发展缓慢；三是部分民营企业，主要有北京博奥、百傲科技、赛乐奇等，凭借自主研发技术率先推广基因芯片的产业化，因此能够掌握核心技术的头部企业依然将有着较为明显的竞争优势。国内基因芯片市场竞争格局公司分类代表公司特点外资企业Illumina、Affymetrix进入行业时间最早，技术成熟科研中心生物芯片上海国家工程研究中心等以科研性质为主、受国企性质牵制，产业化发展缓慢民营企业北京博奥、百傲科技、赛乐奇等在国内最先将基因芯片产业化资料来源：经济研究院报告观点总结精准医疗的金钥匙31需求端、技术端、政策端共同促进分子诊断的临床应用。PCR应用技术相对成熟，国产PCR成本优势明显，基层医院布局将带动行业增量基因测序市场上游仪器国产替代加快，肿瘤液体活检应用场景将最有望成为主导市场，基因大数据逐渐成为重要抓手。基因芯片市场产业化导向日益深化 ，能够掌握核心技术的头部企业依然将有着较为明显的竞争