生物试剂体外诊断

生物试剂体外诊断

生物试剂体外诊断体外诊断指在人体之外通过体外诊断试剂、仪器等对人体的血液、体液和组织等样本进行检测，获取临床诊断信息，对疾病进行预防、诊断、治疗、后期观察和健康评价的医疗技术。Frost&Sullivan统计数据显示，中国体外诊断市场规模从2016年的450亿元增长到2020年1，075亿元，年均复合增长率为24．32%。未来随着人口老龄化的加剧、人均医疗费用支出的增加以及居民健康意识的不断提升，中国体外诊断市场规模有望稳步增长。到2025年，中国体外诊断市场规模预计将达到2，198亿元，2020年至2025年预计年均复合增长率将达到15．38%。根据检测原理和应用场景，体外诊断一般可以分为分子诊断、生化诊断、免疫诊断、微生物诊断和血液诊断等，其中分子诊断已经成长为最大的细分市场，2020年，中国分子诊断市场规模为286亿元，占中国体外诊断市场规模的26．6%；免疫诊断及生化诊断分别为第二大及第三大细分市场，2020年市场规模分别达到278亿元和152亿元。中国分子诊断市场处于高速发展阶段，市场规模从2016年的39亿元增长至2020年的286亿元，年均复合增长率为64．56%，其中2020年中国分子诊断市场呈现爆发式增长主要原因是新冠疫情爆发导致核酸检测需求迅猛增长。体外诊断行业参与者一般包括上游诊断试剂原料生产商、中游诊断试剂生产商和下游诊断服务提供商。生物试剂是体外诊断过程中的核心原料，其中酶、抗原、抗体等活性生物原料的性能和质量对于体外诊断结果的可靠性、灵敏度、稳定性和特异性具有关键影响，生物试剂是体外诊断产业链中的核心利润环节之一。中国体外诊断试剂的快速发展，带动了上游原料市场的同步增长，中国体外诊断试剂原料市场规模增长迅速。Frost&Sullivan统计数据显示，中国体外诊断试剂原料市场规模从2016年的41亿元增长至2020年的104亿元，年均复合增长率为26．23%；预计到2025年，中国体外诊断试剂原料市场规模将达到228亿元，2020年至2025年预计年均复合增长率为17．01%。分子诊断是体外诊断最大的细分市场。分子诊断试剂原料主要包括酶、质粒、引物和探针等，其中酶是分子诊断原料中具备生物活性的组分，酶的性能和质量直接影响分子诊断试剂的灵敏度、检测效率和准确性等多项性能指标，是分子诊断试剂原料中最核心的组成部分。分子诊断原料酶主要包括TaqDNA聚合酶、逆转录酶、RNA酶抑制剂、UDG酶、高保真DNA聚合酶和BstDNA聚合酶等。中国分子诊断市场的持续快速发展助推分子诊断原料酶市场同步保持高速增长。Frost&Sullivan统计数据显示，中国分子诊断原料酶市场规模从2016年的14亿元增长至2020年的32亿元，年均复合增长率为23．0%，预计到2025年，市场规模将达到52亿元，2020年至2025年预计年均复合增长率为10．0%。基因测序是指通过一定的技术手段分析DNA或者RNA片段中的碱基序列，通过测定基因全序列，预测罹患多种疾病的可能性或明确基因突变位点。第一代基因测序技术发展至今，具备准确性高、测序读长较长、操作便捷等优点，但其测序通量低、测序成本高，仅适用于小样本遗传疾病基因的测定，较难实现大规模商业化应用。高通量测序技术（NextGenerationSequencing，NGS），也被称为下一代测序或二代测序，其具备测序通量高、时间短、成本低等优点，在全球基因测序市场占据主导地位，在相同检测数据量条件下，高通量测序成本远低于第一代测序技术。高通量测序产业链的主要参与者包括基因测序仪生产商、测序试剂生产商和测序服务提供商，其中上游仪器和测序试剂是整个产业链技术壁垒最高的部分。高通量测序基本步骤包括：核酸提取、文库构建、上机测序与生信分析，其中文库构建是将待测序核酸样本转换成标准样本的过程，高质量文库是测序准确性的重要先决条件之一。高通量测序文库构建主要需要以下酶的参与：T4DNA聚合酶、T4多聚核苷酸激酶、TaqDNA聚合酶、DNA连接酶、高保真DNA聚合酶、DNA聚合酶I、逆转录酶、RNA酶抑制剂、核糖核酸酶H，酶的质量和性能是决定建库效率和建库质量的重要因素。目前在中国，无创产前检测和肿瘤伴随诊断是临床应用较为成熟和商业化程度较高的NGS应用领域。与传统的产前检测技术相比，无创产前检测具备安全性和检出率高、检测周期短、操作便捷等优势，具有较高的临床应用价值。中国基于高通量测序的无创产前检测市场规模从2016年的19亿元增长至2020年的68亿元，年均复合增长率为38．60%。北京、天津等地区已将无创产前检测纳入医保，未来随着检测价格不断下降以及更多省份将其纳入医保，无创产前检测渗透率有望进一步提升，预计2025年市场规模将达到208亿元，2020年至2025年预计年均复合增长率为24．97%。生命科学的快速发展让人们对癌症的致病机理有了更加深刻的认识，肿瘤精准医疗给患者带来良好疗效的同时，也成为人类攻克癌症的希望所在。肿瘤精准医疗以分子水平的指导为基础，伴随诊断作为一种与靶向药物和精准医疗紧密相关的体外诊断技术，主要通过检测人体内基因突变类型和蛋白质结构，为患者选择最适合的靶向药物并制定个体化治疗方案。随着NGS在精准医疗领域应用的日臻成熟，中国基于NGS的肿瘤伴随诊断市场规模亦不断增长，从2016年的7亿元增长至2021年的37亿元，年均复合增长率为37．60%，随着NGS在肿瘤精准医疗领域渗透率的不断提高，预计2025年中国基于NGS的肿瘤伴随诊断市场规模将达到77亿元，2021年至2025年预计年均复合增长率为20．62%。在疫苗可及性提高、公共政策支持及疫苗接种意识增强的推动下，全球疫苗市场规模稳步增长。Frost&Sullivan统计数据显示，2020年中国是全球第二大疫苗市场，市场规模由2016年的271亿元增加至2020年的753亿元，年均复合增长率为29．11%。DNA是生命遗传信息的载体，蛋白质是生命活动的承担者和人体免疫系统的卫士，mRNA则是连接DNA与蛋白质的桥梁。mRNA有万能钥匙之称，作为疫苗或者药物，进入人体后理论上能够表达任何目标蛋白，可以探索治疗几乎所有与蛋白质相关的疾病。mRNA疫苗具备以下几个方面的优势：第一，无需细胞培养或动物源基质，制备工艺简单且合成周期短，成本较低，可针对各种病原体设计mRNA，抗变异能力较强；第二，能够在人体内同时激发细胞与体液免疫反应，产生良好的保护效果；第三，能够直接在核糖体中表达为目标蛋白，无整合进入人体DNA的风险，代谢产物纯天然；第四，mRNA靶点丰富，很多难以成药的蛋白均可由mRNA编码表达，可作用于传统小分子药物和抗体药物无法触及的胞内靶点。在此次新冠疫情中，mRNA疫苗技术得到产业化验证，展现出安全性高、批间差异小、研发速度快、抗体表达量高的优势，根据Nature相关统计，截至2021年7月底，全球mRNA疫苗和药物在研管线共180条，mRNA疫苗的临床应用潜力逐渐得到发挥。mRNA疫苗应用场景丰富，可被应用于以下领域：（1）流感、狂犬病、新冠肺炎、艾滋病等传染病预防与治疗领域；（2）胰腺癌、宫颈癌、结直肠癌和黑色素瘤等肿瘤免疫治疗领域；（3）心力衰竭和II型糖尿等蛋白替代疗法领域和自身免疫性疾病治疗等领域。考虑到中国人口基数巨大，mRNA疫苗在众多领域具备显著优势，未来中国mRNA疫苗市场潜力巨大。mRNA疫苗生产流程可以分为DNA原液制备、mRNA原液制备和脂质微粒包封三个环。mRNA原液制备过程中用到的主要原料包括酶、核苷酸底物和质粒DNA模板，其中酶是最主要的原料，也是占比最大的材料成本。Frost&Sullivan统计数据显示，2020年中国mRNA疗法酶原料市场规模为1．5亿元，2025年预计将达到14．7亿元，2020年至2025年预计年均复合增长率为58．2%，考虑到中国庞大的人口基数和广泛的疫苗接种需求，国内mRNA疗法酶原料市场拥有广阔的成长空间。生物科研试剂发展背景（一）生物科研试剂经济发展背景在生命科学研究总投入中，约10%-15%用于生物科研试剂。所以生命科学研究投入影响着生物科研试剂的发展。2016年全球生命科学研究投入为1247亿美元，换算成人民币约为8686亿元，中国生命科学研究投入为496亿元，至2020年全球生命科学研究投入为1576亿美元，换算成人民币约为10978亿元，中国生命科学研究投入为978亿元。（二）中国生物科研试剂相关政策近年来，针对生物试剂行业，国家颁布了多项生物试剂行业发展政策，注重研发具有自主知识产权的通用试剂和高端高纯专用试剂，增强相关产业的核心竞争力，从而推动我国生物试剂行业的发展。生物试剂行业发展现状及趋向分析从目前生物试剂行业来看，疫情对检测试剂企业的红利还会持续。但疫情带来的红利一定是短期的，对于生物试剂行业企业来说，疫情防控常态化下，保持业绩的稳定增长也是亟须考虑的问题。从几家国产生物试剂企业历年毛利率水平来看，均超过80%以上，在整个医疗板块中的盈利能力处于较高水平。生物试剂需求种类和数量庞大、应用场景多样化且横向拓展性强，市场容量有望持续提升。国内生物试剂行业产品非常好，基本能满足世界的需求。随着冬季的到来，疫情也出现了进一步发展趋势，国外部分国家重新封闭了。在这样的情况下，检测试剂的需求量也会出现一定上涨。化学制剂板块重点品种显著放量，诊断试剂及仪器板块源于新冠检测试剂的多国注册认证业绩亮眼。受益于核心品种艾普拉唑针剂等产品持续放量，叠加海内外疫情对试剂板块的持续拉动，全年业绩有望维持稳健高速增长。国内生物试剂市场规模在200-300亿量级，化学试剂市场规模约在200-350亿量级，随着下游应用领域需求快速增长，科研试剂市场潜力较大，根据数据，预计2019-2024年中国生物科研试剂行业规模复合增速约为13．8%。国内试剂厂商起步较晚，外资品牌目前占据主导地位，以分子试剂领域为例，诺唯赞为国内分子试剂领域绝对龙头，但2019年市场份额仅4%左右，国内生物试剂前四大供应商均为外资品牌，市场份额合计达到41%，蛋白类试剂和细胞类试剂同样也是进口为主，国产厂商市场份额较小。近年来，随着国内厂商研发投入持续加大，部分产品质量性能显著提高（品类丰富度、性能参数和质控等），替代进口的条件已经具备，在此基础之上，性价比和技术服务优势明显，再叠加本次疫情凸显本土供应链的重要性，国产科研试剂替代进口有望加速。生物试剂下游应用领域可拓展性强，基因治疗、细胞治疗等新兴领域的兴起，高通量测序（NGS）技术在液体活检领域的应用潜力，mRNA技术从新冠mRNA疫苗延伸至其他领域（比如肿瘤疫苗、传染病疾病疫苗、CAR-T疗法、基因编辑等）的应用，都有望进一步打开生物试剂市场空间天花板。在疫情爆发之际，得益于此前基因测序技术的不断变革，才使得新冠核酸检测试剂盒能被快速推出。尽管当下国内基因测序产业仍以外资企业为主导，但是我国诊断试剂和部分高端仪器已经基本能够实现。生物试剂行业在并购扩张、技术升级的发展趋势，以及精准医疗、生物大数据等时代背景下，我国测序企业将会陆续迈开全球化的步伐，与外资巨头进行正面竞争。国内生物试剂行业市场规模在200-300亿量级，化学试剂市场规模约在200-350亿量级，随着下游应用领域需求快速增长，科研试剂市场潜力较大，根据数据，预计2019-2024年中国生物科研试剂行业规模复合增速约为13．8%。在生化试剂市场中，国内企业已经打破了进口垄断，约三分之二的份额被国产品牌占据，其余三分之一被一些实力雄厚的跨国公司（如贝克曼、朗道、东亚等）占据。国内生化试剂领域佼佼者主要有中生北控、科华生物、利德曼、迈克生物等企业。国内企业除了自主研发品牌产品以外，一般也是进口试剂的国内区域代理商。我国生物技术行业近年来发展较快，预计未来在国家政策的推进下，相关生物技术服务行业企业数量和研究机构以及技术园区数量都将继续呈现增长的态势，意味着市场发展潜力巨大。中国生物科研试剂发展现状（一）中国生物科研试剂市场规模中国生物科研试剂市场规模呈现上涨的态势，市场规模正在逐步扩大，从2015年的72亿元增长至2019年的136亿元，增速可观。中国2020年市场规模约为159亿元，预计将以13．08%的GAGR增长至2024年的260亿元。（二）中国生物科研试剂市场格局根据数据显示，中国核酸类试剂占据最大的市场份额。核酸类、蛋白类、细胞类生物试剂分别指围绕核酸以及小分子、蛋白质大分子、体外细胞进行的试验中所需要用到的试剂类型，种类繁多，应用场景广泛，2020年中国国内核酸类试剂市场规模约为80亿元，占比51%。（三）中国生物科研试剂价格生物科研试剂分为分子生物学试剂、一抗、二抗、重组蛋白/多肽、细胞生物学试剂，其中细胞生物学试剂价格最高，2019达到峰值，价格为2．08万元一个，2020年价格有所下降，价格为1．12万元一个。生物试剂行业上游生物试剂行业处于生命科学研究的上游，是一条高毛利、高壁垒、高附加值、高景气度的赛道，随着我国生命科学的不断发展及进口替代的持续推进，生物试剂行业步入发展快车道。中国生物试剂行业市场空间巨大。目前，我国从国外进口的科研用抗体和免疫试剂占总用量的80%以上，而从国外进口面临着成本高、供货时间长等问题，制约了我国科研水平的发展。未来生物试剂行业市场机会在哪?中国生物试剂行业市场空间巨大。目前，我国从国外进口的科研用抗体和免疫试剂占总用量的80%以上，而从国外进口面临着成本高、供货时间长等问题，制约了我国科研水平的发展。我国生物试剂行业起步较晚，国内生物试剂与进口产品仍然存在一定差距。国产生化行业主要公司包括迈克生物、九强生物、迪瑞医疗、利德曼和美康生物等。从营业收入来看，利德曼和九强生物超过90%的收入都来自于生化试剂的销售;迪瑞医疗则以尿化学分析和生化分析仪器为主。近年来，生化诊断行业规模持续增长，国产生化诊断试剂占有率已达70%，但仪器占有率仍不足10%。生物科研试剂分类根据试剂性质不同，科研试剂大体可分为化学类和生物类试剂，其中化学类试剂为单质或化合物，包括合成试剂、催化剂和有机金属试剂等；生物试剂则主要是基因、蛋白和抗体等大分子，可分为蛋白类、核酸类以及细胞类三个种类，常见的蛋白类产品包括重组蛋白和抗体等，核酸类产品包括定制化的合成核酸和克隆载体等，细胞类产品则涵盖转染试剂及培养基等。生物试剂方兴日盛生物试剂被广泛应用于基础研究、高通量测序、体外诊断、医药及疫苗研发和动物检疫等多个领域。销售端来看，终端对产品质量及稳定性具有较高要求，客户粘性强，一旦选定供应商后通常不会频繁更换。此外，下游客户较为分散，生物试剂厂商需要拥有覆盖面广的销售网络进行客户开拓，新进入者短期内难以在渠道优势上实现赶超。生产技术和销售渠道的双重高壁垒为行业先行者打造坚固的护城河。科研投入高涨为生物试剂行业注入增长动力，工业端产业化生产需求旺盛推动生物试剂行业快速扩容，生物试剂持续高景气，市场规模2024有望达388亿元。疫情之下，生物试剂问题愈发明显，供应链本土化需求越来越强烈，国产试剂在政策春风下，凭借着质量+价格+本土供应+特色定制化服务的四大优势，逐步打破外资垄断的市场格局。一方面，国产生物试剂企业经过多年的研发积累，部分产品质量已经达到国际水准，定价也远低于国外品牌，具有性价比优势，且国产企业通过提供定制化的产品和协同开发的服务，能有效提高终端