基因测序技术随着成本的降低，会显著优化创新药的研发思路，改变肿瘤的检查和治疗方式，普及遗传病的筛查。我们长期看好基因测序行业的发展。本篇先对中国的基因测序行业做简单介绍，后续会逐个介绍美国的基因测序公司。先感受下美国几个公司近一年的涨幅。

NGS设备提供商 Illumina 452亿美金市值

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结直肠癌筛查 Exact Sciences 112亿美金市值

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肿瘤伴随诊断&早筛 Guardant Health 58亿美金市值（201810上市）

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乳腺癌复发监测 Genomic Health 28亿美金市值

数据来源：seeking alpha

1. NGS（第二代基因测序）技术介绍

目前基因测序技术已经发展到第三代，第一代DNA测序技术用的主要是1975年由桑格（Sanger）和考尔森（Coulson）开创的链终止法。第二代DNA测序技术（NGS）目前使用最为广泛，以Roche公司的454技术，Illumina公司的Solexa，Hiseq技术和Life公司的Solid技术为标志。第三代DNA技术（TGS）以PacBio公司的SMRT和Oxford Nanopore Technologies的纳米孔单分子测序技术为代表，测序过程无需进行PCR扩增。

NGS在5-10年内仍然是基因测序的主流方法：NGS凭借其高通量、低成本和高准确度取代第一代测序技术成为测序市场的主流。由于第三代DNA测序技术目前面临测序成本高和测序结果准确度较低的市场化瓶颈，因此TGS仪器大规模商业化仍然需要较长的时间。

NGS各环节对测序结果有重要影响：NGS测序流程包括样本收集、基因提取、文库构建、基因测序和数据分析，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。

目前NIPT仍然是NGS最成熟的应用，肿瘤领域应用最值得期待

服务是国内基因测序产业链最核心的环节

国内使用的主流设备和耗材仍然依赖进口，以Illumina为主要设备供应商，部分服务机构使用Life的产品，华大在NIPT领域已经开始使用自己研发的二代测序设备BGI500。服务仍然是国内竞争最激烈的市场，具体服务项目可分为科研服务、NIPT和肿瘤相关服务。科研领域国内市占率最高的是诺禾致源，华大第二，贝瑞基因也在开展科研服务，体量较小。NIPT领域，根据公开数据和专家访谈推算，2016年NIPT数量约250万例，同比增速超过50%，预计华大100万例，贝瑞80万例，剩余厂家为安诺优达、凡迪等；2017年NIPT数量约为350万例，2018年NIPT数量约为450万例，其中华大和贝瑞各占1/3的市场。我们认为受二胎政策的影响和产品渗透率的提高，未来几年仍然能够维持超过20%的增速。肿瘤是基因测序行业前景最广阔的应用，伴随诊断试剂盒、液体活检的肿瘤早筛和面向健康人的基因检测是具体的应用领域。国内相关公司有艾德生物、世和基因、燃石医学、华大基因、贝瑞基因等。

2016年，组织类NGS与ctDNA NGS的数据一致性仍有较大争论，2017年CSCO已经初步肯定了液态活检在肿瘤检测中的地位。由于ctDNA样本有着容易降解以及血浆中释放无法控制等缺点，临床中仍旧以组织病理活检作为金标准。由于肿瘤进展中迫切需要动态监控，但是实际情况是病人无法接受多次穿刺活检，液体活检会是非常重要的补充。

2.不同应用市场空间测算

2.1 NIPT市场空间测算

目前针对孕妇的唐氏筛查的主流方法是血清筛查，血清筛查的检出率仅有60%，假阳性和假阴性的水平都较高，血清筛查阳性的孕妇需要进行羊水穿刺，羊水穿刺有0.5%的流产率，对于假阳性的孕妇风险非常高。所以检出率高的NIPT具有非常大的临床价值。未来理想状态是NIPT取代血清筛查，成为唐氏综合征初筛的主流方法。

我国针对NIPT产品的政策经历了被NMPA全面叫停到开放试点再到基本全面放开的过程。2016年国家规定有资质的医疗机构和第三方临检中心理论上都可以申请NIPT检测服务，极大地放开了NIPT的市场。NMPA先后批准了华大基因BGISEQ-100（基于Life的IonTorrent技术）、BGISEQ-1000（基于华大基因之前收购的CompleteGenomics的测序技术），达安基因的DAProton（基于life的IonTorrent技术），博奥生物BioelectronSeq4000（基于life的IonTorrent技术），贝瑞基因NextSeqCN500（与Illumina合作）的NIPT二代基因测序仪和配套试剂（13、18、21号染色体三体检测试剂盒、上机测序试剂）。

根据卫计委相关数据，2016年全国住院分娩活产数达到 1846 万，较2015 年增长11.5%，二孩及以上占比逾 45%。随着城市化进程导致的生育年龄继续后移和二胎政策影响，全国高龄产妇（≥35 岁）的比例从 24.5%上升到 31%，产妇的平均年龄也从 27 岁攀升到 29 岁。2018年新生儿约1500万，按照未来每年1500万孕妇计算，取乐观假设，中国每年NIPT市场可以达到108亿元。

根据Illumina给出的公开信息，2018年NIPT 在美国平均渗透率46%，高危产妇渗透率 96%，现在有5个州的保险覆盖NIPT。

2.2 肿瘤市场空间测算

NGS在肿瘤领域的应用包括早期筛查、伴随诊断和肿瘤预后监测。伴随诊断是最最成熟的领域，早期筛查是市场空间最大也是技术最需要提高的应用领域。

2.2.1伴随诊断

伴随诊断目前获批的都是以PCR为主的试剂盒，最初以单靶点试剂盒为主要产品，从2016年开始，伴随诊断试剂盒主要供应商艾德生物开始提供多靶点联合检测的试剂盒，如EGFR/ALK/ROS1联合检测试剂盒等，多靶点试剂盒是趋势，NGS平台产品也会随着成本降低逐渐成为主流。2018年下半年NMPA批准了4款基于NGS平台的伴随诊断试剂盒。

伴随诊断是肿瘤患者在使用靶向药之前需要检测是否有对应的基因突变，因此伴随诊断与靶向药的渗透率息息相关。目前在国内非小细胞肺癌、结直肠癌和乳腺癌是靶向药较多的癌种，伴随诊断的渗透率也比较高。

根据公开数据测算，预计2018年中国肺癌患者平均检测率为40%，远低于日本的90%和香港的70%。中国每年约73万新发肺癌患者，40%的检测即30万份检测。EGFR检测的全国平均单价为3000元，其中浙江最低为2200，定价最高的省份约4000元。估算艾德2016/2017/2018肺癌诊断样本数分别为11万/14万/17万。随着靶向药进医保和国产靶向药的上市，更多的患者可以接受靶向药治疗，伴随诊断的渗透率有望提升到和香港一致的水平，即70%。非小细胞肺癌约占肺癌总数的80%-85%。根据My Cancer Genome收集的数据显示，非小细胞肺癌EGFR突变的发生率在不同人种之间存在的较大的差异，白人非小细胞肺癌患者中的EGFR突变率为10%-15%，而在亚洲非小细胞患肺癌患者中，EGFR突变率高达40%，而中国人群的突变率更是高达50.2%。

美国目前已经上市的靶向药有约90多种，国内已上市的仅30余种，随着国内对创新药支持力度的增加，预计未来国内靶向药上市速度将加快，有利于伴随诊断产品的快速放量。

2.2.2 预后监测

预后监测主要指使用靶向药或化疗等方法后，对肿瘤患者重新进行基因检测，判断原有突变的进展以及是否有新的基因突变。预后监测市场的发展也取决于基因突变和肿瘤发病之间联系的进一步挖掘。市场成熟度基本与靶向药的伴随诊断一致。

2.2.3 肿瘤早筛

目前我国癌症发病人数每年超过400万，平均每死亡5人中就有1人死于癌症。世界卫生组织指出：只要早期发现，90%的癌症完全可以治愈。而我国各地医院的首诊病人早期癌仅占10%以下，90%以上都失去了战胜癌症的宝贵时机，因此，提高癌症早期发现率刻不容缓。肿瘤的早期筛查和诊断对于肿瘤患者的治疗和生存期具有重要意义。

肿瘤的早筛从刚需的角度适合于高危患者，包括家族肿瘤高发人群等，但其实环境、饮食等因素也在致癌中起到很重要的作用，早期筛查针对人群更为广阔，潜在对象基本覆盖到达一定年龄阶段的人群。现阶段，中国45岁以上的人口已经达到了5.3亿，未来五年我们认为已经是肿瘤早筛快速发展的黄金阶段，渗透率将会逐步提升，市场潜力千亿级别。

3.基因测序相关上市公司整理

3.1 华大基因

华大依靠做基础科研服务起家，但科研服务竞争激烈，且科研服务领域与临床应用领域相比，天花板低很多。NIPT是华大腾飞的应用领域，2014年由于卫计委叫停NIPT的应用，公司收入增速明显放缓，规范化放开后重回快速增长的通道。华大在NIPT领域的目标是以政府采购为主要商业模式。综合考虑二胎政策和竞争格局，预计NIPT项目仍然可以在未来几年维持高速增长，持续为华大贡献业绩。

肿瘤业务将是未来的重要看点，华大在自身布局的同时通过投资吉因加等项目涉足肿瘤应用。

3.2 贝瑞基因

贝瑞基因依靠NIPT业务起家，2015年开始探索新的业务模式，即由单纯的提供检测服务拓展为提供服务和检测试剂。2016年NIPT行业出现爆发式增长，公司NIPT销量增速超过200%，但由于市场竞争激烈，服务样本单价下降约40%。根据公开数据估算，2017/2018年公司完成NIPT样本数约为100万例/130万例，在行业中的市占率约30%+。同时公司推出高端产品NIPT+，可检测的胎儿染色体异常疾病扩增至100种，包括17种胎儿染色体非整倍体、76种胎儿大片段缺失/重复综合征和7种相对高发的大于3Mb并位于特定的症候群相关染色体片段位置的微缺失疾病。公司NIPT+的产品占比逐渐提高，NIPT+和传统的NIPT相比竞争格局更好，毛利率更高。

肿瘤业务依然是未来NGS应用最重要的看点，公司有cSMART肿瘤基因突变检测试剂盒，以循环肿瘤DNA（ctDNA）和基因组DNA为检测样本，定性检测多个靶向用药相关基因外显子所携带的热点突变，可根据临床需求检测6个基因或10个基因，目前仅限于科研使用。目前肿瘤业务主要有福建和瑞完成，贝瑞基因持有福建和瑞约20%股份。

3.3 艾德生物

艾德生物是国内伴随诊断的龙头公司，公司持续推出基于PCR平台的新的诊断项目，以提高产品单价，维持较高的毛利率。公司与Illumina签订试剂研发协议，正在积极拓展基于NGS平台的伴随诊断产品，自2018年下半年起已经有两款NGS试剂盒获批。

综上，在中国NGS的第一个成熟的应用领域NIPT已经有40亿的市场（出厂口径），诞生了2个100亿以上市值的公司，即华大基因和贝瑞基因。NGS在肿瘤领域的应用非常值得期待，我们坚信随着技术的成熟，NGS在肿瘤领域会有更成熟的产品，会出现更大市值的公司。

美国聚焦肿瘤产品的公司

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