精准医疗行业分析.docx
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1、“精准医疗”相关行业初步分析【简评】精准医疗又叫“个性化医疗”,从概念上“个性化医疗”并不属于独立行业,它是一种贯穿于医疗全过程的现代医疗理念;其技术基础是“基因测序”及相关诊断服务(目前在肿瘤诊断、产前筛查环节的应用较为成熟),后续的治疗、用药则根据基因特点、年龄、性别、个性等而不同,耗费的是医生的脑力和经验,以实现更精准、伤害更小。基因技术的发展起源于血液病研究,其“模型”可拓展至实体肿瘤、遗传病、传染病等领域,因此血液病相关的基因测序、诊断与临床应用在“个性化医疗”方面拥有绝对的先发优势。1. 市场容量及细分行业近两年,进步较快的“基因测序”技术正迅速推动“个性化医疗”的起步与成长。20
2、14年全球个性化医疗市场容量约5000亿元(设备+诊断+治疗+药品),行业增速约10%;国内市场容量约100亿元人民币,行业增速约10-15%;随着大资金蜂拥进入,未来将是一个高速成长的领域(预计增速15%左右)。“个性化医疗”所涉产业包括基因测序、基因诊断服务、肿瘤细胞免疫治疗、干细胞治疗等领域,主要参与者包括诊断设备商、诊断服务商、药物生产商;并衍生至生物样本库、临床大数据、信息安全等产业。诊断服务是附加值较高的环节,主要依赖临床病理医师的经验判断。据北京道培检验科刘红星主任介绍,若基因测序(华大基因主业)价值为15元/份,转化为临床报告(道陪强项)后的价值则为500元/份(人工成本高)。
3、目前行业整体利润率不高(净利率约10%),主要原因是下游应用集中在基因测序、基础诊断等环节,附加值较高的临床诊断及治疗,由于技术发展不成熟,目前难以大规模商业化应用。产业链个性化诊断个性化治疗技术环节诊断设备(含基因测序仪、试剂、基因芯片、信息服务商等软硬件)基因诊断(含基础测序、独立三方诊断)免疫诊断(含医院检验科、独立三方诊断等)肿瘤免疫细胞治疗干细胞治疗(含干细胞存储、药物及治疗)基因治疗(基因治疗技术、治疗药物)行业特点行业集中度较高,呈现寡头垄断,后进入难度较大。细分领域有一定的垄断性,成熟应用集中在NIPT及肿瘤诊断。市场竞争充分,包括特色专科(康圣环球)、连锁经营(达安基因)两种
4、模式。以肿瘤专科医院为主,重在临床诊断及治疗。干细胞存储较为成熟,干细胞治疗处于政策真空地带,技术尚不成熟。早期研发阶段,没有大规模的商业化应用,以国外生物技术公司为主。代表性企业Illumina:主营基因测序仪,2014年营收18亿美元,净利润3.5亿美元,净利率19%;Lifetech:主营生命科学设备+技术服务,2014年营收170亿美元,净利润19亿美元,净利率11%。安捷伦;主营基因诊断试剂+服务,2014年营收70亿美元,净利润5亿美元,净利率7%;华大基因:主营基因基础测序+NIPT,2012年营收10亿元以上;贝瑞和康:主营NIPT,2014年营收约3亿元。达安基因:主营诊断试
5、剂+服务,2013年营收8.54亿,净利润1.33亿,净利率15%;康圣环球:以血液病为特色的独立三方诊断,2014年营收约3亿元。道培医院:主营血液病相关诊断+治疗,2014年营收约3.9亿元,净利润约4200万元;天津肿瘤医院211医院、天坛华普医院、道培武汉干细胞库(主要以存储为主,年营收约2000万元)Blue:主营基因疗法治疗罕见病,2014年营收2500万美元,亏损4800万美元;Cldn:主营基因疗法治疗心血管疾病,2013年营收为0,亏损2000万美元。行业趋势全球市场容量1300亿,国内50亿元,行业增速10%,行业平均净利率约10%。全球市场容量1200亿,国内40亿元,行
6、业增速13%,行业平均净利率10-15%。全球市场容量2500亿,国内30亿元,行业增速9%,行业平均净利率10%(基因治疗处于早期发展中,企业大部分亏损)。2. 行业关键要素及产业链行业关键要素:1、技术实力及人才队伍,个性化医疗相关细分行业技术性较强,是决定企业竞争力的主要因素。在基因诊断领域,拥有更多有临床经验的分子病理医生的公司有较强的竞争力,在细胞治疗领域,拥有重点学科带头人+中层技术人员的团队其治疗方法更为稳定有效;2、渠道资源,基因诊断及治疗领域,目前主要的业务来源于医院的病患引流(医院将部分诊断项目+待治疗患者转至对应的独立检测机构或专科治疗机构),拥有更丰富的医院渠道资源的企
7、业在竞争中有一定的优势。政策因素是影响本行业发展的重要因素。政府在基因测序、干细胞治疗等领域已经开始逐步规范和加强监管。在基因测序领域已经审批通过华大基因、达安基因的产品上市,干细胞治疗领域仍处于暂停审批状态。政策规范化是大趋势,有利于行业龙头企业,但时间进程存在一定的不确定性。个性化医疗的产业链主要包括:个性化诊断(诊断设备+基因诊断+免疫诊断)、个性化治疗(肿瘤免疫质保治疗+干细胞治疗+基因治疗)。其中诊断设备(欧美垄断)、个性化治疗(技术不成熟)领域投资机会不大,我们重点关注基因诊断领域的成熟细分市场,主要包括NIPT(无创产前检测)、肿瘤检测,考虑到市场规模和技术成熟度,我们重点关注乳
8、腺癌、直肠癌相关的肿瘤诊断以及NIPT领域。国内NIPT潜在市场容量约100亿元,华大基因、贝瑞和康占据约90%的市场份额。肿瘤检测领域市场较为分散,主要以各大医院的检测科室为主;肿瘤检测的细分市场中,康圣环球在血液病相关的第三方特检领域占90%的市场份额。外部整合目标企业投资风险: 1)产业整合风险,核心技术团队的科研导向与投资方的利润导向存在潜在的利益冲突。并购整合过程中双方在经营理念上可能存在较大的差异,可能带来经营风险;2)技术风险,行业技术更新较快,技术路线不成熟,新技术可能对现有的技术路线有较大的冲击;3)政策风险,重点体现在基因技术、干细胞技术涉及到的社会伦理道德风险,政府在该领
9、域的监管较为严格。 “个性化医疗”相关的投资方向寻找与落地,涉及面广,必将有一个循环往复、实地调研的过程。本报告仅作为对该领域的初步了解。目 录一、“个性化医疗”相关行业概述51.1 “个性化医疗”简介51.2 行业监管机构及政策101.3 “个性化医疗”相关行业发展现状121.4 行业特性与竞争要素151.5 “个性化医疗”产业链191.7 “个性化医疗”相关行业竞争格局41二、 投资机会和风险502.1 “个性化医疗”投资机会502.2 “个性化医疗”投资风险56三、附录573.1 案例参考573.2 相关行业专家(初步)59一、“个性化医疗”相关行业概述1.1 “个性化医疗”简介个性化医
10、疗又称精准医疗(Precision Medicine,PM),是指以个人基因组信息为基础,结合蛋白质组、代谢组等相关内环境信息,为病人量身设计出最佳治疗方案,以期达到治疗效果最大化和副作用最小化的一门定制医疗模式。与传统医疗的被动医疗属性相比,精准治疗则是采用主动发现并在早期治疗疾病的模式。个性化医疗概念最早于20世纪70年代提出,随着人类基因组计划的完成、分子医学水平的不断提高以及大数据时代的来临,个性化医疗正迎来全新的发展时期。医疗模式的转变也是推动个性化医疗发展的另一个重要因素,生物医学模式正向生物-心理-社会-环境模式转变,强调人的个性属性、社会属性和人与环境的相互作用。个体差异决定了
11、诊疗的个体化和个性化,传统的“一药多用”常常导致治疗不准确。随着人们生活水平的提高和健康意识的增强,人们对个性化医疗的需求也日益增加。发展历史个性化医疗从概念的提出到目前已经走过20多年的历程,但是仍处于初级阶段。人类基因组工程计划(Human Genome Project)的完成对个性化医疗的发展起到全面促进作用。美国能源部(U.S. Department of Energy)及美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员发起,在全世界科研人员的不懈努力下,于1990年正式启动人类基因组测序计划,于2003年完成人类基因组约30亿对核苷酸序列,包含25000多个基因的测定,并将这些基因“绘制”成了
12、一张人类基因组图谱,这是人类跨世纪的重大科技成果之一,人类一举从结构基因组学跨入功能基因组学领域,大大推进了个性化用药的发展进程。2005年,美国Nitromed公司专门为黑人群体量身打造的心衰治疗药拜迪尔(BiDil)得到了FDA的上市批准,该药显著减少黑色人种因心衰导致的死亡。药物发明者是明尼苏达大学科恩博士。该药品曾因为对白人无效,FDA拒绝发放新药证书。科恩博士通过分析受试者的种族分布,发现黑人患者对此药的反应明显比白人患者要好。此后,他一共找了1050名黑人心脏病患者,并给其中一半的人服用拜迪尔,结果服用拜迪尔的黑人患者死亡率减少了近一半。拜迪尔这个药物的批准,是“个性化医疗”里程碑
13、性质的标志性事件,被媒体广泛的认为,开启了“个性化医疗疗”的新纪元。个性化医疗和传统医疗的区别传统医疗方法主要有两种:第一种是传统“西方”疗法对抗性医疗;而第二种则是被称为“东方”疗法的替代性医疗。总的说是对抗疾病症状或者功能代偿,如一个人出现糖尿病症状时,比如血糖升高,医生总是给出直接降糖或者给予胰岛素及其类似物的功能代偿两种治疗方案。而个性化用药,则是无论患者所患何病,医生都会首先查看病人的遗传密码然后再确定具体的治疗方案。以糖尿病为例,医生会综合考虑糖尿病病人的遗传信息、血糖水平以及胰腺的功能状况等因素再为病人确定合适的治疗方案。传统医疗是以病为本,千人一药,“One size fits
14、 all”的模式,因为药物开发是根据许多具有相同症状的病人身上获得的研究成果,也就是循证医学的结果,所以传统医疗中经常会出现使用A药无效,换用B药的“药物试误”过程。个性化医疗认为即使是相同的症状表现,不同个体在基因分子水平的发病机制并不相同,需要个体化的甄别诊断及疗效预测。传统医疗以病人的临床症状和体征,结合性别、年龄、身高、体重、家族疾病史,实验室和影像学评估等数据确定药物和使用剂量、剂型。这通常是一个被动的处理方式,即在已经出现的症状和体征后开始治疗或用药。个性化医疗可以通过更精确的诊断,预测潜在疾病的风险,提供更有效、更有针对性的治疗,预防或干预某种疾病的发生。图1:个性化医疗和传统医
15、疗的对比图个性化医疗的意义个性化医疗有着广泛的社会效益。个性化医疗在使患者的治疗更有效、副作用更低的同时,也有利于医生做出更准确的诊断,改善医患关系;有利于制药企业在某种程度上降低研发成本,开发出更有针对性的药物;有利于保险企业由面向所有患者到有针对性的少数患者的转变,降低全社会的保险成本。1)个性化医疗具有针对性:目前大多数的医疗治疗方法都是针对一般病人,但个性化医疗不是“一个尺寸适合所有人”的传统方法,它会考虑人们在基因,环境和生活方式等方面的个体差异制定医疗方案,如个性化用药使得精准医疗有可能用于癌症和其他疾病的靶向治疗。2)个性化医疗具有高效性:个性化医疗根据病人自身的基因信息量身设计
16、出最佳治疗方案,以期达到治疗效果最大化和副作用最小化的一门定制医疗模式,即可以较小资源投入获取最大健康保障。3)个性化医疗具有预防性:传统医疗以病人的临床症状和体征,确定药物和使用剂量、剂型,即在已经出现的症状和体征后开始治疗或用药,而个性化治疗可通过筛查、诊断、治疗等预防重大疾病的发生。这也使得被动医疗转为主动预防医疗。最著名的案例是好莱坞女星安吉利亚朱莉,由于家族中母亲和外婆均因乳腺癌离世,她参加基因测序后发现自己乳腺癌风险高达80%以上,她毅然切除乳腺以预防该病的发生。个性化医疗的理论基础个性化医疗的理论基础涉及基因组学和系统生物学等多门学科。基因组学是研究生物基因组和如何利用基因的一门
17、学问,用于概括涉及基因作图、测序和整个基因组功能分析的遗传学分支。而系统生物学则是研究生物系统组成成分的构成与相互关系的结构、动态与发生,以系统论和实验、计算方法整合研究为特征的生物学。正是由于相关基础学科的飞速发展,才使得个性化医疗成为可能。图2:个性化医疗的理论基础个性化医疗相关技术及研发成果表1:个性化医疗的相关技术生物医学的深入研究表明,人类的各种疾病都直接或者间接的与基因有关。人类基因组中至少有1%基因序列存在个性差异,这好几百万个基因位点的差异决定了药物治疗需要个性化处理。人类疾病可以分为三类:(1)单基因病,如腺苷脱氨酶(ADA)缺乏症;(2)多基因病。如糖尿病、肿瘤、心血管病等
18、,它不但涉及各个基因,还与环境因素(自然环境、社会环境、生活方式等)密切相关;(3)获得性基因病。是由于病原微生物入侵所致,如艾滋病(AIDS)、乙型肝炎等。从理论上来说,所有的疾病都应该是可以通过基因治疗进行治愈的。个体化诊疗是基于以人为本、因人制宜的思想,充分注重个体差异性,进行个体医疗设计,采取优化的、针对性的治疗干预措施,使之更具安全性和有效性的特色领域。所以个性化医疗的理论基础是人类遗传基因的多态性,同一种疾病的不同患者对同一种药物的反应是不同的;人们也发现同一种疾病在基因分子水平而言可以由不同的原因导致,尤其是一些复杂性疾病。这种疾病受多种遗传和环境因素影响,不同的患者有不同的病因
19、,需要采用不同的治疗方案。全基因组关联分析技术目前,已经获得了95%左右的人类多态性位点,然而对这些位点或相关基因与疾病关联方面的研究还非常有限,但这些疾病关联信息却是个性化医疗最终得以实现的重要基础。全基因组关联分析(genome wide association study,GWAS)正是获得这种知识的重要手段之一,也是国际上近几年来发展的新方法。它是一种通过在人类全基因组范围内寻找某些基因位点差异与某种表型之间联系的方法,这种表型可以是各种人们所关心的冠心病、糖尿病等质量性状,也可以是血压、血脂、身高、对药物的反应速率等数量性状。根据研究侧重点的不同,GWAS既可以用于研究人类复杂疾病的
20、遗传背景,即复杂疾病遗传学,也可以用于研究药物疗效的遗传背景,即药物基因组学。自2005年Science杂志报道了第1项关于年龄依赖性视网膜黄斑变性的GWAS研究成果以来,GWAS研究技术在全球迅速开展。根据美国国家基因组研究所截止到2011年6月的统计,已经有932篇GWAS的文献发表,这些研究发现了4000多个SNP与200多种疾病和性状相关联。这些研究大多数都是有关复杂疾病以及与疾病密切相关的生化指标的遗传背景研究,如有关肥胖、糖尿病、冠心病、癌症、精神分裂症、多发性肝硬化、近视、食管癌、鼻咽癌、心房颤动、风湿性关节炎等。此外,科学家们还将GWAS技术应用到疾病治疗的研究中,相比较研究人
21、类复杂疾病和性状的GWAS而言,对药物反应和疾病治疗的GWAS研究相对较少。这些已有的药物基因组方面的GWAS研究近70%是关于药物反应,其他关于是药物不良反应的研究。药物反应的GWAS研究有干扰素和抑制血小板药物氯吡格雷的反应,抗凝剂剂量的使用要求等;药物不良反应的GWAS研究有他汀类药物诱导的肌病和氟氯西林诱导的肝损伤研究等。最近的GWAS研究结果发现,基因VKORC1、CYP2C9 和CYP4F2的基因型是华法林剂量的遗传决定因素;Gamma氨基丁酸(GABA)受体与迟发性运动障碍治疗中的抗精神病药物的不良反应密切相关。SLCO1B1基因的一个多态性位点是他汀类药物的主要不良反应(横纹肌
22、溶解)的独立决定因子,这对他汀类肌毒性的预测和预防具有重要意义。基因ITPA/DDRGK1附近的一个位点与干扰素治疗丙型肝炎引起的血小板减少有显著关联。这些研究对药物基因组学和个体化用药的发展积累了经验,奠定了理论基础。个性化医疗的范围及主要过程个性化医疗的范围主要包括:(1)对无临床病症的病人进行筛查;(2)对具有患某种疾病的病人进行筛查;(3)对有临床症状、诊断为患病的病人进行优化治疗。个性化医疗的过程可以简单分为个性化诊断和个性化治疗两个部分。个性化诊断过程主要涉及分子诊断技术、大数据及云计算的应用,通过对单个患者相关样本的采集检测,并与数据库中相关疾病的资料进行比对,可以得出相关诊断结
23、果。在个性化治疗阶段则可以根据诊断的结果实现“量体裁药”。图3:个性化医疗的分类 图4:个性化医疗的原理图生物芯片技术生物芯片技术是通过缩微技术,根据分子间特异性地相互作用的原理,将生命科学领域中不连续的分析过程集成于硅芯片或玻璃芯片表面的微型生物化学分析系统,以实现对细胞、蛋白质、基因及其它生物组分的准确、快速、大信息量的检测。按照芯片上固化的生物材料的不同,可以将生物芯片划分为基因芯片、蛋白质芯片、细胞芯片和组织芯片。生物芯片通常采用光导原位合成或微量点样等方法,将大量生物大分子比如核酸片段、多肽分子甚至组织切片、细胞等等生物样品有序地固化于支持物的表面,组成密集二维分子排列,然后与已标记
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