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文 | vb動脈網
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國產測序儀的崛起已經成為令人矚目的焦點。
根據蛋殼研究院統計，除開Sanger測序儀，目前中國有接近20家企業披露了其自主研發的測序儀，其中近30款已經宣布商業化，8款獲得了NMPA批准。高通量測序儀，以及新興的單分子測序儀都有中國企業在深耕。
然而實現大規模商業化落地對於國產測序儀來說仍是一大挑戰，這需要企業持續提高產品穩定性和可靠性，切中目標市場真實需求，合理拓展應用領域。《2023年國產測序儀行業研究報告》旨在探尋國產測序儀爆發背後的驅動因素，分析如何加速實現國產測序儀商業化落地。基於此，蛋殼研究院調研了8家測序儀企業、3家基因測序服務商，訪談了11位行業專家，撰寫了此報告。
以下為報告內容節選：
國產測序儀的崛起與爆發
基因測序產業鏈分為上中下游三部分。上游是基因測序相關儀器、耗材及試劑供應商，開發並製造基因測序所需的設備、材料和試劑，為整個行業提供基礎的支持。中游是基因測序服務提供商，包括實驗室、研究機構和測序服務公司等，其構建大規模測序平台，並為其他用戶提供測序服務，開發基因測序相關應用，細分領域較多，競爭相對上游更加激烈。下游則是以科研機構、藥企、醫院及廣大人群為代表的測序相關應用或服務的終端消費者。
測序儀在生態鏈中所處的位置 數據來源：公開資料整理，蛋殼研究院製圖
1、測序技術存在不可能三角，各類技術互為補充
基因測序技術包括Sanger測序技術、高通量測序技術、單分子測序技術。
此處需要先明晰一下各個測序技術之前的關係。Sanger測序、高通量測序、單分子測序之間並非是代際關係，不適合用「一代」「二代」「三代」或「四代」來進行指代。各個測序技術之間方法學不同、測序原理不同，在測序精確度、單位時間數據產量、平均序列讀長、單位數據量成本等主要評價指標上各有優劣，各自有獨特的定位和適用場景，更多是互補關係。
Sanger測序的獨特優勢是一次可以讀取600-1000bp左右的鹼基，讀長高於高通量測序，同時準確率高，可達到99.99%，是驗證測序準確性的「金標準」。不過，Sanger測序技術一個反應只能得到一條序列，測序通量低，且測序成本較高，一次人全基因組測序可能需要花費上千萬美金，無法滿足現代科學發展對生物基因序列獲取的迫切需求。
高通量測序技術以其出色的成本效益、高通量和準確性，成功彌補了Sanger測序在成本、通量和人力需求等方面的不足。它能夠一次性對數百萬至數十億條核酸分子進行序列測定，顯著降低了測序成本，提高了測序速度，並保持了高準確性。這一技術突破使得個人全基因組測序成本從數十萬美金降低至數百美金，有力推動了基因測序技術在各個領域的廣泛應用。
單分子測序技術可以細分為兩種技術，分別是納米孔測序和單分子螢光測序。單分子測序技術測序過程無需進行PCR擴增，實現了長讀長和單分子級別的測序，一次可讀取長達數萬鹼基的片段，大大降低了拼接難度，減少了過去無法定位的漏洞。不過，相較高通量測序技術，單分子測序技術的單個鹼基錯誤率更高。
2、測序儀爆發核心驅動力：政策引領、需求驅動與人才支撐
測序儀國產替代已上升至國家戰略層面
2021年版《政府採購進口產品審核指導標準》中明確，測序儀（二代測序平台）要求100%國產採購。另外，在廣東2021年發布的進口產品目錄清單中，測序儀被移出進口清單。這既表明了政府支持國產測序儀的態度明確，也表明國產測序儀擁有了充分的競爭力，已經獲得認可。《中華人民共和國政府採購法》也有明確規定，國產藥品和醫療器械能夠滿足要求的，政府採購項目原則上須採購國產產品，逐步提高公立醫療機構國產設備配置水平。
下游市場越來越寬廣，新需求湧現
近些年，市場教育成熟，測序儀市場規模不斷擴大，新需求湧現，帶來了新的機會，驅動更多企業投入到國產測序儀的研發中。根據蛋殼研究院調研，測序儀下游市場的變化主要體現在四個方面：
高通量、低成本需求：主要體現在科研市場數據量的增加和成本的降低，單細胞測序、空間組學、蛋白組學等項目越來越流行，科研人員要求基因測序數據量不斷提高，成本進一步降低。
小巧、可便攜、靈活需求：此前，測序儀主要在大型實驗室、三甲醫院應用，近幾年去中心化場景對測序儀的需求上升明顯，比如偏遠地區、基層醫療機構、野外等，這些場景對樣本集中度、測序模式、測序速度提出了新要求，要求測序儀更靈活，便攜性更強，開機成本更低。
長讀長需求：科研和臨床場景對長讀長測序的需求與日俱增，用於變異檢測、單倍型分型、基因組組裝、表觀遺傳學研究等方向。
實時測序需求：床旁檢測、術中檢測等場景對基因測序的需求放大，要求測序儀擁有更快的檢測速度。
技術進步、商業化推動資本加快布局
資本寒冬下，硬科技往往是投資寵兒。測序儀是基因測序產業鏈的核心，是一個高壁壘行業。因此，測序儀板塊的融資表現目前好於精準檢測和生命科學儀器眾多細分賽道。根據蛋殼研究院的統計，在一級市場，中國累計有13家測序儀企業完成了54筆融資，融資總金額132.34億人民幣。
測序儀行業融資年份對比 數據來源：動脈橙產業智庫，蛋殼研究院製圖
融資事件數上，測序儀行業的融資絕大部分都處於2015年之後，2018年行業一共完成8筆融資。2022年是行業融資事件數的高峰，一共完成了9筆融資，2022年也是多款測序儀紛紛商業化的一年，可見企業的融資表現與商業化高度相關，2022年獲得融資的賽陸醫療、齊碳科技、賽納生物、真邁生物、安序源，其測序儀都已經進入商業化階段。
從企業類型看，專注開發高通量測序儀的企業發展相對較快，華大智造已經成功IPO，聚焦納米孔測序儀的企業則普遍處於A、B輪階段，僅有少數企業完成了C輪融資。
測序儀行業融資輪次分布 數據來源：動脈橙產業智庫，蛋殼研究院製圖
大量產業資本對測序儀展現出了濃厚的興趣。目前，投資了測序儀企業的IVD及精準醫療企業已有數家，其中不乏各自細分賽道的龍頭企業，包括聖湘生物，以2.55億元收購了真邁生物14.77%的股權；金域醫學參與真邁生物C輪融資；專注智慧檢驗的品峰醫療、生物育種企業隆平生物，投資了賽陸醫療；安圖生物，獨家戰略投資梅麗科技；萬孚生物投資了普譯生物。
IVD企業和基因檢測應用服務商的業務拓展和競爭力提升需要倚仗測序儀，需要通過測序儀進行資源整合，尋求第二增長曲線。在精準診斷應用服務板塊競爭日益白熱化的情況下，測序儀的戰略地位越發突出，已經成為IVD、基因檢測生態圈不可或缺的一環。
近30款國產測序儀商業化，前景光明
根據蛋殼研究院統計，除開Sanger測序儀，中國有10餘家企業披露了其自主研發的測序儀產品，其中近30款已經宣布商業化，8款獲得了NMPA批准。
2022年、2023年是國產測序儀的爆發期。2022年有8款國產測序儀宣布商業化，2023年有7款。
國產測序儀發布年份分布（不包含Sanger測序儀） 數據來源：公開信息整理，蛋殼研究院製圖
國產測序儀正在邁向商業化的星辰大海。接下來如何加速打通商業化破局之路，實現大規模商業化落地？蛋殼研究院嘗試從多個角度進行分析，包括產品技術指標、資質、產品體系、商業模式以及招投標。這些因素對於測序儀實現大規模商業化落地具有關鍵作用。
1、產品洞察：國產高通量測序儀進展相對快，納米孔測序儀是新熱點
高通量測序儀是目前應用最廣泛的基因測序技術，也是中國測序儀企業重點攻克的方向。目前一共有10家企業的19款高通量測序儀宣布商業化，展現出蓬勃生機。
其中，華大智造的高通量測序儀具有極強的引領作用。華大智造是目前全球少數產品能夠覆蓋高中低不同通量的測序儀公司之一。公司共有7款測序儀處於商業化中，實現了對低/中/高通量測序儀的全覆蓋，可用於小panel、小型基因組、低深度WGS、轉錄組、單細胞、中大panel，以及人類全基因組測序。
新勢力企業的表現同樣不俗。賽陸醫療發布的Salus Pro高通量測序儀是桌面級解決方案，能夠兼容reads數為80M、150M、300M、500M、1000M五種規格晶片，支持雙單元插入運行，覆蓋SE50-PE250等多種測序讀長，單張晶片Reads數從80M到1000M不等，原始Q30高達90%，具備準確、快速、靈活等特點。
從產品定位看，高通量測序儀新勢力企業普遍從中低通量切入，高中低通量全覆蓋是趨勢。超高通量測序儀聚焦大人群基因組研究，特點是超高的通量和極低的測序成本。桌面型測序儀針對中小測序規模的客戶，適合獨立的實驗室或者課題組使用，測序通量在100-500G左右，特點是儀器成本低、晶片規格靈活、開機成本低。
國內的新興測序儀廠商均是從桌面型測序儀切入，背後的邏輯在於：超高通量測序儀開機要求高，需要大量樣本，而中小測序儀企業湊樣較難，且中小企業需要重點考慮資金壓力。因此儀器成本較低、開機要求低的桌面型測序儀是中小企業目前主要的競爭方向，主打便捷、靈活的使用體驗。
另外，納米孔測序儀是國內新興測序儀企業布局的熱點板塊，尚處於早期階段的納米孔測序被視為中國企業在測序儀行業彎道超車的關鍵。根據蛋殼研究院的統計，國內自主研發國產納米孔測序儀的企業有9家，其中有3家企業的6款納米孔測序儀已經宣布商業化，齊碳科技已經推出了4款商業化納米孔測序儀。
不過，國內自研單分子螢光測序儀的企業寥寥，僅有真邁生物開發的GenoCare 1600獲得NMPA批准，與國產納米孔測序儀的熱鬧景象形成了鮮明對比。蛋殼研究院根據調研得知，這或許是由專利問題和技術特點決定的。
技術專利：PacBio核心專利2013年申請，尚處於專利保護期內。真邁生物的單分子螢光測序技術得到了Helicos的專利授權。
技術特點：這裡以PacBio和Oxford Nanopore的儀器特點進行舉例。PacBio的儀器較大，成本較高，對企業的研發資金壓力也較大。Oxford Nanopore的機型較小，靈活性強。
2、資質洞察：35款獲NMPA批准，多款基於DNBSEQ技術
測序儀資質獲取至關重要。測序儀只是一個工具，下游應用需要基於這個工具進行開發，如果測序儀沒有IVD註冊證，會在下游應用進行註冊檢的時候造成一些不便。但資質獲取的難度絲毫不亞於前期的研發、轉產，尤其是對於測序原理不同的測序儀來說，由於無法進行同病種比對，獲批難度非常大。
獲得NMPA批准的高通量測序儀有25款、單分子螢光測序儀1款、Sanger測序儀8款、焦磷酸測序儀1款，納米孔測序儀在中國並未取得NMPA註冊證。
獲得NMPA批准的測序儀分類 數據來源：國家藥品監督管理局，蛋殼研究院製圖
高通量測序儀方面，根據蛋殼研究院統計，截至2023年12月31日，獲得NMPA批准的高通量測序儀一共有25款，3款為進口產品，15款是基於華大智造的DNBSEQ技術。
Sanger測序儀方面，NMPA一共批准了8款Sanger測序儀，其中5款來自中國企業，3款來自海外企業。
單分子測序板塊，國產單分子測序儀已經獲得NMPA批准。納米孔測序儀方面，目前還沒有納米孔測序儀獲得NMPA批准。由於缺乏NMPA認證，在高度強調資質的NIPT、腫瘤精準診斷等場景，納米孔測序儀的應用受到了一定限制。
創新測序儀的獲批難度極大，接下來，監管部門需要傾斜資源，設立量化的指標，建立評價標準，加快納米孔測序儀的拿證進度。
3、產品體系洞察：打造端到端的解決方案
打造完整產品體系，形成端到端的解決方案是更符合中國國情的模式。中國獨立醫學實驗室占比小，醫院占據大部分臨床資源，但測序儀還未實現高度自動化、標準化，大多數客戶還沒有熟練掌握基因測序技術，需要廠商提供端到端解決方案，幫助客戶高質量地提取DNA，搭建生信分析流程和工具，更順利開展基因測序。
根據蛋殼研究院的調研，測序儀產品體系的建設可以分為三個部分，一是專注測序儀設備本身，高中低通量全覆蓋，二是配套的試劑和耗材，三是可以選擇進一步向實驗室自動化等業務領域延伸。
高通量測序儀企業在完整解決方案的構建上相對更成熟，頭部企業已經完整覆蓋了測序儀、試劑耗材、建庫試劑和生信分析軟體，以及實驗室自動化、單細胞、空間組學等產品和技術。
納米孔測序儀在產品體系的建設上起步較晚，但相關企業高度重視，陸續有試劑耗材、建庫試劑和數據分析系統面世。
並且，在產品體系構建上，中國企業的野心顯然更大，並不拘泥於測序儀及配套的試劑耗材業務，業務版圖已經擴大到實驗室自動化、單細胞測序、空間組學等。這一方面是為了更好滿足科研客戶的個性化需求，另一方面也是打造企業差異化競爭力的體現。
4、商業模式洞察：多元化商業策略應對多元化場景需求
市場需要什麼樣的測序儀？這個問題不能一概而論，不同的應用場景對通量、成本、時效、便攜性的需求不一。
科研市場
科研市場對測序儀的穩定性和成本非常敏感，同時看重後續的服務，包括樣本處理、生信分析，以及更多的定製化服務。因此科研客戶對於測序儀企業的要求比較高，不僅要求高質量、低成本的測序儀，還要求配套服務。
此外，科研市場還看重文章的積累，需要企業的高水平文章積累到一定數量，測序儀的質量和穩定性才會獲得科研層面的認可。
NIPT市場
NIPT場景的要求在於資質，要求「持證上崗」。另外就是對更快的報告交付、更低的成本、更高的通量的期待，希望測序儀在速度、成本、通量上持續升級，解決更多的生育健康問題，比如通過NIPT檢測遺傳性疾病，對胎兒或孕婦的全基因組信息進行更深的研究等。
腫瘤精準診斷市場
腫瘤精準診斷市場對測序儀的要求在於資質、成本和穩定性。一個比較明顯的變化是，外送的腫瘤樣本越來越少，2023年，湖南、福建、陝西、天津發布樣本外送管理方案，規範樣本外送、與第三方醫學檢驗實驗室合作、腫瘤基因測序等相關行為。終端在本地開展檢測會更受青睞，但不少醫院樣本量少，湊樣難，這要求測序儀的開機成本要足夠低，通量靈活、易操作、高度自動化，降低終端在本地開展腫瘤基因測序的門檻。
病原微生物檢測市場
病原微生物檢測市場對通量要求不高，其核心需求是無需湊樣等待，測序時間快，要求滿足即時檢測需要，縮短TAT，從而縮短臨床病原微生物診療時間，改善藥物濫用問題。
新興市場
司法、海關、農業、疾控等新興領域還處於較早期，特點是需求不夠明確，正在探索中，還未拓展出成熟的應用，同時行業內也缺乏足夠專業的為新興領域提供服務和應用開發的公司，需要測序儀企業和這些終端合作，幫助其開發應用，或是和第三方測序服務企業聯合進行應用開發，幫助其拓展這些新興市場。
高通量測序儀的應用場景已經相對成熟，在無創產前篩查、遺傳病檢測、伴隨診斷、腫瘤早篩、mNGS等場景已經有了極高的接受度，應用深入。同時高通量測序技術正在不斷拓展應用邊界，包括單細胞測序、蛋白組學、空間組學、分子育種等。頭部企業已經搭建起廣闊的應用生態體系，在此情形下，新入局的企業競爭壓力會相對大些。
納米孔測序儀的臨床應用場景正在探索中，快速檢測、野外現場檢測、病原微生物檢測被認為是納米孔測序儀的強勢領域，國內企業在重點布局病原微生物檢測、癌症精準診斷、遺傳性疾病等。
單分子螢光測序儀臨床應用方面，PacBio在開闢罕見病診斷、新生兒篩查方面的臨床應用。真邁生物的單分子測序儀主推生殖健康方向，包括NIPT、CNV-seq和PGT-A等。
5、招投標洞察：三甲醫院占40%，國產品牌占60.3%
招投標數據是能夠很好地反映測序儀當前商業化情況的窗口。蛋殼研究院對2023年1月1日-2023年12月31日期間的測序儀公開招標數據進行了統計，累計發現相關採購數據177條。
從產品類別看，高通量測序儀的採購數量為95條，遠遠領先於其他測序儀。納米孔測序儀品牌較少，且尚未獲得NMPA批准，但也有較為亮眼的表現，採購數量為36條，採購方主要為海關、疾控中心和醫院，Sanger測序儀的採購數量為32條，採購方主要是醫院。
測序儀採購產品類別統計 數據來源：中國政府採購網，蛋殼研究院製圖
從品牌來看，國產品牌已經處於較有利的地位。2023年招投標數據中，60.4%為國產品牌，25.4%為進口品牌（剩餘未披露相關情況）。
從採購方角度看，醫院是測序儀主要採購方。根據統計，測序儀採購方包括醫院、疾控中心、海關、公安、高校等。醫院採購占比最高，占比為47.7%（其中三甲醫院占41.3%），以採購國產高通量測序儀為主。可見在醫院端，國產測序儀的接受度已經很高。
疾控中心採購占比為12.9%，高校占比為15.8%，海關占比為9.6%。其中海關採購納米孔測序儀的比例相對較高，達52.9%，納米孔測序儀快速、靈敏的特點非常符合海關提升檢測效率的需求。