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[Table_main] 行业研究类模板
专题
医药生物行业 报告日期：2016 年 6 月 14 日
解决传统低效治疗之路，肿瘤基因检测即将爆发
──精准医疗系列深度报告（三）
行业公司研究｜医药生物行业｜
：执业证书编号：S0860510120006 ：021-80108133 ：[email protected]
[table_invest] 行业评级
医药生物 看好
[Table_relate] 相关报告
1《基因编辑与基因治疗，疾病治疗的新
蓝海》2016.05.20
2《投资 CAR-T 与 TCR-T 细胞治疗，挖
掘千亿市场“驱动因素”》2016.04.18
[table_research] 报告撰写人： 杨云
数据支持人： 蒋凡
报告导读
传统疗法对复杂疾病，尤其是恶性肿瘤治疗的无效性催生了精准医疗发
展。肿瘤领域的基因测序是精准医疗最重要组成部分，包括易感基因检
测、早期筛查、疾病确诊、个性化用药指导、随诊与疗效评价等众多环
节，未来有望达到千亿的市场规模。
投资要点
基因检测技术进步，肿瘤基因检测迎来发展
基因检测的普及和技术的突破是带动市场规模快速增长的主要因素。一方面，
越来越多的疾病预基因突变的关系被证明，而且基因检测的准确性也在逐年升
高。另一方面，随着测序技术的成熟，测序成本的下降，将提高基因测序服务
的渗透率，进而推动市场快速发展。
肿瘤将会成为基因测序最大的应用市场。一方面，随着中国老龄化，环境污染
和食品安全不断恶化的情况，癌症的发病率逐年升高；另一方面，癌症的个体
差异大，传统治疗手段应用非常局限，肿瘤基因检测能够提供有效的用药指导。
基因测序市场总体规模将达 200 美元，肿瘤基因测序市场即将爆发
根据 BBC Research 的统计，2007 年全球基因测序市场规模为 7.9 亿美元，到
2013 年市场规模为 45 亿美元，预计 2018 年全球基因测序市场规模将达到 110
亿美元，年复合增长率为 29%。
根据 Illumina 的预估，未来几年内，基因测序服务市场容量有 200 亿美元，其
中，肿瘤学 120 亿美元、生命科学 50 亿美元、生育和基因健康 20 亿美元、其
他应用 10 亿美元。现阶段，国内测序的临床服务在产前检测方面应用较多，
而肿瘤基因测序市场即将爆发。
投资基因检测全产业链，重点关注肿瘤基因检测布局
建议关注有测序仪和试剂耗材生产能力的上游公司，占有医院渠道资源的中游
测序服务提供公司和具有大样本获取与大数据分析能力的下游生物信息学公
司。
从测序仪和试剂耗材生产能力上来看，推荐关注：紫鑫药业、达安基因和昌红
科技；从渠道占有能力上来看，推荐关注：达安基因、迪安诊断、北陆药业、
安科生物、新开源、西陇科学和中源协和；从大数据分析能力上来看，推荐关
注：荣之联。重点关注上市公司在肿瘤基因检测领域的布局，关注其独特的竞
争优势。
证券研究报告
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正文目录
1. 基因测序，解读生命密码 ......................................................................................................... 7
1.1. 精准医疗概念解析 ........................................................................................................................................................ 7
1.2. 精准医疗是未来医疗的发展趋势 ................................................................................................................................ 7
1.3. 基因测序是精准医疗的推行前提 ................................................................................................................................ 8
1.4. 基因测序技术发展与技术原理简介 .......................................................................................................................... 11
1.4.1. 第一代测序技术（Sanger 测序法） ................................................................................................................................. 11
1.4.2. 第二代测序技术 .................................................................................................................................................................. 12
1.4.3. 第三代测序技术 .................................................................................................................................................................. 16
1.4.4. 不同测序仪比较分析 .......................................................................................................................................................... 18
2. 多因素催化精准医疗迅猛发展 ............................................................................................... 20
2.1. 传统“一刀切”模式不适用于复杂疾病，发展精准医疗刻不容缓 ...................................................................... 20
2.2. 我国肿瘤早期筛查市场巨大 ...................................................................................................................................... 20
2.3. 测序技术进步带动成本大幅降低，利好基因检测服务端 ...................................................................................... 22
2.4. 医保控费提升精准医疗需求 ...................................................................................................................................... 22
2.5. 分级诊疗利好第三方医学检验实验室 ...................................................................................................................... 22
2.6. 临床监管规范化，政策开放利好基因检测 .............................................................................................................. 24
3. 基因检测产业链分析 .............................................................................................................. 26
3.1. 上游：国外寡头垄断测序仪市场，国内公司多方式突围 ...................................................................................... 27
3.1.1. 测序仪制造壁垒高，Illumina 处于绝对垄断地位 ............................................................................................................ 27
3.1.2. 自主研发，合作开发和收购国外企业是国内测序仪制造的主要突破方式 ................................................................... 28
3.1.3. 新技术不断涌现助推基因检测成本降低 .......................................................................................................................... 28
3.2. 中游：技术壁垒低，国内测序服务竞争激烈 .......................................................................................................... 28
3.2.1. 基因检测公司数量多，并购火热，竞争激烈 ................................................................................................................... 29
3.2.2. 测序服务产品渠道和销售策略分析 .................................................................................................................................. 30
3.2.3. 测序服务商业模式分析 ...................................................................................................................................................... 30
3.3. 下游：大数据分析成为基因检测的瓶颈 .................................................................................................................. 31
3.3.1. 基因数据解读能力的落后直接阻碍基因测序在临床的应用 ........................................................................................... 32
3.3.2. 数据分析难度大，数据分析外包将是大趋势 ................................................................................................................... 32
3.3.3. 生物信息学市场以超过 20%的复合增长率迅猛增长 ...................................................................................................... 33
3.4. 终端客户：现阶段科研机构为主，未来临床医疗值得期待 .................................................................................. 34
3.4.1. 终端市场基础科研为主，生育健康最成熟，肿瘤相关增长最快 ................................................................................... 34
3.4.2. 肿瘤诊断治疗市场潜力最大 .............................................................................................................................................. 35
4. 基因检测监管制度与服务审批政策分析 ................................................................................. 36
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4.1. 参与基因检测监管的机构与职责 .............................................................................................................................. 36
4.1.1. 发改委从宏观上制定基因检测产业的发展规划 ............................................................................................................... 36
4.1.2. 卫计委对基因检测机构的资质进行审查和规范 ............................................................................................................... 37
4.1.3. CFDA 对基因检测的仪器、试剂、分析软件进行监管 .................................................................................................... 37
4.2. 基因检测项目的“双通道”制 .................................................................................................................................. 38
4.3. 监管环境：宽松放任→全面叫停→试点放行→鼓励发展 ...................................................................................... 39
5. 基因检测在肿瘤早期筛查上的应用实例 ................................................................................. 40
5.1. ctDNA 是实现无创肿瘤早期筛查的基础 .................................................................................................................. 40
5.2. 宫颈癌预防双重保障：HPV 基因检测+细胞学检测 ............................................................................................... 41
5.2.1. 我国宫颈癌发病率高，增长快，呈年轻化趋势 ............................................................................................................... 41
5.2.2. HPV 是宫颈癌的主要致病因素 .......................................................................................................................................... 42
5.2.3. HPV 基因检测联合细胞学方法：宫颈癌筛查和临床诊治的新动力 ............................................................................... 44
5.3. SEPTIN9 甲基化检测–尖端结直肠癌筛查技术 ...................................................................................................... 45
6. 肿瘤基因检测与精准用药实例分析 ........................................................................................ 46
6.1. 非小细胞肺癌中突变基因检测的临床应用 .............................................................................................................. 47
6.1.1. 肺腺癌中 EGFR 阳性病人的治疗策略 .............................................................................................................................. 48
6.1.2. 肺腺癌中 EGFR 阴性性病人的治疗策略 .......................................................................................................................... 49
6.1.3. 基因测序对非小细胞肺癌进行个性化治疗的流程 ........................................................................................................... 50
6.1.4. 国内非小细胞肺癌检测情况 .............................................................................................................................................. 50
6.2. 肠癌中突变基因检测的临床应用 .............................................................................................................................. 52
6.2.1. 肠癌中 K-ras 突变的治疗策略 ........................................................................................................................................... 52
6.2.2. 肠癌中 BRAF 突变的治疗策略 .......................................................................................................................................... 53
6.2.3. 肠癌中 PIK3CA 突变的治疗策略 ...................................................................................................................................... 53
6.3. 21 基因检测对乳腺癌预测和预后，避免低复发风险者过度治疗 .......................................................................... 54
6.3.1. 乳腺癌治疗现状分析 .......................................................................................................................................................... 54
6.3.2. 21 基因检测法帮助患者评估复发风险，避免过度治疗 ................................................................................................... 54
7. 国内基因检测公司投资策略 ................................................................................................... 56
7.1. 国内基因检测公司分析 .............................................................................................................................................. 56
7.2. 上游测序仪与试剂国产化，有效降低企业成本 ...................................................................................................... 57
7.3. 中游测序服务产品同质化严重，终端渠道为王 ...................................................................................................... 57
7.4. 下游大数据分析能力和大样本库是关键 .................................................................................................................. 58
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图表目录
图 1：基于大数据的精准医疗是未来的发展趋势 .................................................................................................................... 7
图 2：基于大数据的精准医疗是未来的发展趋势 .................................................................................................................... 8
图 3：基因结构示意图 ................................................................................................................................................................ 9
图 4：测序技术的发展 .............................................................................................................................................................. 11
图 5：Sanger 测序法原理 .......................................................................................................................................................... 11
图 6：第二代测序核心技术原理简介 ...................................................................................................................................... 12
图 7：454 测序仪技术应用 ....................................................................................................................................................... 13
图 8：Illumina 测序原理 ........................................................................................................................................................... 14
图 9：HeliScope 测序仪技术 .................................................................................................................................................... 15
图 10：PacBio SMRT 测序原理 ................................................................................................................................................ 16
图 11：纳米孔测序原理示意图 ................................................................................................................................................ 17
图 12：Ion Torrent 测序原理 ..................................................................................................................................................... 18
图 13：2014 年主要疾病死亡率 ............................................................................................................................................... 20
图 14：传统医疗在复杂疾病治疗上的用药有效率 ................................................................................................................ 20
图 15：中美两国癌症发病率和死亡率比较 ............................................................................................................................ 21
图 16：中美两国癌症 5 年存活率情况 .................................................................................................................................... 21
图 17：美国前列腺癌早期筛查促进死亡率降低 .................................................................................................................... 21
图 18：基因组测序成本（美元） ............................................................................................................................................ 22
图 19：分级诊疗制度下的就医体系 ........................................................................................................................................ 23
图 20：分级诊疗转诊流程示意图 ............................................................................................................................................ 23
图 21：分级诊疗转诊流程 ........................................................................................................................................................ 23
图 22：基因测序市场产业链 .................................................................................................................................................... 26
图 23：BBC Research 预测的全球基因测序市场规模 ............................................................................................................ 27
图 24：Illumina 预估的测序服务市场容量 .............................................................................................................................. 27
图 25：国产测序仪的开发方式 ................................................................................................................................................ 28
图 26：测序服务商业模式 ........................................................................................................................................................ 30
图 27：基因与环境共同导致疾病 ............................................................................................................................................ 32
图 28：基因数据到医学知识的落后 ........................................................................................................................................ 32
图 29：基因检测各环节难度占比 ............................................................................................................................................ 33
图 30：基因检测数据分析方法占比 ........................................................................................................................................ 33
图 31：2012-2018 年生物信息学市场预测 .............................................................................................................................. 33
图 32：基因检测的主要应用领域 ............................................................................................................................................ 34
图 33：华大基因各项业务营业收入（亿） ............................................................................................................................ 34
图 34：华大基因各项业务营业收入占比 ................................................................................................................................ 35
图 35：Illumina 预估的测序服务市场容量 .............................................................................................................................. 35
图 36：未来肿瘤检测渗透率 .................................................................................................................................................... 35
图 37：中国参与基因检测监管的主要机构与职责 ................................................................................................................ 36
图 38：美国参与监管的主要机构 ............................................................................................................................................ 38
图 39：美国基因检测项目进入临床的途径 ............................................................................................................................ 39
图 40：中国基因检测项目进入临床的途径 ............................................................................................................................ 39
图 41：ctDNA 从肿瘤部位浸润到血管的示意图 .................................................................................................................... 40
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图 42：2008 年世界不同地区宫颈癌发病率 ........................................................................................................................... 41
图 43：1998-2008 年我国宫颈癌发病率 .................................................................................................................................. 41
图 44：高危型 HPV 的持续感染导致宫颈癌发生的示意图 .................................................................................................. 42
图 45：HPV 简介 ....................................................................................................................................................................... 42
表 46：HPV 亚型 ....................................................................................................................................................................... 42
图 47：HPV 基因检测比传统的宫颈癌筛查方法更早发现宫颈癌前病变 ............................................................................ 43
图 48：应用 HPV 基因分型来筛查宫颈癌的治疗方法 .......................................................................................................... 44
图 49：Septin9 基因甲基化检测试剂盒 ................................................................................................................................... 45
图 50：Septin9 基因甲基化检测流程 ....................................................................................................................................... 45
图 51：个性化治疗理念与流程 ................................................................................................................................................ 46
图 52：肺癌的传统分类 ............................................................................................................................................................ 47
图 53：肺腺癌的分子亚型 ........................................................................................................................................................ 47
图 54：根据肿瘤突变状态的疗效分析（EGFR 突变阳性） ................................................................................................. 47
图 55：根据突变状态的疗效分析（EGFR 突变阴性） ......................................................................................................... 47
图 56：根据肿瘤突变状态的疗效分析（EGFR 突变阳性） ................................................................................................. 48
图 57： EGFR 突变位点与药物敏感性的关系 ....................................................................................................................... 48
图 58：利用基因测序对非小细胞肺癌进行个性化治疗的流程 ............................................................................................ 48
图 59：肺腺癌中 EML4-ALK 融合基因临床应用 .................................................................................................................. 49
图 60：肺腺癌中 EML4-ALK 融合基因检测的意义 .............................................................................................................. 49
图 61：肺腺癌的个性化治疗流程 ............................................................................................................................................ 50
图 62：院内 EGFR 基因突变检测中心 .................................................................................................................................... 50
图 63：EGFR 检测情况 ............................................................................................................................................................. 50
图 64：医院整体送检率分析 .................................................................................................................................................... 51
图 65：整体阳性检率分析 ........................................................................................................................................................ 51
图 66：肠癌中 K-ras 突变阳性的疗效分析 ............................................................................................................................. 52
图 67：肠癌中 K-ras 突变阴性的疗效分析 ............................................................................................................................. 52
图 68：肠癌中 BRAF 突变阳性的疗效分析 ............................................................................................................................ 53
图 69：肠癌中 BRAF 突变阴性的疗效分析 ............................................................................................................................ 53
图 70：结直肠癌中 PIK3CA 突变阳性的疗效分析 ................................................................................................................ 53
图 71：肠癌中 BRAF 突变阴性的疗效分析 ............................................................................................................................ 53
图 72：肠癌的个性化治疗流程 ................................................................................................................................................ 54
图 73：乳腺癌治疗现状分析 .................................................................................................................................................... 54
图 74：21 基因法预测乳腺癌十年复概率的基因类型 ........................................................................................................... 54
图 75：RS≥31 的乳腺癌患者化疗受益大 .............................................................................................................................. 55
图 76：RS＜18 的乳腺癌患者化疗受益小 .............................................................................................................................. 55
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表 1：常用短语解释 .................................................................................................................................................................... 9
表 2：基因检测主流方法比较 .................................................................................................................................................. 10
表 3：新一代测序技术的特点 .................................................................................................................................................. 12
表 4：新一代测序仪比较 .......................................................................................................................................................... 16
表 5：主流测序仪比较 .............................................................................................................................................................. 18
表 6：四种癌症早期诊断和晚期诊断的生存率比较 .............................................................................................................. 21
表 7：基因检测政策法规 .......................................................................................................................................................... 24
表 8：未来肿瘤检测渗透率 ...................................................................................................................................................... 27
表 9：2015 年国内基因检测产业收购表 ................................................................................................................................. 29
表 10：测序服务销售方式比较 ................................................................................................................................................ 30
表 11：测序服务销售方式比较 ................................................................................................................................................ 31
表 12：三类医疗器械审批比较 ................................................................................................................................................ 37
表 13：非小细胞肺癌治疗时的用药选择 ................................................................................................................................ 50
表 14：非小细胞肺癌治疗时的用药选择 ................................................................................................................................ 53
表 15：国内基因检测公司比较 ................................................................................................................................................ 56
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1. 基因测序，解读生命密码
1.1. 精准医疗概念解析
随着人类基因组测序技术的飞速提升、生物医学分析技术的快速发展和大数据分析工具的日益完善，我们正进入
全新的医疗健康时代——精准医疗。不同国家对“精准医疗”的定义不同，解读方式也不同。
英国政府官网对精准医疗的定义是：精准医疗利用诊断测试和临床数据分析为患者选择最合适的治疗手段。而美
国对精准医疗的定义为是一种新兴的综合考虑到居民基因，环境，生活方式等变量的疾病预防和治疗手段。中国政府
对于精准医疗的定义为：以患者的最大获益和社会医疗投入的高效配臵为宗旨，结合现代流行病学和预防医学、临床
诊断学和治疗学、分子医学、医学信息学技术以及卫生经济学和医学社会学，使传统的医疗模式走向现代化，为每一
个人提供量体裁衣般的疾病预防、筛查、诊断、治疗和康复计划，以最小资源投入获取最大健康保障，从而提高整体
人群的健康水平。
比较英美中三国对精准医疗的定义，可以发现精准医疗在不同国家包含的内容并不完全相同，比如美国版本的精
准医疗更加强调对居民综合数据信息的搜集和分析，而英国版本则侧重对临床数据的收集，中国则更强调利益最大化。
虽然国际上对精准医疗有不同的解释，但是共享一些特性：首先，精准医疗是基于大数据的诊疗方式。从医疗方
式来看，精准医疗的治疗方案基于对居民患者数据信息。其次，精准医疗具有更广阔的应用范围。从医疗范围来看，
包括疾病的早期诊断，个性化指导，遗传性风险分析和疾病的检测。从医疗目标来看，精准医疗现阶段目标均聚焦于
癌症治疗，未来将扩展到其他疾病的各个领域。从医疗机制来看，精准医疗强调对个体疾病分子层面的分析判断。最
后，精准医疗强调个性化与差异化。从医疗模式来看，精准医疗改变了以往简单式的医患互动关系，强调针对病患全
面全程的观察诊断，并提出差异性，个性化的医疗方案。
1.2. 精准医疗是未来医疗的发展趋势
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、既往病史、家族疾病史、实验室和影像学评
估等数据确定治疗药物和使用剂量、剂型。这通常是一种已经出现症状和体征后才开始治疗或用药的被动处理方式。
而精准医疗则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。和传统医疗相比，精准医疗以患者个人基因组信息为基础决定治疗方针，针对基因给药的治疗方式，能够更
精确更高效的治疗疾病。
图 1：基于大数据的精准医疗是未来的发展趋势
资料来源：浙商证券研究所
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图 2：基于大数据的精准医疗是未来的发展趋势
资料来源：赫斯基因，浙商证券研究所
1.3. 基因测序是精准医疗的推行前提
每一条 DNA 分子由两条互补的的脱氧核糖核甘酸链组成，核甘酸所包含的碱基可分成四种：腺嘌呤 adenine(A)、
胸腺嘧啶 thymine(T)、胞嘧啶 cytosine(C)、鸟嘌呤 guanine(G)。基因是指携带有遗传信息的 DNA 序列，是控制性状的
基本遗传单位。基因通过指导蛋白质的合成来表现所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。大量基因与组
蛋白结合，形成核小体结构。核小体是染色体结构的最基本单位，大量核小体相互聚集，形成具有复杂结构的染色体。
人类基因组中含有 23 对染色体。
基因组的个体化差异是精准医疗的基础。基因测序，事实上就是测定人类基因组上 A、T、C、G 这四种碱基顺序
及其对应的化学修饰。基因检测是从染色体结构，DNA 序列，DNA 变异位点或基因表现程度，为医疗研究人员提供
评估与基因遗传有关的疾病、体质或个人特质的依据。目前基因检测常见手段包括荧光定量聚合酶链式反应（RT-PCR）、
扩增阻滞突变系统（ARMS-PCR）、荧光原位杂交技术（FISH）、Sanger 测序和基因测序技术等，其中基因测序，尤其
是二代测序，是现阶段的主流技术。
从人类发现 DNA 的双螺旋结构，到“人类基因组计划”宣布完成，再到高通量测序技术的出现，正逐渐开启“个
人基因组”的时代。癌症是基因组疾病，每个肿瘤都有独特的基因图谱。精准医疗就是通过检测癌症患者的基因信息，
利用 DNA 测序技术确认导致患者患病的基因或者受检者是否携带有肿瘤易感基因，来诊断或治疗患者的疾病。针对
每位患者的基因图谱，了解癌细胞内的遗传改变，从而选择更有效的治疗癌症的方式。肿瘤领域的基因测序是精准医
疗最重要的组成部分，其应用将覆盖肿瘤的易感基因检测、早期筛查、疾病确诊、个性化用药指导、随诊与疗效评价
等众多治疗环节。
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图 3：基因结构示意图
资料来源：NATIONAL CANCER INSTITUTE，浙商证券研究所
表 1：常用短语解释
专业术语 释意
基因
是指携带有遗传信息的 DNA 序列，是控制性状的基本遗传单位亦即一段具有功能性的 DNA 序
列。基因通过指导蛋白质的合成来表达自己所携带的遗传信息，从而控制生物个体的性状表现。
人类约有两万至两万五千个基因。
基因组 一个生物体的基因组是指包含在该生物的 DNA（部分病毒是 RNA）中的全部遗传信息，基因组
包括基因和非编码 DNA。
基因组测序
是对基因组序列已知的个体进行基因组测序，并在个体或群体水平上进行差异性分析的方法。
通过构建不同长度的插入片段文库和短序列、双末端测序相结合的策略进行高通量测序，实现
在全基因组水平上检测疾病关联的常见、低频、甚至是罕见的突变位点，以及结构变异等，具
有重大的科研和产业价值。
外显子测序
外显子组测序是指利用序列捕获技术将全基因组外显子区域 DNA 捕捉并富集后进行高通量测
序的基因组分析方法。外显子测序相对于基因组重测序成本较低，对研究已知基因的 SNP、Indel
等具有较大的优势，但无法研究基因组结构变异如染色体断裂重组等。
目标区域测序 对基因组上感兴趣的目标区域进行捕获富集后进行大规模测序。
基因组结构变异
（SV）
染色体结构变异是指在染色体上发生了大片段的变异。主要包括染色体大片段的插入和缺失（引
起 CNV 的变化），染色体内部的某块区域发生翻转颠换，两条染色体之间发生重组等。
产前诊断 产前诊断是针对怀孕之中，出生之前的胎儿所作的检查。目的是侦测生育缺陷，例如神经管缺
陷、染色体异常、遗传疾病等等症状。产前诊断包括筛查和诊断性检测。
单核苷酸多态性
（SNP）
指的是由单个核苷酸—A,T,C 或 G 的改变而引起的 DNA 序列的改变，造成包括人类在内的物种
之间染色体基因组的多样性。
DNA 甲基化
DNA 甲基化（methylation）为 DNA 化学修饰的一种形式，能在不改变 DNA 序列的前提下，改
变遗传表现。为外遗传编码的一部分，是一种外遗传机制。DNA 甲基化过程会使甲基添加到 DNA
分子上，例如在胞嘧啶环的 5'碳上
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突变 指细胞中的遗传基因（通常指存在于细胞核中的脱氧核糖核酸）发生的改变。它包括单个碱基
改变所引起的点突变，或多个碱基的缺失、重复和插入。
插入 指 DNA 分子的正常序列中插入一段 DNA 序列。
重排 重排包括某段 DNA 序列的重复（duplication），倒位（inversion），易位（translocation）等。
测序读长 是一个测序反应能测得的碱基数，是高通量测序平台产生的序列标签，由于越到后面信号干扰
越多，所以测得的碱基序列有可能就不准确，如果是衡量仪器，读长较长说明它性能比较好。
测序深度
测序得到的碱基总量（bp）与基因组大小的比值，它是评价测序量的指标之一。测序深度与基
因组覆盖度之间是一个正相关的关系，测序带来的错误率或假阳性结果会随着测序深度的提升
而下降。
测序覆盖度
指测序获得的序列占整个基因组的比例。由于基因组中的高 GC、重复序列等复杂结构的存在，
测序最终拼接组装获得的序列往往无法覆盖有所的区域，这部分没有获得的区域就称为 Gap。
例如一个细菌基因组测序，覆盖度是 98%，那么还有 2%的序列区域是没有通过测序获得的。
生物信息学
利用应用数学、信息学、统计学和计算机科学的方法研究生物学的问题。目前的生物信息学基
本上只是分子生物学与信息技术（尤其是互联网技术）的结合体。目前主要的研究方向有：序
列比对、基因识别、基因重组、蛋白质结构预测、基因表达、蛋白质反应的预测，以及建立进
化模型。
资料来源：维基百科，浙商证券研究所
表 2：基因检测主流方法比较
检测方法 优势 劣势 可检测的变
异形式
临床应用实
例
荧 光 定 量 PCR
（Taqman 探针法）
可以定量分析
特异性好，操作简单
适合位点少，样本多
的情况
只能检测已知的突变位点
两个突变位点之间太近或
者 SNP 序列附近有特殊结
构，无法设计探针
点突变：小片
段插入/缺失
EGFR,ALK,
KRAS 突变
扩增阻滞突变系统
（ARMS-PCR）
灵敏度高
扩增和检测同时进
行，减少污染可能
只能检测已知的突变位点
如果检测突变位点类型较
多，出现非特异性产物钙流
也增加
点突变：小片
段插入/缺失
EGFR,ALK,
KRAS 突变
荧 光 原 位 杂 交
（FISH）
灵敏度高，特异性高
空间定位准确 通量低，成本高
拷贝数变化：
大片段插入 /
缺失；融合 /
重排
HER2 扩增；
ALK 融合
Sanger 测序
测序长度长
准确性高
能很好的处理重复序
列和多聚序列
通量低，成本高
对样本中目的基因含量的
要求高，灵敏度低
点突变；小片
段插入/缺失
HER2 扩增；
ALK 融合；
EGFR 扩增
二代测序（NGS） 大规模，高通量
能检测各种变异形式
成本高
具有系统偏向性，读长比较
短
数据分析解读难度大
点突变；插入/
缺失；融合 /
重排
理论上可以
检测所有基
因突变位点
资料来源：浙商证券研究所
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1.4. 基因测序技术发展与技术原理简介
图 4：测序技术的发展
资料来源：艾瑞咨询，浙商证券研究所
从 1977 年第一代 DNA 测序技术（Sanger 法），发展至今三十多年时间，测序技术已取得了相当大的发展，从第
一代到第三代乃至第四代，测序读长从长到短，再从短到长。虽然就当前形势看来第二代短读长测序技术在全球测序
市场上仍然占有着绝对的优势位臵，但第三和第四代测序技术也已在这一两年的时间中快速发展着。测序技术的每一
次变革，也都对基因组研究，疾病医疗研究，药物研发，育种等领域产生巨大的推动作用。
1.4.1. 第一代测序技术（Sanger 测序法）
图 5：Sanger 测序法原理
资料来源：浙商证券研究所
第一代 DNA测序技术用的是 1975 年由 Sanger 和 Coulson 开创的链终止法或者是 1976-1977年由 Maxam和 Gilbert
发明的化学法。在 1977 年，Sanger 测定了第一个基因组序列，是噬菌体 X174 的，全长 5375 个碱基。这是人类步入
基因组学时代的开端。后人在 Sanger 法的多年实践之中不断对其进行改进。在 2001 年，完成的首个人类基因组图谱
就是以改进了的 Sanger 法为其测序基础，Sanger 法核心原理是：由于 ddNTP 的 2’和 3’都不含羟基，其在 DNA 的
合成过程中不能形成磷酸二酯键，因此可以用来中断 DNA 合成反应，在 4 个 DNA 合成反应体系中分别加入一定比例
带有放射性同位素标记的 ddNTP，通过凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位臵确定待测分子的 DNA 序列。
Sanger 测序法一直都是测序的“金标准”，其准确率高，假阳性和假阴性少，而且不需要序列比对。但是由于成
本太高，不能进行商业化的大规模测序，为此，人们在 Sanger 测序法的基础上开发了下一代测序方法。
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1.4.2. 第二代测序技术
图 6：第二代测序核心技术原理简介
资料来源：浙商证券研究所
总的说来，第一代测序技术的主要特点是测序读长可达 1000bp，准确性高达 99.999%，但其测序成本高，通量低
等方面的缺点，严重影响了其真正大规模的应用。因而第一代测序技术并不是最理想的测序方法。经过不断的技术开
发和改进，以 Roche 公司的 454 技术、illumina 公司的 Solexa，Hiseq 技术和 ABI 公司的 Solid 技术为标志的第二代测
序技术诞生了。第二代测序技术大大降低了测序成本的同时，还大幅提高了测序速度，并且保持了高准确性，以前完
成一个人类基因组的测序需要 3 年时间，而使用二代测序技术则仅仅需要 1 周，但在序列读长方面比起第一代测序技
术则要短很多。
表 3：新一代测序技术的特点
体外构建 DNA 文库，随后体外克隆扩增待测 DNA 片段，解决了传统 Sanger 测序技术中测序规模的瓶颈；
基于芯片的测序方式能极大地提高平行测序的能力。由于每一个待测 DNA 片段克隆的直径都不到 1μm，因此可以
在芯片上同时对上亿个待测 DNA 片段进行测序；
因为每一个待测 DNA 片段克隆都固定在芯片上的固定位臵，因此可以一次对芯片上的所有片段进行测序，而只需
要使用几微升的酶等反应试剂，从而极大降低了测序反应的费用；
测序片段长度短：几乎所有的新一代测序技术的测序长度都要明显短于传统测序技术的测序长度；
准确率不高：平均来说，新一代测序技术的测序准确率要比传统测序技术低。
资料来源：浙商证券研究所
虽然这些新一代测序仪以及芯片的实际制作过程似乎都和传统的测序方法有很大的不同，而且各有特点，但实际
上它们背后的原理和技术都是非常相似的。所有二代测序仪都使用了“循环芯片测序法”，也可将其称为“新一代测序
技术或者第二代测序技术”。首先是将基因组 DNA 随机切割成小片段 DNA 分子，然后在体外给这些小片段分子的末
端连接上接头制成文库。随后可以通过原位杂交、微乳液 PCR 或桥式 PCR 等方法获得测序模板。真正的测序反应本
身和传统测序法一样，是由重复的聚合酶促反应和最后的荧光读取分析反应组成。文中提到的所有测序仪都是使用合
成测序法，即通过聚合酶或连接酶不断地延伸引物获得模板序列，最后对每一轮反应的结果进行荧光图像采集、分析，
获得序列结果。
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下面我们介绍几款目前主流的测序仪及其对应的测序原理。
图 7：454 测序仪技术应用
介
资料来源：浙商证券研究所
Roche 454 454 测序仪在一直困扰传统测序技术的文库制备、模板制备和测序这三个瓶颈问题上取得了突破。Roche
454 的每张芯片上可以达到数百万个小孔，每一个小孔都是一个独立的“反应站”，互不干扰，测序反应发出的光被连
接在芯片上的光纤传送到 CCD 记录下来（如上图所示）。这种芯片就好像集成电路一样一次可以同时处理数百万个测
序反应。这种芯片同样也能被其它通过发光检测技术的产品所使用。454 测序仪将试剂和模板统统都吸附在一个个微
珠上，然后把这些微珠一个个地放到芯片上的小孔中，每孔一个微珠。这种固定步骤不仅保证了每孔测序反应的独立
性，也极大地节省了试剂消耗费用。
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图 8：Illumina 测序原理
介
资料来源：浙商证券研究所
Illumina 测序仪 通常也被称作 Solexa 测序仪，适用于采用各种方法制备的 DNA 文库，文库中 DNA 片段可以长达
数百 bp，并可通过桥式 PCR 来扩增模板片段。在桥式 PCR 反应中，正向引物和反向引物都被通过一个柔性接头固定
在固相载体上。经过 PCR 反应，所有的模板扩增产物就都被固定到了芯片上固定的位臵。
Illumina 测序仪的特点：
对于检测同聚物来说，Illumina 测序仪要比 454 测序仪好很多；
Illumina 测序仪在检测碱基替换突变时最易出错，其次是检测插入或缺失突变时。
Illumina 测序仪的平均出错率在 1%~1.5%，通过质量优化有可能将错误率降低到低于 0.1%；
Illumina 测序仪在测序长度方面有所缺陷，这是因为它存在被掺入核苷酸上标记的荧光基团或者终止基团切除不
完全等原因导致测序信号发生了衰减和相移；
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图 9：HeliScope 测序仪技术
介
资料来源：浙商证券研究所
HeliScope 测序仪 是一种循环芯片测序设备。HeliScope 测序仪最大的特点是无需对测序模板进行扩增，它使用了
一种高灵敏度的荧光探测仪直接对单链 DNA 模板进行合成法测序。首先，将基因组 DNA 切割成随机的小片段 DNA
分子，并且在每个片段末端加上 poly-A 尾。然后通过 poly-A 尾和固定在芯片上的 poly-T 杂交，将待测模板固定到芯
片上，制成测序芯片。最后借助聚合酶将荧光标记的单核苷酸掺入到引物上（如上图）。采集荧光信号，切除荧光标记
基团，进行下一轮测序反应，如此反复，最终获得完整的序列信息。经过数百轮这种单碱基延伸可以获得 25bp 或更长
的测序长度。
HeliScope 测序仪的特点如下：
目前使用 HeliScope 测序仪检测缺失突变的出错率高，一次检测误差率为 2%~7%，两次检测误差率为 0.2%~1%。
不过，检测碱基替换突变的误差率非常低，一次检测误差率为 0.01%~1%，两次检测误差率为 0.001%，这是目前
所有测序仪当中最高的准确率。
它和 454 测序仪一样，测序是不同步的，即每条模板测序的程度不同，有快有慢，测序速度要依据每条模板本身
的序列而定。不过，由于使用的是单分子测序，因此也不存在相移问题，所以也不会因为相移问题出现错误；
在荧光标记的核苷酸上没有终止基团。比如在 454 测序仪中，同聚物问题是一个非常重要的问题。而在 HeliScope
测序仪中则可以很容易地通过控制每一轮测序反应中碱基加入反应的速度来解决这个问题。
无法正确分辨同聚物的长度；
可以通过“两步法”，即测序两次来提高测序的准确性。这是由于在测序过程中新合成的链同样通过引物固定在芯
片上，所以可以变性使新合成的链与模板链分离，重新以反方向再次测序；
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表 4：新一代测序仪比较
测序仪
名称 模板扩增方法 试剂
测序费用（美
元/Mb）
设备价格
（美元/台）
容易发生错误
的突变类型
测序
长度
454 微乳液 PCR 聚合酶（焦磷酸测序） ~60 500,000 插入或缺失突
变 250bp
Solexa 桥式 PCR 聚合酶（可被切除的终止
基团） ~2 430,000 替换突变 37bp
SOLiD 微乳液 PCR 连接酶（由双碱基编码技
术设计的 8bp 探针） ~2 591,000 替换突变 35bp
Polonator 微乳液 PCR 连接酶（九聚物） ~1 155,000 替换突变 13bp
HeliScope 单个分子检测 聚合酶（非同步延长） ~1 1,350,000 缺失突变 30bp
资料来源：浙商证券研究所 （备注：DNA 测序领域的快速发展使得对各类测序方法的价格及读长的评估在很短时间内便失去意义。
表中列出的测序费用只是对使用的反应试剂费用的一个估算。）
除了前文提到的这些二代测序仪以外，还有 Apply Biosystems 公司基于基于磁珠的大规模并行克隆连接 DNA 测
序法的 SOLiD 测序仪(ABI SOLiD sequencer)，Complete Genomics 公司基于 DNA 纳米阵列与组合探针锚定连接测序法
的测序平台等等。测序仪的发展是基因检测的基础，相比于一代测序，二代测序通量高，但是成本大幅降低，促进了
基因检测的发展。但目前的价格依然难以在市场大规模推广，在二代测序的基础上，科学家们开发了第三代测序技术。
1.4.3. 第三代测序技术
测序技术在近两三年中又有新的发展。以 PacBio 公司的 SMRT 和 Oxford Nanopore Technologies 纳米孔单分子测
序技术为主，被称之为第三代测序技术。与前两代相比，他们最大的特点就是单分子测序，测序过程无需进行 PCR 扩
增。
图 10：PacBio SMRT 测序原理
介
资料来源：浙商证券研究所
PacBio SMRT 技术 应用了边合成边测序的思想，以 SMRT 芯片为测序载体。基本原理是：DNA 聚合酶和模板结
合，4 色荧光标记 4 种碱基（即是 dNTP），在碱基配对阶段不同碱基的加入会发出不同光，根据光的波长与峰值可判
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断进入的碱基类型。具有以下特点：
DNA 聚合酶是实现超长读长；
可以通过检测相邻两个碱基之间的测序时间，来检测一些碱基修饰情况，如果碱基存在修饰，则通过聚合酶时的
速度会减慢，相邻两峰之间的距离增大，可以通过这个来之间检测甲基化等信息；
测序速度很快，每秒约 10 个 dNTP；
但是，同时其测序错误率比较高（这几乎是目前单分子测序技术的通病），达到 15%，有望通过多次测序来进行
有效的纠错。
图 11：纳米孔测序原理示意图
介
资料来源：浙商证券研究所
纳米单分子测序技术 与以往的测序技术皆不同，它是基于电信号而不是光信号的测序技术。该技术的关键之一是，
他们设计了一种特殊的纳米孔，孔内共价结合有分子接头。当 DNA 碱基通过纳米孔时，它们使电荷发生变化，从而
短暂地影响流过纳米孔的电流强度，灵敏的电子设备检测到这些变化从而鉴定所通过的碱基（上图）。纳米孔测序（和
其他第三代测序技术）有望解决目前测序平台的不足，纳米孔测序有以下几个主要特点：
读长很长，大约在几十 kb，甚至 100 kb；
错误率目前介于 1%至 4%，且是随机错误，而不是聚集在读取的两端；
通量很高(30x 人类基因组有望在一天内完成)；
起始 DNA 在测序过程中不被破坏；以及样品制备简单又便宜；能直接测序 RNA；
能够直接读取出甲基化的胞嘧啶，这对于在基因组水平直接研究表观遗传相关现象有极大的帮助。
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图 12：Ion Torrent 测序原理
介
资料来源：浙商证券研究所
Ion Torrent 该技术使用一种布满小孔的高密度半导体芯片，不需要昂贵的物理成像等设备，因此，成本相对来说
会低，体积也会比较小，同时操作也要更为简单。速度也相当快速，除了 2 天文库制作时间，整个上机测序可在 2-3.5
小时内完成，不过整个芯片的通量并不高，目前是 10G 左右，非常适合小基因组和外显子验证的测序。
相比于二代测序仪，三代测序仪读长更长，成本更低，目前主要的问题是准确率比较低。第三代测序一秒可以测
10 个碱基，测序速度是化学法测序的 2 万倍；二代测序现在可以测到上百个碱基，但是三代测序现在就可以测几千个
碱基。而且，可以直接测 RNA 的序列，将大大降低体外逆转录产生的系统误差。还有一点就是实现了直接测甲基化
的 DNA 序列。未来随着技术的改善，三代测序设备也将更为稳定和成熟。届时将在保证测序通量和准确率的基础上，
凭借着成本优势和超长序列读长的优势取代二代测序。
1.4.4. 不同测序仪比较分析
表 5：主流测序仪比较
公司
平台名
称 测序方法
大约读
长(bp) 优点 相对局限性
第一代
ABI 3130xL-
3730xL
桑格-毛细
管电泳测
序法
600-10
00
高读长，准确度一次性达标
率高，能很好处理重复序列
和多聚序列
通量低；样品制备成本高，
使之难以做大量的平行测
序
贝克曼
GeXP 遗
传 分 析
系统
桑格-毛细
管电泳测
序法
600-10
00
高读长，准确度一次性达标
率高，能很好处理重复序列
和多聚序列；易小型化
通量低；单个样品的制备成
本相对较高
第二代 Roche Roche
454
焦磷酸测
序法
230-40
0
在第二代中最高读长；比第
一代的测序通量大
样品制备较难；难于处理重
复和同种碱基多聚区域；试
剂冲洗带来错误累积；仪器
昂贵
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Illumina
HiSeq20
00,HiSe
q2500/M
iSeq
可逆链终
止物和合
成测序法
2x150
很高测序通量 仪器昂贵；用于数据删节和
分析的费用很高
ABI/Solid 5500xlS
olid系统
连接测序
法 25-35
很高测序通量；在广为接受
的几种第二代平台中，所要
拼接出人类基因组的试剂
成本最低
测序运行时间长；读长短，
造成成本高，数据分析困难
和基因组拼接困难；仪器昂
贵
赫利克斯 Heliscop
e
单分子合
成测序法 25-30
高通量；在第二代中属于单
分子性质的测序技术
读长短，推高了测序成本，
降低了基因组拼接的质量；
仪器非常昂贵
第三代
太平洋生
物科学公
司
PacBio
RS
实时单分
子 DNA
测序
~1000
高平均读长，比第一代的测
序时间降低；不需要扩增；
最长单个读长接近 3000 碱
基
并不能高效地将 DNA 聚合
酶加到测序阵列中；准确性
一次性达标的机会低
（81-83%）；DNA 聚合酶在
阵列中降解；总体上每个碱
基测序成本高（仪器昂贵）；
Complete
Genomics
GeXP 遗
传 分 析
系统
复合探针
锚杂交和
连接技术
10
在第三代中通量最高；在所
有测序技术中，用于拼接一
个人基因组的试剂成本最
低；每个测序步骤独立，使
错误的累积变得最低
低读长；模板制备妨碍长重
复序列区域测序；样品制备
费事；尚无商业化供应的仪
器
Ion
Torrent
个 人 基
因 组 测
序 仪
（PGM）
合成测序
法
100-20
0
对核酸碱基的掺入可直接
测定；在自然条件下进行
DNA 合成（不需要使用修
饰过的碱基）
一步步的洗脱过程可导致
错误累积；阅读高重复和同
种多聚序列时有潜在困难；
Oxford
Nanopore GridION
纳米孔外
切酶测序
尚未定
量
有潜力达到高读长；可以成
本生产纳米孔；无需荧光标
记或光学手段
切断的核苷酸可能被读错
方向；难于生产出带多重平
行孔的装臵
资料来源：公开资料整理，浙商证券研究所
前文对各代测序技术的原理做了简要的阐述，这三代测序技术的特点比较汇总在上表中。其中测序成本，读长和
通量是评估该测序技术先进与否的三个重要指标。第一代和第二代测序技术除了通量和成本上的差异之外，其测序核
心原理（除 Solid 是边连接边测序之外）都是基于边合成边测序的思想。第二代测序技术相比于第一代测序，成本大
大下降，通量大大提升，但缺点是所引入 PCR 过程会在一定程度上增加测序的错误率，并且具有系统偏向性，同时读
长也比较短。第三代测序技术是为了解决第二代所存在的缺点而开发的，它的根本特点是单分子测序，不需要任何 PCR
的过程，这是为了能有效避免因 PCR 偏向性而导致的系统错误，同时提高读长，并要保持二代技术的高通量，低成本
的优点。
过去几年间，新一代测序技术获得了突飞猛进的进展，同时有很多大规模平行循环芯片测序技术的测序仪得到了
广泛的应用。这些新一代测序仪将以往的测序费用降低了好几个数量级，这是基因检测得以发展的基础。由于新一代
测序仪的出现，测序临床应用领域也开始升温。按照目前的发展速度，能够预计的是，下、下一代或者说是第三代测
序仪一定会迅速地普及开来，从而成为常规的技术，帮助人们利用测序技术来揭开生物学和医学上的更多谜团。
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2. 多因素催化精准医疗迅猛发展
2.1. 传统“一刀切”模式不适用于复杂疾病，发展精准医疗刻不容缓
图 13：2014 年主要疾病死亡率 图 14：传统医疗在复杂疾病治疗上的用药有效率
资料来源：中国统计年鉴，浙商证券研究所 资料来源：WIN Symposium，浙商证券研究所
根据《2014 年中国统计年鉴》的报道，中国目前死亡率最高的疾病是恶性肿瘤，心血管疾病和呼吸道疾病。结合
WIN Symposium 的数据显示，传统治疗方案在肿瘤治疗上的用药无效率高达 75%，在老年痴呆症治疗上的用药无效率
为 70%，在糖尿病治疗上的用药无效率为 43%。我们可以看出，传统治疗方法的无效率高是这些疾病死亡率高的一个
重要原因。在现有治疗策略效果不佳的情况下，人们会逐渐意识到大多数疾病的发生是自身遗传密码和外界环境共同
作用的结果。以基因测序为主的精准医疗可以检测人的遗传信息，针对不同的人提供定制的个性化治疗方案，提升治
疗效果。
2.2. 我国肿瘤早期筛查市场巨大
我国肿瘤负担严重。每年新发恶性肿瘤病例约为 60万例，按照居民平均寿命 74岁计算，我国居民一生患恶性肿
瘤的几率达到 22%。根据《2014 年中国肿瘤登记年报》数据显示，我国全国恶性肿瘤发病率为 235.23/10 万（男性
268.65/10 万，女性 200.21/10 万），死亡率为 148.81/10 万（男性 186.37/10 万，女性 109.42/10 万）。其中肺癌、
乳腺癌、胃癌、肝癌为高发癌症，同时肺癌、肝癌、胃癌的死亡率最高。在癌症发病率与死亡率方面，我国统计的癌
症发病率远低于美国，但死亡率与美国癌症死亡率相当。这主要是因为我国大部分肿瘤患者在诊断时，肿瘤已经发展
到了中晚期，所以统计的发病率偏低。
简单来说，癌症可以分为“好治的”癌症（即预后较好，患者 5年生存率较高的肿瘤，例如结直肠癌、乳腺癌等）
和“难治的”癌症（即预后较差，患者 5年生存率较低，例如肺癌、肝癌、食道癌等）。比较中美两国癌症患者 5年生
存率数据，我们可以发现“难治的”癌症患者 5 年生存率都较低，如何治疗这类癌症是世界性的难题。而“好治的”
癌症，我国患者的 5 年生存率数据则远低于美国。如果这类癌症患者可以早发现、早治疗，患者的生存率可以大幅提
高。
160
134
101
53
53
40
39
15
15
12
0 50 100 150 200
恶性肿瘤
心脏病
冠心病
慢性呼吸道疾病
脑出血
脑梗死
损伤和中毒
肺炎
糖尿病
高血压
死亡率（十万分之一）
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图 15：中美两国癌症发病率和死亡率比较 图 16：中美两国癌症 5 年存活率情况
资料来源：2014 年中国肿瘤登记年报，浙商证券研究所 资料来源：2014 年中国肿瘤登记年报，浙商证券研究所
世界卫生组织发布的《2014 年世界癌症报告》指出全球癌症负担正在不断加重，8 个死亡病例中就有 1 个就是癌
症，依靠治疗无法有效地遏制癌症蔓延，预防才是控制它最具成本效益的长期策略。虽然中国并非全球患癌比例最高
的区域（每 10 万人中为 172.3-242.9），但是由于人口基数大，2012 年中国新增 307 万（占全球 21. 9%）癌症并且导致
220 万（占全球 26.8%）人死亡。中国是癌症高发国家，相比生育健康，肿瘤的个体化治疗蕴藏着一个更大的基因检
测市场。
图 17：美国前列腺癌早期筛查促进死亡率降低 表 6：四种癌症早期诊断和晚期诊断的生存率比较
早期诊断 晚期诊断
宫颈癌 93% 15%
乳腺癌 93% 6%
肠癌 74% 6%
资料来源：NIH，浙商证券研究所 资料来源：American Cancer Society，浙商证券研究所
肿瘤医院的病人中有 60%至 80%刚到医院时就已经进入中晚期，癌症早期的筛查可以帮助患者有针对性的改善生
活习惯或者采取个体化的辅助治疗，有益于身体健康；同时将癌症扼杀在摇篮里，从而降低日后巨大的医药开支和生
活困扰。例如，随着美国进行前列腺癌的 PSA 筛查，被检出的患者增多了，但整体死亡率却显著下降。来自 American
Cancer Society 的数据表明：宫颈癌，乳腺癌、肠癌和皮肤癌早期诊断的五年生存率远高于晚期诊断。目前发展迅速的
液态活检，有望在疾病早期进行监测并有效预防。
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2.3. 测序技术进步带动成本大幅降低，利好基因检测服务端
图 18：基因组测序成本（美元）
资料来源：NIH，浙商证券研究所
2001 年平均每兆数据量基因测序成本是 5000 多美元，单人类基因组测序成本约 1 亿美元，至 2006 年新一代测序
技术推出，平均每兆数据量基因测序成本下降至 581.9 美元，单人类基因组测序成本下降至 1047.5 万美元，此后基因
测序成本以超“摩尔定律”的速度不断下降，从单个人类基因组 1000 万美元下降到 2013 年的 5000 美元，2014 年更是
将单人类基因组测序成本降至 1000 美元以下。成本下降是基因检测能够普及的基础。目前 Pacific Biosciences 和
Heliscope 在开发第三代测序技术，Oxford Nanopore 公司正在开发第四代的测序仪，虽然成本更低，但是目前主要的
问题在于准确率低，未来突破技术瓶颈后，价格有望进一步大幅降低。成本大幅降低将使得个人基因组信息大范围受
用于普通人的成为可能。
2.4. 医保控费提升精准医疗需求
严抓医保控费和药占比的政策去年以来连续出台。2016 年年底国家卫计委等 5 部门联合下发《关于控制公立医院
医疗费用不合理增长的若干意见》，要求降低药品耗材虚高价格以及费用占比，提出到 2016 年 6 月底，医疗费用不合
理增长的势头得到初步遏制；而另一份《国务院办公厅关于城市公立医院综合改革试点的指导意见》则要求：“力争到
2017 年试点城市公立医院药占比总体降到 30%左右。”以现有的开支速度计算，到 2019 年，我国的医保基金将出现赤
字状态。医保控费是大势所趋。
精准医疗将有助于提高医疗服务效率，降低医疗服务成本。在临床试验中，医生可以对目标患者进行精准招募；
在诊疗过程中，医生可以根据患者的基因类型选择疗效突出的药物，减少药物副作用。或根据患者的家族遗传史和基
因谱，对病症进行及早干预和治疗。在医保控费的大背景下，为患者提供更精准的诊断与治疗服务将是提高医保资金
使用效率、降低医保费用的必然选择，而这无疑将有利于精准医疗的发展。
2.5. 分级诊疗利好第三方医学检验实验室
国务院办公厅印发《关于推进分级诊疗制度建设的指导意见》，部署加快推进分级诊疗制度建设，形成科学有序就
医格局，提高人民健康水平，进一步保障和改善民生。分级诊疗的定义是指按照疾病的轻、重、缓、急及治疗的难易
程度进行分级，不同级别的医疗机构承担不同疾病的治疗，发挥各自优势，实现从全科到专业化的医疗过程。
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图 19：分级诊疗制度下的就医体系
资料来源：浙商证券研究所
图 20：分级诊疗转诊流程示意图 图 21：分级诊疗转诊流程
资料来源：今日头条网，浙商证券研究所 资料来源：浙商证券研究所
分级诊疗将完全颠覆目前的医疗就诊秩序，实现对我国医疗市场的重构，影响深远，意义重大。从实现分级诊疗
来看，包括四个层面的制度安排与设计，即：基层首诊（社区首诊）、分级就诊、上下联动和双向转诊。
基层首诊：即社区居民产生医疗服务需求的时候将首先对接附近的社区医院或者村镇医院，实现社区医院的首诊。
之后再根据基层医疗机构的诊断结果，根据疾病治疗的需要向上一层级医疗机构进行转诊的制度。
上下联动：即建立完全意义上的医疗机构和医生分级，并针对不同疾病建立临床就诊路径，实现在就诊流程上的
合理、有序的制度。不同级别，类别医疗机构建立分工协作机制，推动医疗资源合理配臵和纵向流动。
双向转诊：即通过社区医院与高层级医院和专科医院签订协议，实现针对不同患者和疾病情况进行灵活的相互转
诊的制度。双向转诊又分为横向转诊和纵向转诊两个层面：横向转诊是指综合医院之间，或者综合医院和专科医院的
相互转诊；纵向转诊是指社区医院向上级医院，上级医院向社区医院的相互转诊过程。
急慢分治：明确各级各类医疗机构急慢病诊疗服务功能，完善治疗—康复—长期护理服务链。
基层首诊：患者首先到基层医疗卫生机构就诊，有基层医疗机构为患者提供转诊服务。
双向转诊：不同级别，不同类型医疗机构之间的有序转诊。
急慢分治：明确各级各类医疗机构急慢病诊疗服务功能，完善治疗—康复—长期护理服务链。
上下联动：不同级别、类别医疗机构建立分工协作机制，推动医疗资源合理配置和纵向流动。
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“分级诊疗、双向转诊”，其目的就是要“保基本，强基层，建机制”，进一步缓解群众“看病难、看病贵”，确保
老百姓得到安全、优质的基本医疗服务，切实降低老百姓医药费用负担，加快形成“小病在乡镇，大病进医院，康复
回乡镇”的就医新格局。
我们认为，分级诊疗试点的推进，将利好第三方医学检验中心和以基因检测机构。由于基层医疗机构和二级医院
检验设备和仪器都会相对落后，同时三甲公立综合医院设备满负荷运行，患者排队现象严重，第三方医学检验中心可
以成功实现患者的导流并降低基层医疗机构的运营成本，是达成多方共赢的有效经营业态。另一方面，以基因检测为
主的精准医疗手段，有助于帮助基层医生判断疾病的发展和进展，有助于病人的分级诊疗。
2.6. 临床监管规范化，政策开放利好基因检测
表 7：基因检测政策法规
时间 法律法规 具体内容
2014.12 《开展高通量基因测序技术临
床应用试点工作的通知》
国家卫计委医政医管局发布，虽然只有薄薄一纸通知，但是从业内
角度来看，这意味着基因检测“寒冬”已经过去，行业春天已到来。
2015.1
《关于辅助生殖机构开展高通
量基因测序植入前胚胎遗传学
诊断临床应用试点工作的通
知》
卫计委妇幼保健服务司发布，审批通过了 13 家医疗机构开展高通量
基因测序植入前胚胎遗传学诊断(PGD)临床试点。
2015.1
《关于产前诊断机构开展高通
量基因测序产前筛查与诊断临
床应用试点工作的通知》
卫计委妇幼保健服务司发布，审批通过了 108 家医疗机构开展高通
量基因测序产前筛查与诊断(NIPT)临床试点。
2015.3 《 第二代基因测序诊断产品
批准上市》 CFDA 批准贝瑞和康二代基因测序诊断 NIPT 产品上市
2015.4
《关于肿瘤诊断与治疗专业高
通量基因测序技术临床应用试
点工作的通知》
国家卫生计生委医政医管局发布，公布了第一批肿瘤诊断与治疗项
目高通量基因测序技术临床试点单位名单。
2015.5 《关于取消非行政许可审批事
项的决定》
国务院发布，其中指出取消第三类医疗技术临床应用准入审批，包
括造血干细胞移植、基因芯片诊断、免疫细胞治疗等第三类医疗技
术临床应用。
2015.6 《国家发展改革委关于实施新
兴产业重大工程包的通知》
重点发展基因检测等新型医疗技术，并将在 3 年时间内建设 30 个基
因检测技术应用示范中心，快速推进基因检测临床应用以及基因检
测仪器试剂的国产化
2015.7 《药物代谢酶和药物作用靶点
基因检测技术指南（试行）》
印发药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南，旨在为个体化
用药基因检测提供一致性的方法。
2015.7 《肿瘤个体化治疗检测技术指
南（试行）》
主要内容包括肿瘤个体化治疗检测分析前、分析中和分析后质量保
证规范，从而使临床医生能够了解所开展检测项目的临床目的、理
解检测结果的临床意义及对治疗的作用，并指导临床个体化治疗，
提高疗效，减轻不良反应，促进医疗资源的合理利用。
2015.7 中央电视台
中央电视台大篇幅报道了“精准医疗”并透露：中国正在筹建自己
的人群全基因组数据库和样本库，为精准医疗奠定基础——这一消
息被认为是行业政策进一步开闸的明确信号。
2015.5 《关于取消非行政许可审批事
项的决定》
国务院发布，其中指出取消第三类医疗技术临床应用准入审批，包
括造血干细胞移植、基因芯片诊断、免疫细胞治疗等第三类医疗技
术临床应用。
2015.10 《中共中央关于制定国民经济 将“健康中国”写入纲领性文件，未来 5 年健康产业将会获得重点
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和社会发展第十三个五年规划
的建议》
扶持
2015.11 《支持基因检测技术应用政策
措施(试行)》
贵州省发布，政策主要支持以下九个方面：组建网络化基因测序机
构体系、支持拓展业务空间、探索纳入医保报销范围、支持基因测
序技术研发及产业化、支持人才队伍建设、加大融资支持、落实财
税扶持政策、落实政府采购政策、加强组织协调。此次政策提出高
龄单独两孩孕产妇出生缺陷基因筛查享受全免费政策。
2016.3
《科技部关于发布国家重点研
发计划精准医学研究等重点专
项 2016 年度项目申报指南的
通知》
科技部公布，从此精准医学（不单单是基因组）有了地图可循，无
论从应用方向，商业规划，还是技术开发。
2016.3 卫计委
对于未列入《医疗机构临床检验项目目录（2013 年版）》，但意义明
确、特异性和敏感性较好、价格效益合理的实验室自建的临床检验
项目（LDTs），应及时论证以满足临床需求。
2016.3 -- 十三五纲要草案公布了未来五年中国计划实施的 100 个重大工程及
项目，这其中“加速推动基因组学等生物技术大规模应用”入选。
资料来源：国家卫生和计划生育委员会，国家食品和药品监督管理总局，科技部，浙商证券研究所
2014 年 2 月 18 日，国家叫停基因测序临床应用；2014 年 3 月 16 日，国家开放基因测序临床试点。叫停是为了基
因测序的广泛应用之门打开，行政规范势在必行。2015 年开始，越来越多的单位获得临床试点资格，基因检测开始走
向规范化。在美国，2500 种疾病有对应的基因检测方法（包括基因测序），已经临床合法使用，而我国 2016 年批准的
基因检测仅 20 余种，基因测序刚刚开放临床试点。未来政策支持将是基因检测产业的催化剂。
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3. 基因检测产业链分析
图 22：基因测序市场产业链
资料来源：浙商证券研究所
基因测序的产业链由上游仪器和耗材公司、中游提供基因测序的服务商、下游的生物信息分析公司，还有终端的
消费群体构成。处于产业链最上游的是基因测序仪器与耗材试剂，国外的主要公司是 Illumina、Life Tech，Thermo Fisher
以及 Roche；国内公司从事自主研发的公司主要有紫鑫药业；其他公司多采取与国外公司合作授权的形式，主要公司
有华大基因、贝瑞和康与达安基因。中游是基因测序服务，是目前国内公司竞争最激烈的地方，国内已有超过 100 家
公司提供基因测序服务。在测序服务中，最成熟的基因测序服务是无创产前基因测序，美国的主要公司有 Sequenom，
Verinata Health，Ariosa Diagnostics 和 Natera；国内市场主要被华大基因及贝瑞和康垄断，其他公司还包括达安基因，
诺和致源，安诺优达等。肿瘤基因诊断技术和市场还未成熟，公司众多。下游的生物信息公司主要是大数据的存储、
解读和应用。代表公司有：华大基因和荣之联，其他公司还包括，华因康基因，贝瑞和康和基云惠康等。消费群体中，
目前市场份额最大的还是在科研领域，但是未来会逐渐朝着疾病治疗领域发展。
根据 BBC Research 的统计，目前全球基因测序市场规模呈逐年增长的趋势，2007 年全球基因测序市场规模为 7.9
亿美元，到 2013 年市场规模为 45 亿美元，预计 2018 年全球基因测序市场规模将达到 110 亿美元，年复合增长率为
29%，市场增长迅速。我们认为，基因检测的普及和技术的突破是带动市场规模快速增长的主要因素。一方面，越来
越多的疾病预基因突变的关系被证明，而且基因检测的准确性也在逐年升高。另一方面，随着测序技术的成熟，基因
测序成本呈逐年下降趋势，测序成本的下降，将提高基因测序服务的渗透率，进而推动市场快速发展。
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图 23：BBC Research 预测的全球基因测序市场规模
资料来源：BBC Research，浙商证券研究所
3.1. 上游：国外寡头垄断测序仪市场，国内公司多方式突围
3.1.1. 测序仪制造壁垒高，Illumina 处于绝对垄断地位
图 24：Illumina 预估的测序服务市场容量 表 8：未来肿瘤检测渗透率
公司 仪器名称 数量
Illumina
Illumina HiSeq 2000 5490
Illumina Genome Analyser 411
Illumina MiSeq 299
Illumina NextSeq 3
Thermo
Fisher
Ion Proton 104
Ion Torrent 301
ABI SOLiD 326
Oxford
Nanopore Oxford Nanopore MinION 14
Roche Roche 454 382
Pacific
Biosciences Pacific Biosciences 50
Polonator Polonator 9
资料来源：omicsmaps.com，浙商证券研究所 资料来源：omicsmaps.com，浙商证券研究所
我们整理了 omicsmaps 上（http://omicsmaps.com）测序仪统计情况（截止日期 5 月 21 日），目前全球共有 7389 台
基因测序设备，分布在 60 多个国家中，其中 Illumina 公司的 HiSeq 2000、Genome Analyser 2x、MiSeq 和 NextSeq 等
测序平台占比为 83.9%；Thermo Fisher 公司的 SOLiD、Ion Torrent 和 Ion Proton 等测序平台占比为 9.9%；Roche 公司
的 454 平台占比为 5.3%。Illumina 和 Thermo Fisher 设备占比超过 90%，上游基因测序设备制造已形成垄断。除供应测
序仪外，中游应用商还必须购买仪器运行所需的耗材和试剂，应用商基本上不具有议价能力。测序仪的制造是一个高
壁垒的行业，只有大公司有独立开发测序仪的实力。这就决定了国内大部分公司只能通过购买国外仪器，或者将收集
的样品交给测序公司完成，这对我国基因测序行业的发展起了一定的限制作用。
794 863 1100
2400 3000
3500
4500
11700
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2018E
基因测序市场规模（百万美元）
Illumina 84%
Roche 5%
Pacific Bioscience
s 1%
其他 0%
Oxford Nanopore
0% Thermo Fisher 10%
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3.1.2. 自主研发，合作开发和收购国外企业是国内测序仪制造的主要突破方式
图 25：国产测序仪的开发方式
资料来源：浙商证券研究所
尽管基因测序设备目前仍由国外垄断，中国在测序仪环节基本没有话语权，但从 2014 年开始，这一坚冰被贝瑞和
康、华大基因、达安基因和博奥生物打破。基因测序设备国产化主要有三种方式：1）自主研发方式，如紫鑫药业同中
科院合作开发的二代测序设备 BIGIS 系列产品，华因康开发的基因测序仪 HYK-PSTAR-IIA；2）收购国外企业的方式，
如华大基因于 2013 年收购美国 Complete Genomics 公司，获取 CG 公司基因测序的领先技术和基因测序设备的知识产
权。3）合作授权方式，贝瑞和康与 Illumina 合作开发用于中国的临床的基因测序仪 NestSeqCN500。
2015 年 3 月，贝瑞和康的 NextSeq CN500 测序仪获得 CFDA 批准；2014 年 6 月，华大基因的 BGISEQ-1000、
BGISEQ-100 测序仪获得批准；达安基因的 DA8600（基于 LifeTechnologies 的 IonProton 测序平台）也于当年 11 月获
批；博奥生物 BioelectronSeq 4000 高通量基因测序仪则在 2015 年 2 月获 CFDA 批准上市。中科院北京基因组研究所
与紫鑫药业合作开发测序仪暂时未获得批准。
在上游实现突破的四家公司，能够有效降低了自身测序的成本，并部分掌握了在其他测序应用商的话语权，因而
为今后日益激烈的竞争中会占有先发优势。这也为未来我国基因测序的发展奠定了基础。
3.1.3. 新技术不断涌现助推基因检测成本降低
从 1986 年第一台商用基因测序设备出现，到 1995 年第二代测序设备出现，中间间隔 19 年；而第二代设备（Illmina
Genome Analyer 2X）到第三代设备（Heliscope 或者 PGM）只用了 5 年，基因测序设备更新迭代的速度正在加快。目
前二代测序设备在通量、准确度上都有了较大的提高，同时测序成本也随之大幅度下降，已成为商用测序的主流。每
一代的测序仪器更新都带来了测序成本的大幅下跌。目前主流的三代测序仪为，Oxford Nanopore 公司的 MinION，Life
Ion Torrent 公司的 PGM 和 Pacific Biosciences 公司的 PacBio RS。相比于二代测序仪，三代测序仪读长更长，成本更低，
目前主要的问题是准确率比较低。未来随着技术的改善，三代测序设备也将更为稳定和成熟。届时将在保证测序通量
和准确率的基础上，凭借着成本优势和超长序列读长的优势取代二代测序。
3.2. 中游：技术壁垒低，国内测序服务竞争激烈
基因测序上游设备制造环节目前处于国外垄断状态，且进入技术壁垒非常高，一般企业难以从上游设备制造环节
切入市场。相较于上游设备制造环节，中游的基因测序服务在技术门槛上相对要低一些。国内绝大多数的测序企业很
多都集中在中游。他们需要投入资金，从上游获得设备或者技术，然后提供测序服务。服务价格普遍低于国外同行，
只能赚取服务费，能拿到的收入比例有限。近年来，尽管卫计委和药监局对基因测序临床应用市场加强了管理，但消
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费级基因测序服务企业层出不穷，目前已有超过 150家企业和机构从事基因测序相关业务。
3.2.1. 基因检测公司数量多，并购火热，竞争激烈
在国内市场，广义上的测序服务提供商除了靠测序起家的华大基因、诺禾致源、贝瑞和康、安诺优达、云健康基
因等上百家测序公司之外，还包括众多第三方医学检验所，如达安基因、迪安诊断、金域检验、艾迪康等。任何一家
公司只要向上游购买测序仪都可以向下游提供测序服务。
虽然测序服务提供商需要选定目标基因并开发出配套试剂。但基因选择与配套试剂开发技术难度不高，并不能构
成有效的进入壁垒。虽然目前卫计委设臵了行政审批流程，但这对致力于进入基因检测行业的大中型公司来说门槛算
不上高。目前随着政策审批的开放，将会有更多企业获得试点资质。低壁垒直接导致了目前数量众多的基因检测中游
提供测序服务的企业。
表 9：2015 年国内基因检测产业收购表
公司名称 收购事件与收购标的信息
药明康德 1 月，药明康德投入 6500 万美元现金收购了专门做基因与生物信息分析的美国公司 NextCODE，
并将 NextCODE 与自己的基因中心合并成为一家新的公司——药明康德 NextCODE 基因。
迪安诊断 1 月，迪安诊断宣布对杭州博圣生物技术有限公司增资，增资后公司预估值为 9.3 亿元。收购完成
后，迪安诊断将持有博圣生物 25%的股权。
Affymetrix
5 月，Affymetrix 出资 1500 万美元收购 Eureka Genomics 公司的所有资产。Eureka Genomics 公司
开发高性价比、低-中多重、高通量的基因分型 Assay，利用通用的二代测序（NGS）平台来获取
数据。
千山药机 6 月，千山药机发布公告称，公司拟向申友生物投资现金约 7010 万元，占增资后上海申友注册资
本的 56.47%，成为其控股股东。
迪安诊断 8 月，以 2.64 亿元收购北京联合执信医疗科技有限公司 55%股权。
新加坡绿
叶集团
8月，新加坡绿叶集团收购Vela Diagnostics，预计整个交易金额在3000万美元左右。Vela Diagnostics
公司拥有第一种把 PCR 和 NGS 结合在一个自动化诊断工作流中的解决方案。
Illumina 8 月，Illumina 收购 GenoLogics 公司。后者是实验室信息管理系统(LIMS)软件开放商此次收购将
进一步加强 Illumina 领先的遗传分析方案组合。
BD
8 月，BD 公司收购单细胞基因组新型公司 Cellular Research。BD 公司和 Cellular Research 公司已
经在单细胞测序领域达成了合作开发的市场协议，同时单细胞测序将会把分子条形码技术同 BD
公司的 FACS 单细胞分选设备相结合。
汤臣倍健 9 月，汤臣倍健投资 8760 万元入股基因测序领先企业上海凡迪生物科技有限公司，持有 19.0435%
股权；另外通过与广发信德设立的健康产业投资基金持有 7.227%股权。
万润股份
10 月，万润股份公告：拟以不低于 21.78 元/股定增不超过 4729.1 万股，募集资金总额不超过 10.3
亿元人民币（含），其中 8.5 亿元将用于公司收购致力于生命科学与体外诊断领域的全球性企业
MP 公司（MP Biomedicals, LLC）100%股权，1.8 亿元用于补充流动资金。
安科生物
11 月，安科生物拟以人民币 4.5 亿元现金收购核酸检测法医领域的领军型高新技术企业——无锡
中德美联生物技术有限公司 100%股权，推进基因测序技术的研发及产业化，促进主营业务扩展
至标的公司的精准医疗领域。
誉衡药业
11 月，誉衡药业公告称，全资子公司深圳誉衡投资有限公司拟出资 5600 万元，与天津衡智企业
管理咨询合伙企业(有限合伙)设立誉衡基因生物科技(深圳)有限公司，开展基因检测及基因大数据
运营服务。
Human
Longevity
11 月，Human Longevity 公司宣布收购生物标志物开发企业 Cypher Genomics。Cypher Genomics
已经基于遗传学和生物学的知识开发了重要的可自动化和可伸缩的基因组分析技术。
资料来源：公开资料整理，浙商证券研究所
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此外，国内不仅有数量众多的基因公司，并且基因检测领域的并购也十分火热，2015 年就有多起收购事件，收购
的目的主要是切入基因行业并抢占地盘。其中比较重大的收购包括药明康德、千山药机、迪安诊断、绿叶集团、汤臣
倍健、万润股份、安科生物、誉衡药业。这些公司中，很多都是转型到基因产业，投资火热表明各方十分看好基因产
业的发展前景。
3.2.2. 测序服务产品渠道和销售策略分析
渠道尤其医疗机构的渠道数量和稳定性，决定了基因公司的销售收入和利润。从中长期看，占领市场的多寡凭借
的是销售策略。从长远战略看，除了“渠道致胜”，产品强强组合，才能生生不息。以贝瑞和康为例，一方面是其独特
的“渠道致胜”理念，通过利用国内现有的产前筛查和诊断网络进行渠道建设，包括现有的 300 家左右的产前诊断中
心和筛查中心，直接抢占大部分市场。另一方面是优秀的产品组合，其 NIPT 升级产品贝比安 plus 全新上市，检测深
度触及染色体微缺失微重复综合征，是国内首个覆盖十余种胎儿染色体疾病的 NIPT 项目。
表 10：测序服务销售方式比较
销售方式 内容 特点 代表企业
医疗网络 通过医疗机构销售，医疗机构会
分走部分利益 稳定，量大，低风险
贝瑞和康，华大基因等绝
大部分公司
代理商 通过代理商销售，收入来源于价
格差
不稳定，取决于代理商能
力，量中等 所有公司均有
终端消费者 直接销售，收入来源于终端检测
价格。能降低推广成本 不稳定，风险大，取决于
23andME，WeGENE 等少
数公司
资料来源：浙商证券研究所
目前 NITP 领域，市场格局大体形成，不具备下游控制力的小型公司很难后来居上。肿瘤检测诊断领域才刚刚兴
起，市场格局未定。一般来说，对于中游的测序机构来说，主要有三种销售方式，一是通过医院的医疗网络销售，二
是通过代理商销售，三是直接面向终端消费者。其中通过医疗机构销售数量稳定、风险小。但医院收取的提成较高（约
30%），而且测序公司议价能力低，直接导致利润低。为打破医疗机构的垄断状态，一些公司开始直接面向消费者，市
面上也陆续出现了诸如基因商城、基因检测 APP 等应用。直接面对消费者的销售方式取出了中间环节，相比之下利润
高，具有明显的价格优势，但推广效率低，不是目前的主流渠道。
3.2.3. 测序服务商业模式分析
图 26：测序服务商业模式
资料来源：浙商证券研究所
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我国的临床领域的测序服务商从商业模式上大致可分为第三方检测（医院合作）和医院投放两种模式（或者混
合模式），有些公司是以科研服务为主营业务的，大部分采用院校或医疗机构合作的模式。现行的监管政策将大大提
高我国二代基因测序服务行业的准入门槛。如果试点阶段结束，行业标准及规范出台，各种二代测序技术相关诊疗项
目进入《医疗机构临床检验项目目录》之后，理论上各医疗机构只要有临床基因扩增实验室资质均可进行无创产前、
肿瘤基因检测等项目，届时行业门槛将大幅降低。因此行业先入者势必把握先机，尽可能在行业门槛高的时候占领渠
道，能进入试点单位的企业和技术平台获得卫计委临检中心认可的企业可密切关注。
表 11：测序服务销售方式比较
试点单位第三方检测 医院投放
资产 重 轻
医学检验所资质 有 无
检验领域 多 较单一
检测成本 低 较高
资料来源：浙商证券研究所
第三方检测是重资产的模式，需要在各主要战略布局点设臵医学检验所，而一个检验专业的医学检验所就需要至
少 500 万的注册资金，同时需要至少有 1 名具有中级以上专业技术职务任职资格的临床类别执业医师和 1 名具有副高
以上专业技术职务任职资格的人员，每个临床检验专业至少有 10 名检验专业卫生技术人员，人员和资金的门槛较高。
其主要定位于有资质做二代测序检测但不愿意本身做重资产投入的医疗机构形成合作，由该医疗机构医生处方并采集
血样，寄送至医学检验所。这种模式不但需要大量大型测序仪还需要在各地布局医学检验所和技术人员，对于企业开
发新检测内容和收病人样本的能力要求很高，医学检验所的资质申请本身也存在政策门槛。但第三方检测的公司一般
技术实力较强，拥有更多的检测项目和技术人员，同时规模化也降低了其检测成本。但我们判断，由于目前行业准入
门槛较高，医疗机构挑选合作机构时资质、技术实力将成主要影响因素，除此之外资产和检测成本则主要是投资者需
要考虑的因素。
医院投放的模式资产较轻，主要定位于有资质和实力自己做二代测序、尤其是有科研需求的医疗机构，采用销售
耗材的商业模式。目前已经公布的试点单位中大多属于有资质和实力自己做二代测序的。因此我们判断医院投放模式
将更受此次试点单位的青睐。目前采用医院投放模式的上市公司主要是达安基因。
3.3. 下游：大数据分析成为基因检测的瓶颈
利用二代 DNA 测序仪，可以实现同时进行上千人的基因测序，单个人的全基因组测序只需耗时 3 天，这和二十
世纪九十年代，科学家们花费十年才完成一个人体的全基因图谱测序形成鲜明对比。基因组学新技术飞速发展使得数
据以史无前例的规模增长。很多实验动辄产生几个 TB 的数据量，但因为处理能力和存储能力的不足，科学家仅能对
这些数据做初步的分析。随着测序技术的发展，有效储存和分析大量的基因组数据逐渐成为基因检测的瓶颈。总的来
看，海量高通量测序数据在存储和分析具体的难点有以下几个方面：
1) 各种分析需求日益增多，输入、输出和中间数据量大；
2) 分析业务逻辑日益复杂。有影响力的大软件少，通常分析过程为多个软件组合，依靠脚本串接，自动化程度
不高，人为错误影响可控度低；软件并行化程度不高，分析效率低；
3) 个性化参数设臵需求多。分析算法尚不足够成熟，涉及参数多，各分析人员需根据不同研究需求调整；
4) 负载和数据不均衡。计算机系统使用效率低；个别用户资源使用不合理影响全局；
5) 数据重用性低。多数实验数据仅为当次分析使用，或仅做初步分析。
现状是，高通量测序技术使单个实验室能以合理的成本产生 TB 级，甚至 PT 级数据量。然而，一些小实验室显
然不具备储存和处理这些大规模数据、或将数据与其他大规模数据整合所需要的计算机基础设施。以目前的网速，要
在网络上随意传输 TB 级的数据还很困难。未来可能的解决方案就是集中存储这些数据集，并且为之提供高性能的计
算。Google 和 DNA nexus 计划一起接管 NCBI 的海量数据库，继续为科研人员提供免费的 DNA 数据信息。把云存储、
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云计算和序列数据库结合起来，是前景无限的。目前，国内华大基因是数据和存储能力最强的企业，已建设数个大型
生物信息学超级计算中心，并逐年呈递增趋势，2010 年总峰值计算能力已超百 Tflops，总存储能力超 10 PB。
3.3.1. 基因数据解读能力的落后直接阻碍基因测序在临床的应用
图 27：基因与环境共同导致疾病 图 28：基因数据到医学知识的落后
资料来源：Ebiotrade，浙商证券研究所 资料来源：浙商证券研究所
限制基因测序临床上大规模应用的主要原因有：1）基因数据解读能力滞后，基因变化是由于心理因素、生活习惯、
自然环境、居住环境和社会环境等多方面因素作用于人体而导致的，这导致了基因数据的复杂性，增加了数据解读的
难度；2）人体生物信息复杂而多样，以 DNA 为基础的基因测序只能反映细胞活动的一部分机制。因此，单独的基因
测序数据对复杂疾病的临床治疗的指导作用不是很大。要想实现复杂疾病的精准医疗，还有赖于病患多维度数据的积
累，待多维度病患数据丰富后，便可通过大数据分析，将数据转化成医学知识，并指导临床治疗。未来基因数据和多
维度数据解读能力的提升，将推动基因测序技术在临床上广泛应用，同时也将极大提高临床诊断和治疗的效率。
3.3.2. 数据分析难度大，数据分析外包将是大趋势
随着高通量测序仪的发展，尤其是在 Illumina 推出 HiSeq 系列高通量测序仪后，测序技术已经达到流程化操作。
基因测序所生成的原始数据并不能反映任何有价值的信息，必须通过专业人员进行分析和解读，因此如何利用计算机
科学和信息技术揭示大量而复杂的生物数据所赋有的规律对于整个基因测序行业尤为重要。一个完全测序的人类基因
组包含 100GB-1000GB 的数据量，这在解读上有很大困难，需要专门的数据库进行数据信息的横向与纵向比对分析。
由于数据库是决定检测比对结果准确度和精确度的重要因素之一，因此是数据分析软件提供商主要的竞争壁垒之一。
国内大部分提供测序服务的商家都没有自主研发的分析软件，大部分都将数据分析外包给其他公司。
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图 29：基因检测各环节难度占比 图 30：基因检测数据分析方法占比
资料来源：Ebiotrade，浙商证券研究所 资料来源：公开资料，浙商证券研究所
生物通调查结果显示，目前数据分析是使用基因测序的一大难题。目前仅有 15%的公司选择外包给专业的生物信
息公司，大部分使用者选择用现有软件自行分析。未来，随着数据量的增多，分析的精确度要求越来越高，外包给专
业的生物信息公司将成为一种趋势。
3.3.3. 生物信息学市场以超过 20%的复合增长率迅猛增长
图 31：2012-2018 年生物信息学市场预测
资料来源：Frost & Sullivan，浙商证券研究所
根据 Frost & Sullivan的数据，全球基因测序数据分析市场规模发展迅速，2012年市场规模不超过 2亿美元的市场，
预计 2018 年将达到接近 6 亿美元，复合增长率为 22.7%。目前基因测序数据分析市场行业集中度比较低，全球越有超
过 100 家生物信息公司从事基因数据的分析和处理。同时现阶段生物信息公司业务往往大而杂，而专注某一医疗领域
的生物信息公司（如精准癌症）少之又少。国内市场专注基因组数据分析的生物信息公司并不多，主要包括：华大基
因，荣之联，贝瑞和康，其明生物，华因康基因，基云惠康，聚道科技（GeneDock），基云惠康和奇云诺德（QY NODE）
8 家公司。未来该领域的发展值得期待。
170 205.9
252
309.4 379.1 465.9
580
21.1
22.4 22.8
22.5 22.9
24.5
19
20
21
22
23
24
25
0
100
200
300
400
500
600
700
2012 2013 2014 2015 2016E 2017E 2018E
市场规模（百万美元） 增长率（%）
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3.4. 终端客户：现阶段科研机构为主，未来临床医疗值得期待
图 32：基因检测的主要应用领域
资料来源：浙商证券研究所
从广义的基因检测行业应用来讲，终端用户可大体分为两类：一类是用于医院、独立实验室等的临床应用，二是
服务于科研机构的基因测序应用。在临床应用上，主要包括生殖健康，疾病易感基因检测，肿瘤相关检测，药物基因
组学和医学相关的其他研究。除了临床应用，基因检测在环境相关研究（微生物基因组学研究），动植物分类学和司法
鉴定等方向都有应用。基因检测在临床领域的应用市场规模最大，我们文中的分析以临床应用为主。
3.4.1. 终端市场基础科研为主，生育健康最成熟，肿瘤相关增长最快
图 33：华大基因各项业务营业收入（亿）
资料来源：华大基因招股书，浙商证券研究所
基因检测
临床医疗应用
生殖健康
无创产前诊断
胚胎植入前筛查
新生儿疾病筛查
疾病易感基因检测
肿瘤相关
肿瘤早期筛查
肿瘤分期分型
精准用药
耐药性监测
药物基因组学
医学相关其他研究
其他科研相关应用
环境相关研究
动植物分类学
祖源分析
司法鉴定
2.4 3.57 3.27
0.92
1.7
4.45 4.13
4.2
1.2
2.78 2.48
2.33
0.22
0.44
0.56
0.48
0
2
4
6
8
10
12
2015年上半年 2014 2013 2012
销售
收入
（亿
）
药物研发类服务
复杂疾病类服务
基础科研类服务
生育健康类服务
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图 34：华大基因各项业务营业收入占比
资料来源：华大基因招股书，浙商证券研究所
华大基因是我国基因检测领域的龙头企业，其业绩能够很好的反应国内基因检测的市场变化。从华大基因披露从
招股说明书我们可以看出来，2012-2014 年，基础科研类研究占主要部分，接近 40%的营业收入都来自科研类服务，
增长快速的是生育健康类服务，复杂疾病类服务相对比较稳定，尚未进入高速增长期。从分析我们可以看出目前基因
测序的应用主要还是以基础研究为主，临床疾病及生育健康服务还有很大的增长空间。一方面，目前基因测序成本高
（基因组测序超过 1 万元）、耗时长（产前诊断约 2 周，肿瘤相关的二代测序需要更久）。另一方面，对基因的解读能
力有限，疾病与基因的相关性研究并不明确，这限制了基因检测在临床的应用。
3.4.2. 肿瘤诊断治疗市场潜力最大
图 35：Illumina 预估的测序服务市场容量 图 36：未来肿瘤检测渗透率
资料来源：Illumina，浙商证券研究所 资料来源：Illumina，浙商证券研究所
根据 Illumina 的预估，未来几年内，基因测序服务市场容量有 200 亿美元，其中，肿瘤学 120 亿美元、生命科学
50 亿美元（包括生命科学工具、复杂病症，农业基因以及影响因子和宏基因组）、生育和基因健康 20 亿美元（孕妇和
新生儿童的检测，以及基因健康）、其他应用 10 亿美元。现阶段，国内测序的临床服务在产前检测方面应用较多，而
肿瘤基因测序市场则还处于待开垦状态。
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
生育健康类服务 基础科研类服务 复杂疾病类服务 药物研发类服务
2012 2013 2014 2015年上半年
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癌症将会成为基因测序市场最大的应用市场主要是由癌症的复杂性和癌症的发病率决定的。一方面，随着中国老
龄化，环境污染和食品安全不断恶化的情况，癌症的发病率逐年升高；另一方面，癌症的个体差异大，传统治疗手段
应用非常局限，肿瘤基因检测能够提供有效的用药指导。在肿瘤的诊断与治疗方面，目前研究较多的是肺癌，乳腺癌
和黑色素瘤等等，预计未来随着研究的深入，肿瘤的渗透率将会进一步增加。
4. 基因检测监管制度与服务审批政策分析
4.1. 参与基因检测监管的机构与职责
图 37：中国参与基因检测监管的主要机构与职责
资料来源：浙商证券研究所
目前来说，整个基因检测行业涉及细分产业众多，包括商业公司、临检中心、医院、仪器试剂、不同的技术平台
等，所以涉及的监管部门也较多。主要包括中央和各地区发改委（以下简称“发改委”），卫生和计划生育委员会（以
下简称“卫计委”），国家食品药品监督管理总局（以下简称“CFDA”）。
4.1.1. 发改委从宏观上制定基因检测产业的发展规划
国家发改委在宏观上制定基因检测的产业发展规则，目前采用的是“先试点、后示范、第三方考评”的方式推动
新兴产业工程包的实施。
2015 年 6 月，发改委发布《国家发展改革委关于实施新兴产业重大工程包的通知》，文中提到，“将支持拥有核心
技术、创新能力和相关资质的机构，采取网络化布局，率先建设 30 个基因检测技术应用示范中心，以开展遗传病和出
生缺陷基因筛查为重点，推动基因检测等先进健康技术普及惠民，引领重大创新成果的产业化。
2016年 4月，国家发展改革委下发了《关于第一批基因检测技术应用示范中心建设方案的复函》（发改办高技„2016‟
534 号），正式批复建设 27 个基因检测技术应用示范中心。此次批复的共有 27 个省、市、自治区和直辖市，有上百家
医疗机构被批准，其中获得资格较多的包括华大基因下属独立实验室，博奥生物下属独立实验室和达安基因独立实验
室等，涉及的 A 股公司包括迪安诊断、美康生物、中源协和、金域检测、康圣环球和贝瑞和康等。
除此之外，地方发改委还负责对应地区基因检测技术应用示范中心的批准和基因检测的指导价格。例如：2016 年
3 月，宁波市发改委就批准了多个基因检测技术应用示范中心，其他地区包括山东，四川等地发改委都批准了大量的
试点单位。此外地方发改委还参与基因检测项目的定价，例如四川发改委定价无创产前诊断为 2400 元/次。
发改委
试点单位审批
定价
卫计委
医政医改局选择测序临床试
点单位
妇幼司在医政医改局试点增加试点单位
临检中心承担临床检验质量管理与控制
CFDA
技术的监管
机构的监管
应用领域的监管
仪器试剂的监管
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4.1.2. 卫计委对基因检测机构的资质进行审查和规范
主要是对开展基因检测机构的资质进行审查和规范，具体由三个部分监管，分别是医政医改局、妇幼司、临检中
心。卫计委医政医改局和妇幼司相继批准了全国各省市(除西藏)159 家临床试点进行无创产前基因测序、胚胎植入前遗
传学诊断、遗传病诊断和肿瘤诊断与治疗等 4 个专业的高通量测序服务。医政医改局还发布了《药物代谢酶和药物作
用靶点基因检测技术指南(试行)》，《肿瘤个体化治疗检测技术指南(试行)》等规范来指导基因检测的发展。临检中心的
职责是承担临床检验质量管理与控制工作，运行全国临床检验室间质量评价计划，建立、应用临床检验参考系统，对
开展基因检测服务的医学实验室进行评估和验收。
4.1.3. CFDA 对基因检测的仪器、试剂、分析软件进行监管
CFDA 主要对基因检测链上的仪器、试剂、分析软件进行监管，在 PCR 或基因芯片方面，CFDA 先后批准了 EGFR、
KRAS、BRAF 等基因的检测试剂盒、基因芯片等；在高通量测序方面，CFDA 先后批准了几款应用于 NIPT 的测序仪
和检测试剂。目前国内还没有用于肿瘤诊断方面的高通量测序仪和高通量检测试剂盒获批，试点单位只能以实验室自
制试剂(LDTs)的形式开展检测。
仪器试剂的监管 由 CFDA 进行审批，高通量测序中需要申报的有测序仪(绑定上机试剂)、建库试剂盒、检测试剂
盒、分析软件等。
在生育生殖方面，CFDA 先后批准了华大基因、达安基因、博奥生物、贝瑞和康的 NIPT 二代基因测序仪和配套
试剂。在肿瘤方面，有少量基于 PCR 的单基因检测产品通过审批；暂时没有通过审批的二代测序技术，试点单位只能
以 LDTs 的形式开展检测服务。现在，肿瘤诊断方面主要分为单基因检测和多基因检测。从技术成熟度来看，单基因
检测相对成熟，已经有众多的基因突变与肿瘤耐药性的关系被证明。从疾病覆盖率来看，单基因检测能够覆盖的疾病
太少，肿瘤可能含有多种已知或未知的基因突变，需要基于 gene panel 的多基因检测。目前来看，已经有单基因突变
的产品通过 FDA 批准（肺癌 EGFR 突变），预计未来 CFDA 也会有相应产品被批准。但是对于 gene panel 而言 CFDA
审批推广还需要时间的验证。
表 12：三类医疗器械审批比较
审批部门 安全性 主要范围
第一类
由设区的市级人民政府药
品监督管理部门审查批准，
不需要临床验证
通过常规管理足以保证其安
全性、有效性的医疗器械
马镫形多功能腿架，飞秒透镜分离铲，
钻针深度停止器，一次性使用胃镜咬口，
胸腰骶固定器，肢体压力套，绒毛膜细
胞处理试剂等
第二类
由省、自治区、直辖市人民
政府药品监督管理部门审
查批准，需要临床验证
对其安全性、有效性应当加
以控制的医疗器械
牙齿研磨器，上／下肢功能康复训练器，
认知康复训练与评估软件，上肢康复仪，
胃肠电检测系统，护眼仪，髓内钉远端
孔瞄准系统等
第三类 由国务院药品监督管理部
门审查批准，需要临床验证
植入人体，用于支持、维持
生命，对人体具有潜在危险，
对其安全性、有效性必须严
格控制的医疗器。
多功能超声骨刀，磁场成像系统，糖尿
病管理应用程序，内镜用气囊控制器，
基因检测试剂盒（微阵列芯片法），食源
性细菌核酸检测试剂盒等
资料来源：浙商证券研究所
2015 年 7 月 20 日，CFDA 办公厅发布《关于多功能超声骨刀等 127 个产品分类界定的通知》，对多功能超声骨刀
等 127 个产品的管理类别进行了界定。作为Ⅲ类医疗器械管理的产品 8 个；基因检测试剂盒（微阵列芯片法）被界定
为Ⅲ类。其中，明确规定“基因检测试剂盒（微阵列芯片法）：由微阵列芯片（用于飞行时间质谱系统对核酸样本分析
时的核酸样本的承载）、质控品（用于对微阵列芯片的性能指标的质控）、引物 P1（与自备试剂合用，扩增质控品，产
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物对微阵列芯片的性能进行质控）、引物 P2（与自备试剂合用，扩增质控品，产物对微阵列芯片的性能进行质控）、引
物 Y（与自备试剂合用，扩增目的核酸片段，对微阵列芯片性能进行质控）5 部分组成。产品适用于飞行时间质谱系
统对人体来源样本中的特定基因进行分析。用于临床体外诊断。”随后，华大基因和达安基因分别在 2014 年 7 月和 11
月，取得了二代测序无创产筛产品的医疗器械注册证书，这是国内二代测序行业发展具有里程碑式意义的事件。
技术的监管 基因检测中的技术平台主要有 PCR(qPCR、ddPCR 等)、FISH(荧光原位杂交技术)、基因芯片、测序(一
代测序、高通量测序)。PCR、FISH、一代测序等监管相对较松，临检单位只要通过了 PCR 实验室、病理学实验室认
证就可以应用这些技术，目前达安基因，金域检验等公司都具有相应资质。相比之下，高通量测序临床服务监管较严
格，只有少数已经获批的具有试点资格的公司才能出具临检报告。
机构的监管 在高通量测序临床服务方面，除了医政医改局和妇幼司发布的试点高通量基因测序技术临床试点单位
名单外，还有卫计委批准的“个体化医学检测试点单位“(简称，LDT 试点)，还有一些地方卫生部门所批准成立的检
验所具有试点资格。对于没有这些资质的机构来说，一方面，可以与试点医院成立联合实验室，享受利润分成，另一
方面，测序服务机构也能以科研报告的形式提供检测服务(规避医学检验的限制)。在监管方面，我国借鉴了美国临检
机构采取的 CLIA/CAP 认证的形式，但是目前我国的基因检测行业并不成熟，未来监管政策将是规范基因检测行业的
风向标，对于基因检测的发展至关重要。
应用领域的监管 目前高通量测序临床上被批准的应用主要集中在产前诊断，包括遗传病诊断、产前筛查与诊断、
植入前胚胎遗传学诊断和肿瘤诊断与治疗四个专业方向。根据目前的研究现状，在肿瘤，还有心血管领域、感染性疾
病、肠道微生物宏基因组学等领域，二代测序都有良好的应用前景。
总得来说，具有“资质”的基因检测机构需要拥有国家卫计委批准的试点单位和国家食品药品监督管理总局颁发
的医疗器械注册证，包括个体化医学检测、NIPT（产前筛查与诊断）、肿瘤诊断与治疗、遗传病诊断、植入前胚胎遗
传学诊断五大类试点，以及基因测序仪、配套试剂等医疗器械注册证。其中，成为试点单位需要满足以下三个条件：
卫生主管部门批复的相应个体化医学检测、高通量基因测序技术临床应用或者开展有关服务的临床资质等第三方医学
检验机构。不能获得试点资格的公司只能与试点医院合作进行基因检测项目。
4.2. 基因检测项目的“双通道”制
图 38：美国参与监管的主要机构
资料来源：浙商证券研究所
美国基因测序产业由医疗保险和医疗补助服务中心（CMS）、食品及药品管理局（FDA）和联邦贸易委员会（FTC）
共同监管。CMS 主要通过《临床实验室改进法案修正案》（CLIA）监管消费级和科研级应用，FDA 负责临床级产品的
审批，FTC 负责监管其中错误和有误导性的产品宣传。美国有近 80%的实验室通过了 CLIA 认证，意味着这些临床实
验室试验结果的准确性、可靠性和时效性都将得到 CLIA 认可，从而为其承接更多临床试验项目铺平道路，也意味着
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CLIA 实验室能够根据市场的现实需求，快速地开发实验室自建项目，并通过在临床上的应用给予可靠的临床指导。
CLIA 认证是解决了基础研究和临床应用之间低效率转化甚至脱节的一剂良方，对转化医学和研究成果转化有非常重
要的意义。美国大部分液态活检公司都是走 CLIA 认证，而非 FDA 认证。中国也借鉴了这种方式来规范国内基因检测
公司的竞争。
图 39：美国基因检测项目进入临床的途径 图 40：中国基因检测项目进入临床的途径
资料来源：浙商证券研究所 资料来源：浙商证券研究所
国内的基于基因检测的液态活检项目进入临床也实行双重监管，所有仪器设备，试剂规 CFDA 报批管理，临床实
验归属卫计委管理。从中可以看到，我国基于 NGS 的液态活检项目的临床试点制度的推行参考的正是美国 CLIA 认证
制度。即要求试点单位内部有严格的质量控制，并且相关工作人员需经培训合格上岗，则不受 CFDA 对仪器和试剂的
注册限制。
目前国内的基因检测包括两条基因测序监管通道，获得其中一种认可，即可合法开展测序服务。其中，临床基因
测序试点单位属于过渡性质。
第一条是 CFDA 通道，其思路是将基因测序纳入医疗器械监管，按照《医疗器械监督管理条例》、《医疗器械注册
管理办法》、《体外诊断试剂注册管理办法（试行）》等规定监管。目前只有华大基因获批，其他公司处于申报阶段，预
计今年底第二批“合法”机构将会诞生。
第二条通道是由卫计委批准的个体化医学检测试点单位，除了 2013 年 9 月批准首批试点单位中国医科大学第一附
属医院、中南大学湘雅医学检验所和北京博奥医学检验所三家机构以外，目前已有多数公司通过审批。2014 年 3 月，
卫计委发布《关于开展高通量基因检测技术临床应用试点单位申报工作的通知》，要求已经开展高通量基因测序技术且
符合申报规定条件的医疗机构可以申请试点，并按照属地管理原则向所在省级卫生计生行政部门提交申报材料，同时
明确申请试点的基因测序项目。
4.3. 监管环境：宽松放任→全面叫停→试点放行→鼓励发展
2014 年前，监管基本处于放任发展状态，从 2014 年 2 月开始，CFDA 和国家卫计委联合叫停基因检测项目：所
有基于高通量测序技术的检测需经 CFDA 审批注册，并经卫生计生行政部门批准技术准入，方可应用；已经应用的，
必须立即停止。由此真正纳入监管视线。从 2014 年 6 月底开始，监管部门开始陆续审批合格的检测产品。CFDA 的动
作一直快于国家卫计委。此后，国家卫计委的步伐逐渐加快，分别在 2014 年 3 月、2015 年 1 月和 2015 年 3 月，连续
放开基因检测临床应用试点、产前诊断试点和肿瘤诊断与治疗试点，中国的监管导向从趋严转向部分鼓励。这些历程
给高通量测序产品注册带来了风险，表现为研发成本提高，注册审批周期拉长，给临床技术准入和检测项目准入带来
了很高的门槛。另外，对独立医学实验室开发的诊断项目和体外诊断试剂的监管趋势也在趋于强化。
预计今后几年，基因产业仍将处于宽松鼓励的监管环境，企业应紧抓这一轮开放窗口期占领市场。
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5. 基因检测在肿瘤早期筛查上的应用实例
5.1. ctDNA 是实现无创肿瘤早期筛查的基础
图 41：ctDNA 从肿瘤部位浸润到血管的示意图
资料来源：生物探索，浙商证券研究所
科学家们发现机体细胞在发生癌变后会有癌细胞由于各种原因脱落或破损，释放出肿瘤细胞或 DNA进入血液中，
这便是循环肿瘤细胞（Circulating Tumor Cell，CTC）和循环肿瘤 DNA（Circulating Tumor DNA， ctDNA），指机体内
的肿瘤细胞脱落或死亡破裂释放到循环血中的肿瘤细胞或肿瘤细胞 DNA。由于肿瘤在很早期还没能被 CT 等手段发现
时便会释放细胞或 DNA 进入血液中，同时采取血样比采取病理切变要简单易行并且可以对肿瘤进行实时观测，因此
目前，CTC 与 ctDNA 是最具备广泛应用前景、高敏感型和高特异性的肿瘤标志物，而且适用于绝大多数肿瘤。CTC
与 ctDNA 在临床肿瘤中的应用主要表现在癌症的早期筛查，癌症在用药中的实时监测，药物抵抗监测和肿瘤预后等方
面。
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5.2. 宫颈癌预防双重保障：HPV 基因检测+细胞学检测
5.2.1. 我国宫颈癌发病率高，增长快，呈年轻化趋势
图 42：2008 年世界不同地区宫颈癌发病率 图 43：1998-2008 年我国宫颈癌发病率
资料来源：华大基因研究院，浙商证券研究所 资料来源：华大基因研究院，浙商证券研究所
宫颈癌是全球妇女恶性肿瘤中仅次于乳腺癌的第二位最常见的恶性肿瘤，是女性的主要恶性肿瘤之一。其发病率
在发达国家位于恶性妇科肿瘤第三位，在发展中国家则位于第二位。每年全世界有 50 余万新发病例，其中大约 1/3 来
自中国。我国宫颈癌发病率已高居世界第二位，仅次于智利，且发病年轻化趋势明显。中国宫颈癌的平均死亡率（9.9/10
万），甚至高于一些发达国家的宫颈癌发病率。
0
4
8
12
16
发病
率（
1/10万）
0
4
8
12
16
发病
率（
1/10万
）
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5.2.2. HPV 是宫颈癌的主要致病因素
图 44：高危型 HPV 的持续感染导致宫颈癌发生的示意图
资料来源：华大基因研究院，浙商证券研究所
图 45：HPV 简介 表 46：HPV 亚型
HPV亚型（高危型） 临床病变
16
肛门生殖器疣、女阴上皮
内瘤变、上皮内瘤变、CIN、
宫颈癌
18 生殖器疣、CIN、宫颈癌
31、35、45、52、
56、58、66、68
肛门生殖器疣、CIN、宫颈
癌
33 CIN、女阴上皮内瘤变、宫
颈癌
39 肛门生殖器疣、CIN、宫颈
癌、 鲍温样丘疹病
51、59 肛门生殖器疣
6、11 尖锐湿疣
资料来源：华大基因研究院，浙商证券研究所 资料来源：华大基因研究院，浙商证券研究所
人乳头状瘤病毒（英文缩写叫 HPV）与宫颈癌的发生密切相关，99%的宫颈癌病例都是由 HPV 感染导致的。正
因为如此，宫颈癌也是目前唯一病因明确、可以早期预防和治疗，并且彻底根除的恶性肿瘤。研究证实，如果能及早
发现，在宫颈癌的癌前病变阶段进行治疗，其治愈率可高达 98%；但是，等到疾病发展为宫颈癌甚至扩散到其他器官
时，只有 20%的女性生存时间能超过 5 年。
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HPV 家族庞大，有 100 多种不同类型，但大部分类型属于“低风险”型，与宫颈癌并无关联。其中有 14 种 HPV
类型被列为“高风险”，HPV 16 和 HPV 18 这两种病毒株风险最高。但是做 HPV 检测时，只检测 16、18 型是远远不
够的，还有约 36%的宫颈癌是由其他型别的 HPV 病毒引起的。此外，HPV 感染相当常见，高达 75%的女性在其一生
中可能感染 HPV。然而，感染 HPV 并不意味着就会发展为宫颈癌，大多数 HPV 感染可以被人体自身免疫系统消灭，
只有持续感染高风险 HPV 病毒才可能发展为宫颈癌。由于 HPV 可在体内潜伏十年甚至更长时间，且没有任何症状，
因此，将高危型 HPV 基因检测纳入常规化妇科检查，对于宫颈癌的防治至关重要。
图 47：HPV 基因检测比传统的宫颈癌筛查方法更早发现宫颈癌前病变
资料来源：华大基因研究院，浙商证券研究所
宫颈癌发展过程中存在较长的、可逆转的癌前病变期，如能及时进行 HPV 检测，并在癌前病变阶段进行医学干预，
其治愈率可达 98%。同时，由于不同 HPV 亚型的致病性及预后的差异，如能对 HPV 进行分型，将有助于有效识别高
危人群。由于宫颈 HPV 感染多为隐性亚临床感染,，且 HPV 不能在培养环境中稳定生长，因此，HPV 感染只能通过
HPV 基因检测或基因表达的检测来发现。
近年来，高风险 HPV 基因检测以其高灵敏度、快速、客观的特点，联合传统、经济的细胞学检测，成为宫颈癌筛
查的最佳方案，并得到美国预防服务工作组（USPSTF）发布的 2012 年新版宫颈癌筛查指南、美国癌症学会（ACS）、
美国阴道镜检查与宫颈病理学会（ASCCP）和美国临床病理学会（ASCP）联合发布的 2012 年新版宫颈癌筛查指南的
推荐。目前，亚太区各国专家正根据当地情况研究美国相关指南，从而改善现行宫颈癌筛查制度，希望进一步帮助降
低国内宫颈癌的发病率和死亡率。
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5.2.3. HPV 基因检测联合细胞学方法：宫颈癌筛查和临床诊治的新动力
图 48：应用 HPV 基因分型来筛查宫颈癌的治疗方法
资料来源：美国癌症学会、美国阴道镜和宫颈病理学会，美国临床病理学会指南，浙商证券研究所
和其他宫颈癌筛查方法相比，HPV 基因检测受人为因素影响小，灵敏度高，用于人群筛查漏诊率小于 5%，阴性
预测值高达 99%，且可预测患病风险，并可对被筛查者自助获取的宫颈阴道脱落细胞样本进行检测，但其特异性相对
较低，阳性者多为一过性 HPV 感染而非癌前病变，导致阴道镜回叫率和宫颈活检的比例增加，从而增加了患者的精神
压力及随诊费用。因此，有必要探讨二次筛查指标，对筛查阳性者进一步分流。对 30 岁以上的女性采用 HPV 检测作
为初筛，以 HPV 高风险亚型（16、18）联合细胞学为二次筛查，是目前评价较好的筛查方案。
可分型的 HPV 为初筛联合细胞学的方案如上图所示。若 HPV 初筛为阴性，则筛查结束，每 2－3 年进行复查即可；
若 HPV 16 或 18 亚型阳性，则需要接受阴道镜下宫颈活检；若 HPV 16 或 18 以外的 HPV 亚型呈阳性，则要联合细胞
学进一步检查。若细胞学检测结果为未明确诊断意义的非典型鳞状上皮细胞（ASCUS）及以上级别病变，则需要接受
阴道镜下宫颈活检；若细胞学检测结果为阴性，则每年采用 HPV 基因检测联合细胞学方法进行复查即可。该方法同时
完成 HPV 初筛与高风险亚型的二次筛查，可在保持 HPV 筛查高敏感性、高阴性预测值、高检测效率优势的前提下，
有效提高特异性，大大减少需细胞学检查与阴道镜回叫率，在宫颈癌大样本人群筛查中具有显著优势。通过有效利用
HPV 基因分型检测技术，可有效地分流 HPV 阳性的高风险人群，并可预测受检者患宫颈癌的风险，确定最合适的筛
查间隔。
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5.3. SEPTIN9 甲基化检测–尖端结直肠癌筛查技术
图 49：Septin9 基因甲基化检测试剂盒 图 50：Septin9 基因甲基化检测流程
资料来源：Epigenomics，浙商证券研究所 资料来源：Epigenomics，浙商证券研究所
大肠癌是一种发生于下消化道系统的严重疾病，是世界三大恶性肿瘤之一。全世界每年新发大肠癌病例 136.1 万，
直接导致 69.4 万人死亡。随着我国人民生活水平提高、饮食习惯变化，大肠癌发病率正在提升，特别是北京、上海等
大中城市大肠癌已逐渐成为除肺癌外最常见的恶性肿瘤。大肠癌早期症状并不明显，因民众癌症筛查意识薄弱和对现
有检测技术的排斥，大多数患者感到不适去医院就诊时，已到了治愈率极低的癌症中晚期，这导致大肠癌的死亡率一
直居高不下。大肠癌如果在早期被检测出来，患者能获得更高的治愈率，支付更低的医疗费用。
在大肠癌病人中，基因 Septin9 的 V2 区域的胞嘧啶会发生甲基化，而正常人中不发生甲基化。外周血中 Septin9
基因发生的甲基化可以通过 DNA 的特异扩增而被检测到。在针对多个经肠镜确诊的大肠癌病例和阴性对照的研究报
道中，都表明可以在大肠癌病人的血浆中通过检测 Septin9 基因的甲基化而查到早期癌细胞的 DNA。
Septin9 基因甲基化检测试剂盒（PCR 荧光探针法）包括 2 个步骤。先用血浆提取试剂盒(M5-02-001)从血浆中把
游离的 DNA 提取出来后再用亚硫酸盐进行转化，再用 PCR 试剂盒(M5-02-002)对亚硫酸盐转化的 DNA bisDNA 进行多
重 PCR 扩增。从而检测发生甲基化的 Septin9 基因 DNA 片段和内对照 ACTB (ß-actin)。内对照 ACTB 基因是用来评估
检测中 DNA 量是否满足检测要求。在质控品试剂盒(M5-02-003)中提供了甲基化的阳性和阴性对照，在每一次检测中
都需要同时加入阳性和阴性对照。 提取病人血浆中 DNA 的原理是通过磁珠来吸附血浆中游离的 DNA 而把 DNA 从血
浆中分离出来。通过清洗磁珠步骤除去杂质。纯化的 DNA 溶液通过与亚硫酸盐的化学反应把没有发生甲基化的胞嘧
啶进行转化，然后通过脱氨基反应产生尿嘧啶磺酸盐。转化的过程是亚硫酸盐离子通过亲核反应添加到胞嘧啶上，但
是发生了甲基化的胞嘧啶是不会被亚硫酸盐转化的。试剂盒 PCR 反应中的阻断剂和探针能区分甲基化和非甲基化的序
列。Septin9 基因甲基化检测试剂盒能检测 Septin9 基因 V2 区域发生甲基化的 CpG 岛中的 bisDNA 序列 ，以及内对照
ACTB 基因的部分区域中全部 bisDNA。在 Septin9 基因不含 CpG 双碱基的序列区域设计 PCR 引物，在没有发生甲基
化而被亚硫酸盐转化后的序列区域设计阻断剂。这样就让被转化的甲基化序列得到优先扩增。针对发生了甲基化的
Septin9 基因序列设计的特异性荧光素探针可以在 PCR 反应中专一地检测出甲基化的序列。
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6. 肿瘤基因检测与精准用药实例分析
图 51：个性化治疗理念与流程
资料来源：浙商证券研究所
癌症是一类潜伏性疾病，传统按细胞和组织类型起源分类。过去，癌症的治疗是依据病理条件进行“一刀切”，然
而，尽管肿瘤已经根据病理条件进行了分类，依然有大部分的患者对“设计”的疗法不响应。随着测序技术的出现，
人们意识到肿瘤之间存在重要的基因组、转录组以及表观遗传学异质性；这些发现可帮助对肿瘤常规的起源进行再分
类，开创癌症精准治疗时代。
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6.1. 非小细胞肺癌中突变基因检测的临床应用
肺癌是一种肺部的恶性肿瘤，特征为肺部组织中的细胞不受控制地生长。如果不进行治疗，那么肿瘤细胞会通过
癌症转移的形式扩散至其他肺部组织或身体的其他部分。大多数始发于肺部的癌症，常称其为原发性肺癌，发生于上
皮组织细胞。
图 52：肺癌的传统分类 图 53：肺腺癌的分子亚型
资料来源：维基百科，浙商证券研究所 资料来源：江苏省恶性肿瘤诊治技术服务中心，浙商证券研究所
根据组织学类型分类，肺癌主要分为小细胞肺癌（SCLC）和非小细胞肺癌（NSCLC）。肺癌最常见的临床症状有
咳嗽（包括咳血），体重减轻，气短和胸痛。三种主要非小细胞肺癌是：肺腺癌，鳞状细胞癌和大细胞癌。接近 50%
的肺癌属于腺癌，腺癌一般起源于周围肺组织。鳞癌大概占肺癌的 20%，一般位于大气道附近。癌组织中央常可发现
一个空腔和相应的细胞坏死。癌组织中央常可发现一个空腔和相应的细胞坏死。大约 10%的肺癌为大细胞癌。之所以
称其为大细胞癌是因为癌细胞体积大，细胞质过量，细胞核大，核仁明显。
图 54：根据肿瘤突变状态的疗效分析（EGFR 突变阳性） 图 55：根据突变状态的疗效分析（EGFR 突变阴性）
资料来源：NEJM，浙商证券研究所 资料来源：NEJM，浙商证券研究所
已有的科学研究证实，肺腺癌中约有 9%的个体含有 EGFR 的突变。其他个体含有很多不同类型的突变。2009 年
NEJM 上的一个科学研究证实，含有 EGFR 和不含有 EGFR 对于药物的响应程度是不同的。对于不加筛选的患者，有
效率只有 30%；根据临床特征选择的优势人群，有效率为 50%，根据 EGFR 突变选择的患者，有效率高达 80%。含有
KRAS 16%
Unknown 65%
EGFR 8%
BRAF 1%
MEK1 1%
HER2 2%
ALK fusion
2%
PIK3CA 3%
ROS fusion 1%
PDGFRa amp 1%
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EGFR 突变的患者对易瑞沙和特罗凯等靶向药物敏感；而不含有 EGFR 突变的患者对易瑞沙和特罗凯等靶向药物不敏
感。接着，科学家们研究了为什么对于 EGFR 突变阳性的，只有 80%的肿瘤患者响应，而不是 100%。
6.1.1. 肺腺癌中 EGFR 阳性病人的治疗策略
图 56：根据肿瘤突变状态的疗效分析（EGFR 突变阳性） 图 57： EGFR 突变位点与药物敏感性的关系
组别 突变类型 所占
比例
对吉非替
尼敏感性
1 Exon 19 deletions;L858R ~90% 敏感
2
T790M/deletions;
T790M/L858R; G719X;
L861Q; S768I
~7% 敏感，数
据有限
3 T790M alone; Exon 20
insertions; other mutations ~3% 不敏感
资料来源：NCBI，浙商证券研究所 资料来源：NEJM，浙商证券研究所
科学家们发现，肺癌中 EGFR 的基因上的多个位点都会发生突变。其中，酪氨酸激酶区域的突变会使肿瘤细胞细
胞对吉非替尼敏感，而其他位点上的突变则会使肿瘤细胞产生抗药性。EGFR 的突变中 90%的突变是外显子 19 位的缺
失和 858 位的 L 突变为 R，这样的突变会使得肿瘤细胞对药物敏感，而且 719,861,768 等位点的突变会使肿瘤产生抗
药性。
图 58：利用基因测序对非小细胞肺癌进行个性化治疗的流程
资料来源：江苏省恶性肿瘤诊治技术服务中心，浙商证券研究所
在肺腺癌的治疗时，我们可以先检测 EGFR 的突变情况，再确定是否进行吉非替尼的药物治疗，这样可以提高疗
效，达到个性化高效治疗的目的。
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6.1.2. 肺腺癌中 EGFR 阴性性病人的治疗策略
图 59：肺腺癌中 EML4-ALK 融合基因临床应用
资料来源：NEJM，浙商证券研究所
图 60：肺腺癌中 EML4-ALK 融合基因检测的意义
资料来源：NEJM，ESMO，浙商证券研究所
一些 EGFR 突变阴性的晚期非小细胞肺癌患者，可使用克唑替尼针对 EML4-ALK 融合基因的分子靶向治疗。有
效率可达 80%以上，患者预后较好。或者检测 ROS1 融合基因，克唑替尼对于 ROS1 融合阳性的非小细胞肺癌患者有
显著疗效。一些 EGFR 突变阴性的晚期非小细胞肺癌患者，在化疗耐药或耐受不了化疗时，可根据 ALK 或 ROS1 融
合基因的结果选择克唑替尼药物治疗。
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6.1.3. 基因测序对非小细胞肺癌进行个性化治疗的流程
表 13：非小细胞肺癌治疗时的用药选择
药物 基因 癌种 样本 重要程度
吉非替尼/厄洛替尼/埃
克替尼 EGFR
非小细胞肺癌 组织标本
推荐必检 KRAS 可选
克唑替尼 EML4-ALK 推荐必检 ROS1 可选
资料来源：江苏省恶性肿瘤诊治技术服务中心，浙商证券研究所
图 61：肺腺癌的个性化治疗流程
资料来源：NCBI，浙商证券研究所
非小细胞肺癌患者治疗前应尽量获取标本，进行 EGFR 基因突变检测；对于没有 EGFR 基因突变的患者，建议进
行 ALK 和 ROS-1 融合基因检测；建议有条件的单位同时进行 EGFR 基因突变、ALK 和 ROS-1 融合基因检测。
6.1.4. 国内非小细胞肺癌检测情况
图 62：院内 EGFR 基因突变检测中心
图 63：EGFR 检测情况
2011 2012 2013 2014
检测率 6% 14% 20% 27%
阳性率 30% 32% 33% 33%
检测中心数 39 50 70 110
平均检测时间(天) 10 7 6 6
资料来源：AstraZeneca China internal，浙商证券研究所 资料来源：AstraZeneca China internal，浙商证券研究所
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从目前国内 EGFR 检测水平来看，检测率和检测中心的数量是逐年增加的，这与大家健康意识的增强有关，也
是国家医保政策倾斜的结果。目前国内广东和新疆已经将肺癌 EGFR 的检测纳入医保范围，对应省区的检测率高达 80%。
EGFR 阳性率逐年增长，平均检测时间也在逐渐减少，这是检测技术提高的标志。
图 64：医院整体送检率分析 图 65：整体阳性检率分析
资料来源：NEJM，浙商证券研究所 资料来源：NEJM，浙商证券研究所
目前我国仍有 50%以上具有院内检测平台的医院送检率偏低, 可能是由于检测观念、医疗技术水平和科室配合度
等因素导致的。国内近 40%的院内检测平台阳性率偏低。原因可能存在于实验室条件、标本病理分型、标本的取材与
固定、标本的病理质控、检测方法的选择及操作技术等多个环节。
送检率≥50% 42%
送检率30%-50%
29%
送检率<30% 29%
0
10
20
30
40
50
≥40% 30%-40% <30% 医院数量
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6.2. 肠癌中突变基因检测的临床应用
大肠直肠癌，又称为大肠癌、直肠癌、结肠直肠癌、结直肠癌、或肠癌，为源自结肠或直肠（为大肠的一部分）
的癌症。因为细胞不正常的生长，可能侵犯或转移至身体其他部。症状可能包括粪便中带血、排便习惯改变、体重减
轻、以及疲倦感。
大部分的大肠直肠癌起因为生活习惯及老化，少部分则因为遗传疾病。风险因子包括饮食、肥胖、抽烟、运动量
不足。增加罹癌风险的饮食包含红肉或加工肉品、以及酒精。其他风险因子包含发炎性肠道疾病。某些可能造成大肠
直肠癌的遗传疾病为家族性结直肠瘜肉综合症和遗传性非瘜肉症结直肠癌，然而这些遗传性疾病占大肠直肠癌所有病
例中的比例不到 5%。大肠直肠癌通常源自良性肿瘤，然而随时间进展变成恶性肿瘤。传统的肠癌诊断可借由乙状结
肠镜或大肠镜检查切片。
6.2.1. 肠癌中 K-ras 突变的治疗策略
图 66：肠癌中 K-ras 突变阳性的疗效分析 图 67：肠癌中 K-ras 突变阴性的疗效分析
资料来源：NEJM，浙商证券研究所 资料来源：NEJM，浙商证券研究所
Cetuxamab(西妥昔单抗)和 Panitumumab（帕尼单抗）是常规的用于治疗肠癌的化疗药物。西妥昔单抗主要作用是
抑制酪氨酸激酶活性和其后的肿瘤生长；帕尼单抗靶向于表皮生长因子受体（EGFR）。从 08 年发表在 N Engl J Med
上论文的实验结果来看，当 K-ras 突变为阳性时，西妥昔单抗和帕尼单抗对于肠癌的治疗效果并没有明显差异，但是
在 K-ras 突变为阴性时，西妥昔单抗的效果要明显优于帕尼单抗。2009 年 7 月 FDA 批准了对西妥昔单抗和帕尼单抗说
明书标签的修改：使用妥昔单抗和帕尼单抗前必须进行 K-ras 基因 codon12 和 codon13 突变检测；K-ras 基因突变的转
移性结直肠癌患者不推荐使用妥昔单抗和帕尼单抗进行治疗。
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6.2.2. 肠癌中 BRAF 突变的治疗策略
图 68：肠癌中 BRAF 突变阳性的疗效分析 图 69：肠癌中 BRAF 突变阴性的疗效分析
资料来源：J Clin Oncol，浙商证券研究所 资料来源：J Clin Oncol，浙商证券研究所
BRAF 基因编码一种丝/苏氨酸特异性激酶，是 RAS/RAF/MEK/ERK/MAPK 通路重要的转导因子。多数报道 CRC
中 BRAF 突变率在 15％左右，且 90％以上为 V600E 突变，并与 K-ras 突变负相关。BRAF 突变导致下游 MEK-ERK 信
号通路持续激活, 对肿瘤的生长增殖和侵袭转移至关重要。对肠癌患者中 BRAF 基因突变的研究发现，爱必妥和帕尼
单抗等靶向药物对于 BRAF 突变阳性的肿瘤患者效果很差，明显低于 BRAF 突变阴性的肿瘤患者。
6.2.3. 肠癌中 PIK3CA 突变的治疗策略
图 70：结直肠癌中 PIK3CA 突变阳性的疗效分析 图 71：肠癌中 BRAF 突变阴性的疗效分析
资料来源：J Clin Oncol，浙商证券研究所 资料来源：J Clin Oncol，浙商证券研究所
PIK3CA 突变对 Cetuximab 和 Panitumumab 的治疗耐药。
表 14：非小细胞肺癌治疗时的用药选择
药物 基因 癌种 样本 重要程度
西妥昔单抗 RAS
（KRAS+NRAS） 肠癌 组织标本
推荐必检
BRAF 推荐检测 克唑替尼 PIK3CA 可选
资料来源：江苏省恶性肿瘤诊治技术服务中心，浙商证券研究所
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图 72：肠癌的个性化治疗流程
资料来源：CNNC，浙商证券研究所
在结直肠癌的治疗策略中，未来首先检测 RAS，BRAF 或 PIK3CA 上的基因突变，给出对应的用药指导。其他突
变与疾病的关系，有赖于未来基因测序与疾病关联度的研究。
6.3. 21 基因检测对乳腺癌预测和预后，避免低复发风险者过度治疗
6.3.1. 乳腺癌治疗现状分析
乳腺癌是妇女最常见的恶性肿瘤之一。据统计，全球每年有 50 万妇女死于乳腺癌，在我国的一些大中城市乳腺癌
的发病已呈明显上升趋势，并趋于年轻化，已成为威胁女性生命健康最常见的疾病。
他莫昔芬和化疗是临床上常用于治疗乳腺癌的两种方式。化疗治疗效果好，复发概率低，但是副作用大，过度治
疗严重；他莫昔芬副作用小，但是复发率高达 20%。临床上传统的乳腺癌预后预测方法是基于患者年龄、肿瘤大小、
淋巴结浸润及组织学分级等临床病理特征来进行个体复发风险的评估。长期以来缺乏有效的预测预后手段来指导患者
的个体化治疗，以致于一部分化疗获益甚少的早期乳腺癌患者也不得不接受化疗。随着基因组学的发展，21 基因
Oncotype Dx 检测的有效性及准确性已在各种临床研究中得到了证实。而通过检测 21 基因的表达计算得出的 RS 则不
依赖于年龄和肿瘤大小，对复发有较好的预测能力，进而判断患者从化疗中的获益，避免过度治疗。
6.3.2. 21 基因检测法帮助患者评估复发风险，避免过度治疗
图 73：乳腺癌治疗现状分析 图 74：21 基因法预测乳腺癌十年复概率的基因类型
资料来源：浙商证券研究所 资料来源：NEJM，浙商证券研究所
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乳腺癌患者的复发风险和化疗获益程度是不同的，21 基因检测可以预测早期乳腺癌患者的化疗获益和 10 年内的
远期复发风险。美国临床肿瘤学会（ASCO）和美国国立综合癌症网络（NCCN）都将 21 基因检测纳入到了他们制定
的临床指南中，用于评估患者是否可以通过化疗获益。
图 75：RS≥31 的乳腺癌患者化疗受益大 图 76：RS＜18 的乳腺癌患者化疗受益小
资料来源：NEJM，浙商证券研究所 资料来源：NEJM，浙商证券研究所
21 基因法最早由 Paik 等人提出，通过检测肿瘤内基因特性，选出了 21 个经他莫昔芬治疗后的淋巴结阴性、ER
阳性乳腺癌患者远期复发相关的基因。这 21 个基因包括 16 个肿瘤相关基因及 5 个参考基因。其中肿瘤相关基因包括：
增殖相关基因(Ki67、STK15、Survivin、CyclinB1、MYBL2)；侵袭相关基因(Stromelysin3、Cathepsin L2)；HER2 相关
基因(GRB7、HER2)；激素相关基因(ER、PR、Bcl-2、SCUBE2)；GSTM1；BAG1；CD68。而 5 个参考基因则为 Beta-actin、
GAPDH、RPLPO、GUS、TFRC。根据这些基因的表达水平可对肿瘤进行 RS。高 RS 的患者(RS≥31)可以从化疗中极
大地获益；中复发风险者（8≤RS<30）虽未显示出辅助化疗有明显获益，但并不能肯定无获益；低复发风险者(RS<18)
的患者从化疗中的获益极微。通过 RS 分级，我们可以将低复发风险者从传统的所谓标准治疗中解放出来，从而避免
过度治疗。
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7. 国内基因检测公司投资策略
7.1. 国内基因检测公司分析
表 15：国内基因检测公司比较
公司名称 产业链 公司经营概况（或投资/收购公司概况）
达安基因 上 中 下
游
国内 PCR 技术应用领域龙头，开拓了基因疾病诊断新领域；分子诊断龙头，2014 年
底市场占有率达 23.5%。达安基因的 DA8600 测序平台已获批，在全国有 8 个已经获
批的临床检验中心。
紫鑫药业 上游 由子公司中科紫鑫经营第二代高通量基因测序仪，第二代基因测序仪技术主要是与中
科院北京基因组研究所合作，目前基因测序仪仍处于研发试生产阶段。
昌红科技 上游 该公司产品线中具有基因存储板、分子筛、基因扩增板等产品，基因存储板是基因测
试工程的核心耗材、壁垒极高。是 Thermo Fisher 基因检测试剂提供商。
北陆药业 中下游
收购南京世和基因 20%的股权。世和基因主要从事开发、运营、销售与癌症用药有关
的基因检测技术服务业务，包括高通量全景癌症基因检测、罕见病基因检测、科研测
序及合作服务等服务和相应技术支持。
迪安诊断 中下游
公司第三方医学诊断服务主要向各级医疗机构提供医学诊断服务，开展生化、酶免、
放免、染色体检测、骨髓细胞分析和组织病理、细胞病理及分子病理诊断等。公司全
资子公司杭州迪安医学检验中心有限公司取得了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量
基因测序技术临床应用试点资格。
千山药机 上中游
公司控股的上海申友主营基于荧光定量 PCR 技术、传统测序及高通量测序技术的体
外诊断试剂的研发、生产销售以及相关检测服务。目前上海申友已经检测数十万人，
慢病患者的大数据库正初步建立。参股宏灏基因进入基因测序市场，目前已经成功研
发了针对高血压等 5 类个体化药物治疗基因检测芯片。
新开源 中下游 2014 年收购呵尔医疗、三济生物、晶能生物 三家公司各 100%股权，三家并购企业分
别从事肿瘤早期诊断、分子诊断、二代基因测序。
汤臣倍健 中下游 入股基因测序领先企业上海凡迪生物，凡迪生物产品包括孕安迪无创产前胎儿 DNA
检测、叶酸代谢障碍遗传分析、单基因病遗传分析和二代测序科技服务。
中源协和 中下游 中源协和干细胞公司在中国人群疾病易感基因领域开发出符合国际标准的基因检测
系列项目，采用准确度最高、国际“金标准”SNP微测序技术进行疾病易感基因的检测。
仟源医药 中下游
仟源医药=孕环境检测+婴儿基因+保灵孕宝，其子公司恩氏基因系一家以基因制备技
术和人体环境检测技术为核心，以孕环境检测和婴儿基因保存为主营业务的科技型企
业。
荣之联 下游
依托华大基因布局“生物云”，是国内领先的信息技术服务提供商，致力于融合云计算、
大数据技术，推动企业信息资源创新应用。其现有业务由云计算和 IT 服务、大数据
和物联网、生物云等三大业务板块组成。
安科生物 下游 子公司中德美联经营涉及生物基因测序、DNA 检测等业务。
开能环保 下游 子公司与明码生物科技合作，建立个人基因检测项目。
西陇科学 中下游
国内化工领域龙头，入股美国基因检测公司 Fulgent，并在国内设立基因检测子公司。
Fulgent 是美国临床分子诊断标准化基因检测服务机构，向全球提供最全面的基因检
测服务。
广生堂 下游 出资 2450 万元与北京博奥医学检验所共同投资设立福建博奥医学检验所，进入基因
检测领域。
金域检验 下游 全国最大的第三方医学检验所，16 年 3 月成为国家一批基因检测技术应用示范中心
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马应龙 下游 武汉马应龙达安基因诊断技术有限公司主营肛肠疾病基因诊断技术和产品开发
澳洋科技 中游 参股吉凯基因，切入基因检测和诊断领域。
利德曼 下游
主要从事体外诊断产品及生物化学原料的研发、生产和销售，主要产品为体外生化诊
断试剂，目前已获得 99 项体外生化诊断试剂产品注册证书，是我国生化诊断试剂品
种最齐全的生产厂商之一。公司目前正在研发的产品有叶酸利用能力遗传分析分子诊
断试剂，利用荧光探针水解法（Taqman 法），同时对人亚甲基四氢叶酸还原酶基因及
甲硫氨酸合成酶还原酶基因进行基因多态性分析，从而对患者叶酸利用能力进行遗传
分析。
科华生物 中下游 公司是国内生产量最大、市场占有率最高、品种最齐全、报批量最大体外诊断试剂生
产企业，公司研发高管公开表示，公司已开展基因测序相关的研发工作。
资料来源：浙商证券研究所
中国的基因测序产业尚处于起步阶段，技术和政策层面尚未成熟。上市公司中，多是通过近年来的并购和入股进
入基因测序板块，积极在上中下游布局。目前 A 股众多公司中，基因测序全产业链的公司较少，主要集中在中下游，
多以提供基因测序服务为主，A 股公司中有达安基因，紫鑫药业两家在产业链上游布局，中下游布局公司众多，其中
荣之联是 A 股唯一以大数据分析为核心的公司。国内 NIPT 和胚胎植入前遗传性筛查相对成熟，肿瘤诊断，个性化治
疗和遗传病诊断目前尚未形成成熟的市场，未来市场成熟还需要较长时间的积累与发展。
7.2. 上游测序仪与试剂国产化，有效降低企业成本
目前，Illumina 和 Thermo Fisher 设备占比超过 90%，上游基因测序设备制造已形成垄断。除供应测序仪外，中游
应用商还必须购买仪器运行所需的耗材和试剂，应用商基本上不具有议价能力，采购的比例越高，议价能力越弱。测
序仪的制造是一个高壁垒的行业，只有大公司有独立开发测序仪的实力。这就决定了国内大部分公司只能通过购买国
外仪器，或者将收集的样品交给测序公司完成。目前最有可能在上游获得突破的有贝瑞和康、华大基因、达安基因、
紫鑫药业和博奥生物。其中达安基因和贝瑞和康是与国外测序公司合作，在国内贴牌生产，不拥有测序仪器的核心技
术，但是能够大幅降低成本。华大基因收购美国 Complete Genomics 公司后获得了 CG 公司基因测序的领先技术和基
因测序设备的知识产权，能够独立生产测序仪。紫鑫药业与中科院北京基因组研究所合作开发的第二代测序仪尚未
发布，未来技术突破后有望成为首个国内自主研发的二代测序仪。
7.3. 中游测序服务产品同质化严重，终端渠道为王
由于从事基因测序公司众多，产品有逐渐趋于同质化的倾向。整个测序服务是一个高固定成本、低可变成本的行
业，即一次性购入昂贵的测序设备后，后续的每次测序的边际成本是很低的。这种成本结构加上产品同质化竞争容易
诱发价格战，这点在无创产前筛查上表现最为明显，从刚上市 3000-4000 元每次检测降到现在的 1000-1500 元每次。
肿瘤基因检测在产品上也表现出了很高的同质性，检测的基因都是比较常见的癌基因，Gene Plane 的设计也很相似，
不同公司产品区分度小。
在基因检测服务中，医院是主要的下游终端，医院在我国医疗服务产业链中一直处于最高端的位臵。在国家大规
模推行分级诊疗后，预计会有大量的社区医院或二级医院将检测外包给第三方医学检验中心。通过与第三方医学检验
中心合作，一方面医疗机构为基因测序公司提供样本，在赚取利润的同时获得样本；另一方面，检测结果能够为医生
提供候选的治疗方案，有利于疾病的治疗。目前，国内测序服务提供商众多，但是医院资源相对较少，测序服务提供
商与他们交易中没有议价优势，医院可能会拿走大部分利润。部分公司采取 APP、微信公众号、网站等方式推广产品，
试图拷贝美国基因消费公司 23andMe 的方式，降低了渠道分成费用。通过降低价格、贴近终端消费者、细分市场等策
略来占领市场。目前来看，这种方式的效果并不好，市场接受度低。
中游的测序服务提供商中，占有渠道优势的公司将具有先发优势，可以快速引入测序产品占领市场。在中游已经
获得渠道优势的有：达安基因，迪安诊断，华大基因和贝瑞和康。
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7.4. 下游大数据分析能力和大样本库是关键
目前，高通量测序技术使单个实验室能以合理的成本产生 TB 级，甚至 PT 级数据量。然而，一些小实验室显然不
具备储存和处理这些大规模数据、或将数据与其他大规模数据整合所需要的计算机基础设施。大部分公司只能采用现
有的软件对数据进行简单的分析，未来大量样本数据的存储和分析有可能成为产业发展的瓶颈。
未来可能的解决方案就是集中存储这些数据集，并且为之提供高性能的计算。把云存储、云计算和序列数据库结
合起来前景无限。目前，国内华大基因是数据和存储能力最强的企业，已建设数个大型生物信息学超级计算中心，并
逐年呈递增趋势。荣之联是国内生物信息服务领域的唯一标的，公司深耕生物信息服务领域多年，有望受益精准医学
爆发性增长。目前，荣之联选择了与华大基因合作，为其建设了生物云计算数据中心，在建设运维管理系统、高性能
计算系统资源管理和作业调度、海量存储系统、高强度网络传输及数据分析和 3D 格式化等方面积累的坚实的技术基
础，具备实施生物信息 IT 基础架构的设计及建设能力。
总的来说，上游测序仪的垄断格局中短期难以改变，国内企业暂时只能通过并购和与上游企业合作进行产业链延
伸。中游测序服务商的先行者有望通过市场准入抢占先机，尤其在渠道和终端的先发及卡位优势将日益突出。渠道尤
其医疗机构的渠道数量和稳定性，决定了基因公司的销售收入和利润。从中短期看，占领市场的多寡凭借的是销售策
略。从长远战略看，除了“渠道致胜”，未来在规模效应下对于成本的控制和产品的不断创新升级，才能生生不息。基
因组样本库的建立和完善，积累的大数据价值将逐步显现，成熟的商业模式将促进行业快速增长。未来，随着下游大
数据的分析能力的增强，基因检测有望在疾病预防，临床诊断和个性化用药等多个领域实现从肿瘤到其他疾病的横向
发展。
我们建议关注有测序仪和试剂耗材生产能力的上游公司，占有医院渠道资源的中游测序服务提供公司和具有大样
本获取与大数据分析能力的下游生物信息学公司。从测序仪和试剂耗材生产能力上来看，推荐关注：紫鑫药业、达安
基因和昌红科技；从渠道占有能力上来看，推荐关注：达安基因、迪安诊断、北陆药业、安科生物、新开源、西陇科
学和中源协和；从大数据分析能力上来看，推荐关注：荣之联。
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以报告日后的 6 个月内，证券相对于沪深 300 指数的涨跌幅为标准，定义如下：
1、买入 ：相对于沪深 300 指数表现 ＋20％以上；
2、增持 ：相对于沪深 300 指数表现 ＋10％～＋20％；
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4、减持 ：相对于沪深 300 指数表现－10％以下。
行业的投资评级：
以报告日后的 6 个月内，行业指数相对于沪深 300 指数的涨跌幅为标准，定义如下：
1、看好 ：行业指数相对于沪深 300 指数表现＋10%以上；
2、中性 ：行业指数相对于沪深 300 指数表现－10%～＋10%以上；
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