2022基因行业蓝皮书

2022基因行业蓝皮书 2022.06.08 基石生命 青岛自贸片区·中德生态园 编辑委员会 顾问 陈润生詹启敏 主编 汪亮 副主编 曾威锋 编委 方向东姜艳芳柴映爽汪婧婧席建忠傅赟彬张勇白净卫赵饮虹梁波罗华霖孟鑫 致谢 程鹏程 周红梅 姜丽岩 唐华 武爱文 刘名 蒋晓庆 保伟 段志峰 杨扬 杨迁 陈维之 孔令印 朱远方 贾永利 张宇昕 张宇 钟学丽 罗潇潇 张时雨 姜伊莹 周子琦 孟楠 组织机构 发起机构 基因慧 （深圳基因界科技咨询有限公司） 联合发布 成都齐碳科技有限公司北京基石生命科技有限公司广州源古纪科技有限公司 深圳华为云计算技术有限公司深圳华大智造科技股份有限公司苏州贝康医疗股份有限公司 埃德特（上海）生物科技有限公司无锡臻和生物科技有限公司青岛自贸片区·中德生态园 目CONTEN录TS 一、行业概况 15 1.1基因行业的本质���������������������������16 1.2市场环境和需求���������������������������20 1.3应用场景及市场规模�������������������������27 1.4生产要素的变化���������������������������35 1.5技术及产业进展���������������������������42 二、关键技术及方向 47 2.1生产配套：分子生物酶、单细胞建库、自动化��������������48 2.2生产平台：基因测序、DNA合成、基因治疗载体�������������58 2.3分析工艺：软件及数据库、云平台、区块链���������������69 2.4前沿方向：时空组学、基因编辑、DNA存储���������������76 三、核心应用 85 3.1传染病病原微生物核酸检测����������������������86 3.2孕前、胚胎植入前及产前基因检测�������������������88 3.3肿瘤早诊及伴随诊断�������������������������93 3.4新药研发������������������������������102 3.5罕见病/遗传病辅助诊断�����������������������105 3.6直接面向消费者基因检测�����������������������110 3.7农业与海洋分子育种�������������������������113 四、产业链分析 120 4.1基因检测产业简析��������������������������122 4.2基因诊断产业简析��������������������������127 4.3基因治疗产业简析��������������������������130 4.4基因合成产业简析��������������������������133 4.5核心赛道及其代表企业创新案例��������������������136 五、“基因+” 180 5.1基因+新药研发���������������������������181 5.2基因+生物育种���������������������������190 5.3基因+DNA存储���������������������������193 5.4基因+自动化控制��������������������������197 六、基因行业投融资分析 201 6.1国内投融资概述���������������������������202 6.2国外投融资概述���������������������������204 6.3投融资热门赛道分析及预判����������������������206 七、基因产业孵化和产业集群 207 7.1全球代表的产业孵化器和加速器��������������������208 7.2国外优秀产业园简析�������������������������211 7.3国内代表产业园及产业集群����������������������216 八、基因行业展望 225 8.1未满足需求�����������������������������226 8.2发展机会与风险分析�������������������������230 8.3行业趋势简析����������������������������233 九、附录 237 主创团队 主编简介 汪亮，基因慧创始人&主编，专注基因及生命健康产业研究，参与国家发改委《战略性新兴产业发展展望》白皮书执笔，受聘中国遗传学会产业促进会委员、广东省精准医学应用学会政策研究应用分会常委、哈尔滨工业大学（深圳）特聘教师等；毕业于哈尔滨医科大学生物信息专业，先后服务于国家人类基因组南方中心、华大和药明康德等；带领基因慧建立首个数字生命健康产业信息平台YourMap®，连续五年发布年度基因行业蓝皮书以及单细胞、大数据、肿瘤精准医疗、DNA存储等行研报告，组织多家行业机构发布多项行业共识和团体标准。 曾威锋，基因慧行业分析师，雷丁大学投资管理硕士，专注于基因、生命健康等领域研究。曾任职于国盛证券研究院、国信泰九等，研究领域涉及社会服务业、大健康、PPP等行业。参与撰写《DNA存储蓝皮书》、《2022年基因行业蓝皮书》等。 基因慧专注数字生命健康产业知识服务。创始团队深耕行业一线十余年，秉持“使连接产生价值，用数据看见未来”的理念，基于产业智库和专业内容，提供产业规划、行研咨询、科技推广等服务。连续五年发布行业蓝皮书，被国家及省市级产业报告收录，组织多家单位发布行业共识和团标，推动生命科技普惠和产业融合发展。 ☆国家发改委《战略性新兴产业发展展望》报告执笔单位 ☆广东省精准医学应用学会政策研究应用分会常委、遗传病分会常委 ☆参与组织发布基因检测报告共识、全流程共识和团体标准 ☆发布首个数字生命健康产业大数据平台优脉通YourMap® ☆组织基因检测联盟（筹）及首届和第二届会议 ☆主办数字健康私董会、大湾区生命健康创新论坛 ☆参与多个省级基因、大数据、养老等主题的产业园区规划 ☆发布数十份基因及数字生命健康相关行研报告 ☆全国卫生产业企业管理协会精准医疗分会理事 基因慧简介 序言 基因科技助力医药医疗体系范式创新 陈润生 中国科学院院士 中国科学院核酸生物学重点实验室学术委员会主任 2022年5月，中国首部生物经济五年规划《“十四五”生物经济发展规划》出台，其中提到，推动生物技术（BT）和信息技术（IT）融合创新，加快发展生物医药、生物育种、生物材料、生物能源等产业，做大做强生物经济。这对于基因组学和生物信息学研究及科研成果转化将起到很大的促进作用。 生物信息学在我国起步于上世纪80年代末，在我国科学家参与完成人类基因组计划“1%项目”后获得极大的发展，系列地对常见的植物、动物、微生物进行基因组测序和生物信息研究，接着参与完成了“国际人类单体型图计划”的“10%项目”和主导完成水稻基因组、首个黄种人基因组的“100%项目”等工作。从测序物种和数据来看，我国的基因组测序规模是全球最大的；在生物信息学研究和核心技术转化方面，还有很多空间需要探索，我有幸作为最早从事理论生物学、生物信息学以及非编码RNA研究的科研人员之一参与建设。 经过40余年发展，基于高通量测序的基因组研究和生物信息学已“繁衍”到生物医学的各个方面，特别是在分子水平的核酸检测、核酸药物、核酸疫苗等研发均依赖基因组研究成果。 更重要的是，基因科技引导以诊疗为主的传统医学过渡到以健康保障为主的精准医学阶段，从传统的为病人提供诊疗为目的的模式转变为基于生命大数据的全生命周期预防保障模式，基于测序、PCR等技术手段获得基因序列，通过生物信息进行解析和数据挖掘，结合临床信息、表型等信息，构建生命大数据，逐步实现生命全周期健康管理，除了精准诊断和精准治疗，基因科技还可以助力预防、预测和疗效监测，助力现代医学诊疗路径外，对于医保、医药、医学检验、保健等也提出了新的范式思路。 同时，要完全实现精准医疗或全生命周期健康管理，还有很长的路要走。 第一，从研究层面，目前真正破译的人的基因组测序不超过总量的3%，这是精准医疗所依赖的基础，剩余97%的遗传密码相当于基因组的“暗信息”，所以全基因组测序容易实现但功能注释无法完全实现，其中特别是非编码RNA的研究，这是国际科学研究领域的热点，我们需要进一步投入和研究和转化。早在1993年，我就把研究团队全部转向97%的非编码研究上来，构建的收录非编码RNA及其基因的数据库NONCODE，这也推动了国内的非编码研究； 第二，我国的基因源规模很大，但样�源缺乏体系的、通用的、特定疾病的样 �库。目前各大研究机构、医院、企业都存有大量基因数据，如何有效整合、安全共享、合规应用是摆在宏观层面的重大课题； 第三，像肿瘤、心脑血管病等多基因病，自变量可能成百上千，对于大规模特定疾病样�的基因组专项研究有很大挑战，未来需要探索在新的组学意义上定义疾病，例如基于基因靶点的泛癌种诊断和治疗。目前行业重点逐步从“测序基因组阶段”过渡到“系统生物学阶段”，加速基因功能发现和转化应用； 第四，影响疾病发生的不仅仅是基因的变化，还包括基因间的相互作用以及更广泛的调控网络等，这些动态的、有向的、复杂的非线性网络的解析是广泛的基因组科技。我们团队建立了收录非编码RNA与其他生物大分子相互作用的数据库NPInter，已成为国际在非编码RNA领域非常有影响力的数据库。BT与IT的融合将起着重大作用，特别是人工智能、高性能计算等加速基因大数据的建模与挖掘。 我国在基因科技领域已经实现全球并跑，特别是数据规模上。同时，如果我们进一步开发生物信息方法学，把生物信息研究结合大数据挖掘开发新一代药物，将有机会在生物药取得国际领先的成果。随着97%遗传密码“暗信息”的逐步破译、BT和IT领域的融合、产学研用的连接协作（这方面哈医大学子汪亮领衔连续五年发布的年度基因行业蓝皮书起到很好的作用），我相信未来十年基因科技领域一定有更加蓬勃的发展，挖掘生命密码，为人类造福。 基因等前沿生物技术是“健康中国”的科技制高点 詹启敏 中国工程院院士 北京大学国际癌症研究院院长 北京大学健康医疗大数据国家研究院院长 2014年，习近平总书记指出“没有全民健康就没有全民小康”，清晰和科学的将全民健康和中国梦联系起来。一年前，总书记又把科技工作从过去的三个面向，即面向国际前沿、面向经济主战场、面向国家战略重大需求，加上了面向人民生命健康。明确了健康中国的主线，即科技创新驱动。 科技创新的主题下，除了弥补短板，更要在并跑的赛道发力，快速形成我国科技制高点并实现科技领跑，我国基因技术领域具备这样的基础和特质。在我国“十四五”规划中，基因作为七大前沿攻关领域之一，也是六大未来产业之一。可以看到，在实现“健康中国”，基于创新驱动，面向人民生命健康的发展道路上，基因等生命科技占据重要地位。 在今年的新冠疫情防控中，核酸检测发挥了核心的病毒溯源和筛查把关的作用。这里面体现了我国基因产业在病原微生物测序的研发能力和基因检测的生产通量。除此之外，我国在测序仪、单细胞、DNA合成、生物信息、肿瘤辅助诊断等方面已达到与先进国家并跑的水平。产业方面，由于政策的鼓励、回国人才的队伍建设和资�助力，我们看到一大批生物医药企业快速成长，每年新上市科技企业逐步增多。 同时，我们也看到，基因技术由于其交叉性和复杂性，全球还在发展早期，我国尚未形成自主的产业链和代表性基因产业集群，在数据库、核心平台及原材料、肿瘤筛查、基因治疗等细分领域仍有较大差距，产业格局尚未形成规模，发展的稳定性也面临挑战。 在满足医疗健康等需求的同时，需要严格遵守遗传资源管理、科技伦理、生物安全等框架，抓住重点方向，开发核心工具和基础平台，推动产业发展，是值得思考的