2015年奧巴馬政府頒布“精準(zhǔn)醫(yī)療計劃”，2016年3月中國科技部也將精準(zhǔn)醫(yī)療列入重點(diǎn)研發(fā)計劃，政策層面對于精準(zhǔn)醫(yī)療的鼓勵推高了產(chǎn)業(yè)層面的熱度，同時作為精準(zhǔn)醫(yī)療排頭兵的基因測序行業(yè)也火熱起來。本文從專利的角度，力求為大家全面解讀基因測序行業(yè)的發(fā)展。

　　核心要點(diǎn)：

　　1. 目前市場上高端測序設(shè)備的輸出國家主要集中在美國，而中國則是基因測序市場的需求大國；

　　2. 中國受理的基因測序相關(guān)專利已累積達(dá)到兩萬余件，其數(shù)量之多僅次于美國；

　　3. 在應(yīng)用方面，基因測序在全球的研究也主要側(cè)重在生殖健康和腫瘤診斷治療方面，其他醫(yī)療領(lǐng)域以及非醫(yī)療領(lǐng)域的研究尚未有較大突破。

　　2013年初，好萊塢著名電影明星安吉麗娜·朱莉通過基因測序，發(fā)現(xiàn)罹患乳腺癌風(fēng)險偏高后切除乳腺以預(yù)防疾病的發(fā)生；而在此之前，蘋果教父喬布斯在確診胰腺癌后也是借助全基因組測序，以期找到腫瘤基因獲得更精準(zhǔn)的用藥計劃。名人效應(yīng)將基因測序和精準(zhǔn)醫(yī)療帶進(jìn)普羅大眾的視野。

　　2015年初奧巴馬公開美國的“精準(zhǔn)醫(yī)療計劃（PMI）”，并表示這將帶來健康醫(yī)療領(lǐng)域的變革。2016年3月，中國科技部發(fā)布《關(guān)于發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計劃精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究等重點(diǎn)專項(xiàng)2016年度項(xiàng)目申報指南的通知》，將“精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究”列為2016年優(yōu)先啟動的重點(diǎn)專項(xiàng)之一，鼓勵和支持以基因測序?yàn)榛A(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)療。2016年4月，國家發(fā)改委下發(fā)了《關(guān)于第一批基因檢測技術(shù)應(yīng)用示范中心建設(shè)方案的復(fù)函》，正式批復(fù)27個省市關(guān)于基因檢測技術(shù)應(yīng)用示范中心的建設(shè)方案。

　　看到這樣一場政策紅利下的基因測序的發(fā)展，可能很少有人會想到早在2014年2月，國家食藥總局聯(lián)合國家衛(wèi)生計生委曾一紙通知全面叫停行業(yè)監(jiān)管缺失的基因測序臨床應(yīng)用；而僅僅過了四個月，國家食藥總局又首次批準(zhǔn)了深圳華大基因公司的第二代基因測序診斷產(chǎn)品。這過山車一樣的行業(yè)變動，使得基因測序行業(yè)終于迎來行業(yè)整頓和多部門聯(lián)合監(jiān)管，如今在各種政策紅利下重新茁壯成長。

　　一、基因測序行業(yè)介紹

　　1、基因測序產(chǎn)業(yè)鏈

　　首先小編帶大家了解一下基因測序的產(chǎn)業(yè)鏈：

　?。?）處于產(chǎn)業(yè)鏈最上游的是基因測序儀器與耗材試劑，國外的主要公司是Illumina、Life Tech以及Roche；國內(nèi)多采取與國外公司合作授權(quán)的形式，主要公司有華大基因、貝瑞和康與達(dá)安基因；從事自主研發(fā)的公司主要有紫鑫藥業(yè)(與中科院基因組所合作)等。

　?。?）中游是基因測序服務(wù)，而現(xiàn)今國內(nèi)最主要也是最成熟的基因測序服務(wù)是無創(chuàng)產(chǎn)前基因測序，美國的主要公司有Sequenom， Verinata Health，Ariosa Diagnostics和Natera；國內(nèi)市場主要有華大基因、貝瑞和康、達(dá)安基因、諾和致源和安諾優(yōu)達(dá)等。

　?。?）下游消費(fèi)群體包括：醫(yī)療領(lǐng)域的醫(yī)院病人、藥廠及科研機(jī)構(gòu)等，以及非醫(yī)療領(lǐng)域，如育種公司、環(huán)境污染治理單位等。

　　2、基因測序技術(shù)的發(fā)展歷史

　　從1953年沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，有關(guān)基因的測序技術(shù)研究就從未間斷過。

　　二、專利分析

　　本文也將從專利的角度，力求為大家全面解讀基因測序行業(yè)的發(fā)展。以下所有專利數(shù)據(jù)截止至成文日，并經(jīng)過同族去重；考慮到18個月的公開期限，已申請未公開的不做統(tǒng)計。

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　　1、申請趨勢

　　自從1975年桑格和考爾森發(fā)明第一代測序技術(shù)至今，基因測序技術(shù)相關(guān)專利申請已經(jīng)累積10萬余件；1986年ABI公司推出第一臺商用基因測序儀，在隨后的二十多年里，二代、三代測序儀陸續(xù)登場。如今二代測序儀因?yàn)槠涓咄?、高?zhǔn)確度和低成本已成為當(dāng)前的測序主流，三代測序設(shè)備的普及也將會隨著三代測序技術(shù)的發(fā)展趨于穩(wěn)定和成熟。

　　圖1.基因測序行業(yè)專利申請趨勢

　　一代測序技術(shù)（1975～）：主要是Sanger測序法，測序讀長可達(dá)1000bp，準(zhǔn)確性高達(dá)99.999%，但其測序成本高，通量低，嚴(yán)重影響了其真正大規(guī)模的應(yīng)用。因而第一代測序技術(shù)并不是最理想的測序方法。

　　二代測序技術(shù)（2005～）：核心思想是邊合成邊測序（Sequencing by Synthesis），在Sanger等測序方法的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)創(chuàng)新，用不同顏色的熒光標(biāo)記四種不同的dNTP，當(dāng)DNA聚合酶合成互補(bǔ)鏈時，每添加一種dNTP就會釋放出不同的熒光，根據(jù)捕捉的熒光信號并經(jīng)過特定的計算機(jī)軟件處理，從而獲得待測DNA的序列信息。通量高，測序成本低，但是讀長較短，樣本制備較繁瑣。

　　三代測序技術(shù)（2008～）：二代測序技術(shù)雖然較Sanger測序有了巨大的突破，但是其測序的理論基礎(chǔ)仍然建立在PCR擴(kuò)增的基礎(chǔ)之上。為了有效的避免測序過程中由于PCR擴(kuò)增帶來的偏差，第三代單分子測序儀開始走入科學(xué)家們的視野，目前最具代表性的為單分子測序、納米孔測序。三代測序技術(shù)讀長較長，樣本制備較簡單，但是準(zhǔn)確率有待提高。

　　2、地理分布

　　圖2基因測序行業(yè)專利區(qū)域分布

　　從專利申請的受理國家和地區(qū)來看，目前基因測序的相關(guān)專利申請主要集中在美國、中國、日本、歐洲、韓國等地。目前市場上高端測序設(shè)備的輸出國家主要集中在美國，而中國則是基因測序市場的需求大國，早在2015年初，美國和中國也相繼提出加快發(fā)展以基因測序?yàn)榛A(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)療，所以基因測序的相關(guān)專利申請在美國和中國的布局也會相較其他地區(qū)較多。

　　3、技術(shù)分布

　　圖3基因測序行業(yè)專利技術(shù)分布

　　從技術(shù)分布來看，基因測序技術(shù)主要應(yīng)用于基因檢測，早期疾病預(yù)防、診斷和一些個性化用藥指導(dǎo)等。

　　4、主要申請人

　　圖4基因測序行業(yè)主要專利申請人排名

　　在排名前十的申請人中，除中科院外，其他均為國外研究機(jī)構(gòu)和公司?？梢娭袊谶@方面的研究還主要集中在科研院所，企業(yè)的研發(fā)實(shí)力有待加強(qiáng)。

　　（二）主要國家分析

　　1、美國

　　美國是基因測序技術(shù)的研發(fā)大國，世界上主要的測序儀器設(shè)備主要來自于美國，截至目前，美國受理的基因測序相關(guān)的專利申請已達(dá)到四萬余件。

　　從申請人排名來看，排名前十的除了加利福尼亞大學(xué)和霍普斯金大學(xué)外，其余全部為企業(yè)，可見基因測序行業(yè)在美國的成熟度。從企業(yè)名單來看，Life Tech，Genentech， Illumina，Roche等都是測序行業(yè)知名的上游儀器設(shè)備供應(yīng)商，并也已涉及中游的測序服務(wù)領(lǐng)域；而另外一些企業(yè)則主要為生物醫(yī)藥企業(yè)，這也恰恰能說明目前基因測序主要應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域。

　　從專利地圖可以看出來，美國基因測序相關(guān)的專利申請大部分都集中在癌癥診斷相關(guān)的研究上，另外在農(nóng)牧業(yè)和育種方面也有相對較多的研究。

　　2、中國

　　由于高校、科研機(jī)構(gòu)、海外醫(yī)藥公司在華機(jī)構(gòu)以及各類醫(yī)院的需求，中國已成為基因測序市場的大國。目前中國受理的基因測序相關(guān)專利已累積達(dá)到兩萬余件，其數(shù)量之多僅次于美國。

　　申請人方面，從排名來看主要集中在高校和科研院所，需要一段比較長的成果轉(zhuǎn)化之路。國內(nèi)申請人排名中，比較有特色的企業(yè)可以看到是深圳華大基因。

　　華大基因于2013年收購了美國基因測序設(shè)備開發(fā)商和制造商Complete Genomics公司，獲取CG公司基因測序設(shè)備知識產(chǎn)權(quán)，后推出BGISEQ系列測序系統(tǒng)，并獲得國家食品藥品監(jiān)督管理總局審查批準(zhǔn)通過，這也是國家食藥總局首次批準(zhǔn)注冊的第二代基因測序產(chǎn)品，打破了中國測序儀核心設(shè)備受制于國外的局面。

　　從中國基因測序相關(guān)專利的關(guān)鍵詞分布圖，可看出目前的研究主要集中在基因序列的檢測和特異性表達(dá)，著眼于精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)相關(guān)。

　　3、日本

　　有調(diào)查公司調(diào)查顯示，基因測序儀、DNA芯片、聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)這三項(xiàng)基因分析技術(shù)的市場規(guī)模在未來五年，將從2345億日元擴(kuò)大至3161億日元。而基因測序作為近年來的新興產(chǎn)業(yè)，在日本也早已布局開來。

　　日本受理的基因測序相關(guān)的專利約兩萬件，授權(quán)約26%，相較其他行業(yè)，整個基因檢測行業(yè)關(guān)于可專利性的問題一直存在一些爭議，授權(quán)率偏低也在預(yù)料之中。

　　從申請人方面看，日本基因測序相關(guān)專利主要為國外藥廠和研究機(jī)構(gòu)在日本境內(nèi)的申請。早期的研究主要集中在科研院所和大型藥廠，2012年因?yàn)槊绹?3andMe的成功引起日本國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的關(guān)注，而在2014年日本基因檢測市場又從互聯(lián)網(wǎng)過渡到物聯(lián)網(wǎng)，在遠(yuǎn)程醫(yī)療和精準(zhǔn)醫(yī)療的推動下，基因領(lǐng)域在日本蓬勃發(fā)展的時代也已全面開啟。

　　三、總結(jié)

　　目前全球基因測序行業(yè)仍處于發(fā)展初期，雖然人類全基因組測序成本已跌破千元（美元）大關(guān)，但對基因組的解讀、臨床大數(shù)據(jù)的積累才剛剛開始。而在應(yīng)用方面，基因測序在全球的研究也主要側(cè)重在生殖健康和腫瘤診斷治療方面，其他醫(yī)療領(lǐng)域以及非醫(yī)療領(lǐng)域的研究尚未有較大突破。

　　在我國，基因測序設(shè)備自主研發(fā)能力與發(fā)達(dá)國家相比仍然較弱，主要依賴進(jìn)口與合作；基因測序服務(wù)的應(yīng)用大部分還僅僅局限于無創(chuàng)產(chǎn)前診斷業(yè)務(wù)，雖然未來有百億的市場空間，但現(xiàn)今整個市場仍需發(fā)力。整體來說，基因測序的市場前景很美好，但是技術(shù)創(chuàng)新的投入和自主知識產(chǎn)權(quán)的研發(fā)還有很大的空間，同時國內(nèi)企業(yè)與高校研究院所的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合之路也有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

　　參考資料：

　?。?］ 艾瑞咨詢

　?。?］ 儀器信息網(wǎng)，基因測序產(chǎn)業(yè)鏈透析

　?。?］ 百度文庫，測序技術(shù)的發(fā)展歷程