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大資料分析是精準醫療發展助推器

——2016年中國精準醫療産業演進及投資價值研究

大資料分析是精準醫療發展助推器
大資料分析是精準醫療發展助推器
大資料分析是精準醫療發展助推器

精準醫療旨在根據個體基因、分子、細胞差異提供個性化治療方案,成為人類疾病治療和健康管理的發展方向。作為目前大健康産業發展最為活躍的細分領域,精準醫療融合了生物醫藥、高性能醫療裝置、移動醫療、生物資訊分析、醫療大資料等前沿技術,是衆多疾病患者治愈的希望所在,也是衆多醫療機構、制藥企業、醫療裝置研發制造企業、醫療服務機構積極争奪的市場,更是國家醫療健康體系建設重大領域之一。随着基因檢測技術的進步和成本快速下降,精準診斷的應用範圍快速擴大并為精準治療提供強大支援。靶向藥物、免疫細胞療法為代表的精準治療正在臨床研究并取得一定效果。未來在精準醫療快速進步的背景下,政府、企業、科研機構将加大對精準醫療的資源投入,将促進更多精準診斷、精準治療方法、技術的出現和應用,也将推動精準醫療産業突飛猛進的發展。

賽迪顧問通過對精準醫療産業的分析認為,基因檢測及分析服務領域相對成熟,将是精準醫療發展最為穩定的領域;癌症的診斷和治療最受關注,有望成為下一階段表現最為突出的領域;精準治療技術突破時點具有很強的不确定性,但收益最為巨大;生物大資料将是資金和資源耗費最大的領域。

精準醫療是

新型醫療服務産業

精準醫療(precision medicine)是利用高性能計算、大資料分析和雲計算技術,對基于個體基因、分子、細胞、行為等差異擷取生物資訊學資料進行精準分析,提供疾病的精确診斷結果,在此基礎上提供個性化治療服務。賽迪顧問認為,精準醫療産業是圍繞精準診斷(如基因檢測、細胞普查、移動醫療、測序資料分析等)和精準治療(如無創産前篩查、惡性良性腫瘤免疫治療、靶向藥物開發、幹細胞治療、疾病預防等)兩大階段,融合醫療裝置和耗材研發生産、前沿醫療技術研發、新一代資訊技術等領域的新型醫療服務産業。

2015年1月30日,美國總統奧巴馬在國情咨文演講中宣布将啟動“精準醫療計劃”,将“精準醫療”的影響力迅速推廣。

測序成本的快速下降和所需時間的縮短使基因測序大規模臨床應用成為可能。随着第二代測序技術的不斷進步,測定一個人全基因組資料的成本,由原來的上億美元,快速下降到1000美元左右,測序時間也縮短至3天,使基因測序商業化進入臨床應用成為可能,并奠定了精準醫療産業的基石;預計到2020年,第三代測序技術大規模應用後,完成一次測序的成本可能降至0.1元,測序時間有望縮短為10~15分鐘。

精準治療是

發展最終目标

精準醫療産業鍊環節包括上遊的醫療儀器(裝置)研發生産、醫用耗材制造、生物樣本資料庫建立與維護、前沿醫療技術和相關技術研發;中遊的生物樣本資料的檢測、測量和分析診斷;下遊的精準治療和健康管理。

基因測序是精準醫療産業發展的基礎,已經形成完善的商業化應用市場。基因測序作為精準醫療産業的基礎,貫穿精準醫療産業鍊。基因檢測上遊是測序儀器與試劑耗材,中遊是基因測序服務,下遊是生物資訊學分析。中下遊面向群體包括醫院、制藥公司、科研機構以及消費者等。

測序技術是基因測序儀的核心。基因測序技術迄今為止已經發展形成了三代測序技術,目前大規模商業應用的是第二代測序技術。

基因測序儀的壁壘極高。全球基因測序儀市場已經被illumina、life technology和roche(羅氏)三家公司所壟斷,如圖1所示。

大資料分析是精準醫療發展的助推器,成為産業跨界合作的重要領域。生物大資料内容涵蓋各種組學、患者病史、生活環境、行為習慣等多元度生物學資料。生物大資料具有資料量大、多樣化、價值高等特點。

精準醫療産業發展依賴大規模人群基因資料、生物樣本(細胞數量、蛋白質、代謝物、rna和dna以及全基因組測序)、生活資訊等資料的積累,大資料分析工具是對大規模的生物資訊進行資料挖掘的有效工具,有助于對疾病的起源和發病機制的了解,推動預防和治療方法的發展。

精準診斷是精準醫療應用的前提條件,診斷技術是精準診斷的關鍵。精準診斷産業鍊包括上遊的診斷儀器(裝置)和耗材的研發生産,以及相關科研及技術的發展;中遊基于現有的診斷技術開展的一系列診斷服務;下遊的不同服務對象。

診斷技術的革新會是精準診斷産業發展的關鍵驅動。診斷技術尤其是基因測序的不斷革新會使得檢測成本進一步降低,價格的降低将會大大推動相關技術的商業化,進而讓該領域産品和服務被大衆所接受。此外,即時診斷(poct)是整個精準診斷領域中有潛力大規模商業化的一個方向,很有可能對整個領域的發展起到巨大的推動作用。

精準治療是精準醫療發展的最終目标,藥物研發和治療方法臨床研究是目前的産業熱點。精準治療是精準醫療發展的最終目标。從産業鍊看,實作精準治療需要從生物醫學基礎科研及臨床研究開始,依賴生物樣本資料庫的積累和相關生物資訊分析技術的進步;在此基礎上,通過長期、嚴格的臨床檢驗完善各種治療手段,明确其适用的症狀和人群;最終,針對患者采取針對性治療。

靶向治療是精準治療實踐比較成功的領域,也是臨床研究最為活躍的領域。近10年來,有超過60項抗惡性良性腫瘤藥物獲得了fda的準許。靶向藥物巨大的市場空間吸引了醫療機構和制藥公司持續的研發投入,截至2016年6月,全球範圍内開展靶向治療臨床研究的機構有11409個,其中中國有557個,如圖2所示。

細胞免疫治療技術取得了一定積極效果,但仍需臨床研究予以完善。比如car-t和tcr-t等新興技術,都具有非常大的應用潛力,但未來很有可能出現進一步的革新。截至2016年6月,全球範圍内開展細胞免疫療法的臨床研究機構有1303個,其中中國有85個。

基因治療領域仍處于研究階段,大規模市場應用阻力較大。由于基因治療存在很大的道德質疑和技術上的不确定性,全球僅有少數技術被準許上市。

截至2016年6月,全球範圍内開展基因療法的臨床研究機構有4582個,其中中國有167個。

其難點和突破點包括以下三點。

首先,治療方法的研究和應用。精準醫療最大的難點在精準治療,而精準治療的難點既有如何針對特定的人群研究出有效的治療方法,還有如何保證治療方法在經濟上可行。

在基因檢測技術快速進步的情況下,疾病類型的診斷越來越準确,緻病機理的認識也逐漸深入,但是在短期内研究出有效治療方法還存在很大困難,尤其是實踐中部分治療方法和藥物存在短期有效、長期副作用很大的情況。

此外,特定患病人群如罕見病群體數量較小、絕對支付能力有限,無法為相應的治療方法提供經濟的市場回報,制約了醫療機構和制藥公司的研發投入。

其次,生物樣本庫的有效整合。生物樣本資料庫的規範化,可大大減少資源浪費。目前,多個公司都在布局建立大而全面的生物樣本資料庫,需要非常大并且持久的資本投入,這其中可能會存在資源浪費的問題。比如,各個公司針對同一種疾病對象,花費大量資金對相關人群建立了自己的資料庫,資料庫的全面程度将決定誰能在市場競争中獲勝。然而,各個公司之間的資料庫建立範式可能會存在差别,無法整合利用,從整個社會的角度考慮就會存在巨大的資源浪費。

最後,醫療大資料的收集處理。精準醫療大資料的複雜度遠高于傳統網際網路大資料,相應的資料收集和處理能力成為亟待解決的難題。惡性良性腫瘤臨床資料需要采集的類型不僅包括傳統的生化名額、影像報告、傳統病理和治療資訊,還有通過新的臨床檢測手段産生的基因組資訊。對基因突變的正确解析、标記有臨床意義的注釋,不僅涉及數百個軟體包的開發和運用,還依賴于生命科學、臨床醫學、臨床藥理和生物資訊學資訊的科學了解和解讀。臨床實踐中,大資料來源于治療效果随訪跟蹤以及資料采集、儲存、調用、分析和整合等。

基因測序是發展最好的

細分領域

從市場規模和結構上看,精準醫療市場規模快速增長,是醫療健康增長最快的領域之一。

2015年全球精準醫療市場規模585億美元,預計2016~2018年期間增速達24.6%,是醫療健康增長最快的領域之一。基因測序是精準醫療的基礎,也是目前發展最好的細分領域,如圖3所示。

即時檢驗和分子診斷是精準醫療市場發展最為成熟的兩大領域,如圖4所示。

從區域分布來看,我國已形成基因檢測儀器和試劑研發相對集中、測序服務全面發展的格局。

基因檢測儀器和試劑研發作為高技術含量和壁壘的領域,分布相對集中在北京、上海、深圳、浙江、廣州、武漢、南京等中東部人才相對集中的一、二線城市。

北京、上海等地在中下遊的精準診斷和治療領域比較成熟。北京、上海擁有國内最為頂尖的研究機構和醫療衛生臨床應用機構,在此基礎上吸引了一批産業鍊中上遊企業集聚。衆多的高新技術企業幾乎覆寫了全部的精準醫療領域,并在基因測序、資料分析及臨床治療領域不斷取得了大量成果。

中遊精準診斷領域

投資最活躍

精準醫療前景被看好,風險資本不斷湧入。風險資本看好精準醫療産業的前景,多家知名投資機構進行布局。精準醫療産業的創投有兩種特點,一種是在精準醫療領域深耕的創投資本,其投資對象覆寫多個熱點,貫穿産業鍊,如北極光創投、紅杉資本、啟明創投等等;另一種是選取熱點領域跨界投資,如泰康人壽對華大基因的投資、姚記撲克對細胞治療領域的投資等。

行業内企業加速布局,上下遊整合成為趨勢。行業内的企業也加快布局精準醫療業務,産業鍊整合成為主要趨勢。産業鍊整合更注重和現有業務的結合,如迪安診斷依據自身在診斷領域的優勢,向下整合治療領域、健康服務領域等相關産業;羅氏控股加強在基因診斷領域投資等。

從投資機會來看,中遊精準診斷領域投資最活躍,相對于上遊産業,精準診斷領域技術壁壘較低,國内發展規模最大,是以該領域的投資主要是一線企業進行産業整合,争取市場佔有率。下遊精準治療領域所覆寫的行業最多,經濟價值最大,但是由于技術成熟度的限制,目前該領域投資主要集中在惡性良性腫瘤治療和生物制藥等領域。

上遊測序儀器技術壁壘高,診斷試劑擁有較大投資機會。上遊基因測序儀器技術壁壘較高,已經形成寡頭壟斷,投資機會不大。目前基因測序儀已經形成了illumina、life technology、羅氏三家壟斷的局面,目前隻有ibm、helicos、pacific biology等少數企業在此領域進行第三代測序技術的研發,但受高成本制約均無大規模商業化應用。

随着基因檢測服務被逐漸認可,國内龐大的病人群體對診斷試劑的需求将越來越大,投資機會相對看好。從細分領域來看,賽迪顧問認為,随着産前篩查市場的逐漸飽和,惡性良性腫瘤診斷市場的逐漸打開,惡性良性腫瘤基因診斷試劑尤其是肺癌、肝癌、胃癌、乳腺癌等領域的投資機會最為看好。

中遊精确診斷應用成熟度高,診斷服務仍有好的投資機會。市場需求的快速擴大是基因測序服務增長的核心驅動。精準診斷已經被準許臨床應用,随着無創産前診斷、惡性良性腫瘤診斷與治療、遺傳學診斷以及輔助生殖等相關的基因測序服務以及遺傳學診斷等相關的服務越來越多,中遊服務市場将成為整個産業鍊中市場增長最快的部分。

檢測和資料分析的緊密結合成為精準診斷的發展趨勢。由于測序服務缺乏核心競争力,相對産業鍊的上下遊均較為弱勢。測序服務公司往往會提供有償的生物資訊學分析服務。資料分析的有效性将決定中遊市場公司的核心競争力,而中遊資料解讀能力需進一步發展,樣本資料庫大小和準确度成為核心競争力。

下遊精準治療受政策限制,靶向藥物研發投資機會較為明确。精準治療前期由于技術不成熟、醫學倫理争議等問題,部分精準治療如基因治療、幹細胞治療、細胞免疫治療受到限制;随着技術的進步與政府相應政策的放寬,下遊精準治療領域将成為最具投資價值的領域。

癌症靶向治療是精準治療最為成功的應用領域之一。通過癌症基因檢測,尋找癌症患者基因改變,并尋找有效藥物已經成為治療正常方法。從長遠來看,随着基因測序技術的普及,圍繞癌症治療的單克隆抗體治療和小分子靶向藥物治療領域的投資潛力較大。

生物大資料是

關鍵發展技術

賽迪顧問通過對精準醫療産業的分析,提出以下幾點對策和建議。

基因檢測及分析服務領域相對成熟,仍将是精準醫療近期發展最為穩定的領域。基因檢測作為精準醫療産業的基礎,細分産業鍊相對成熟,發展方向比較明确,未來該領域預計将在穩固惡性良性腫瘤檢測、産前篩查兩大傳統應用領域基礎上,逐漸擴大在藥物研發、遺傳病治療等應用領域的拓展。賽迪顧問建議投資機構可重點關注藥物研發等下遊應用領域的投資機會。

癌症的診斷和治療最受關注,有望成為下一階段表現最為突出的領域。癌症作為常見疾病已經成為全球主要的死亡原因,研究發現許多分子病變是驅動癌症的誘因,這也是精準醫療最為擅長的領域,對緻癌機制的新了解已經開始影響藥物和抗體設計,以及對癌症風險評估、分類診斷以及治療政策。目前研究的熱點靶向治療、細胞免疫治療等均是圍繞這一領域展開。賽迪顧問建議密切關注技術的相關進展和投資機會;政策制定也應特别關注癌症診斷和治療,以吸引資源向該領域重點傾斜。

精準治療技術突破時點具有很強的不确定性,但潛在收益巨大。精準治療技術的精準性展現在對特定人群的治療有效性,相應的治療方法研究和靶向藥物研發周期長、投入高、不确定性大,其突破時點和應用效果具有很強不确定性,這也是精準醫療投資風險最大、收益最高的領域。賽迪顧問建議鼓勵臨床應用研究在嚴格監管條件下有序展開,既保證治療技術的持續研發投入,又確定社會輿論理性認識前沿醫學領域。

生物大資料将是資金和資源耗費最大的領域,也是絕對長期競争的關鍵所在。作為精準醫療産業的關鍵發展技術之一,生物大資料的收集、分析和解讀将成為了解疾病形成機理的重要手段,進而為下一階段的精準治療和健康管理提供破解方法。大型資料庫的建立及後續的大資料分析和長期維護都将耗費大量的資金和資源,也成為富有遠見公司前瞻性布局的領域。賽迪顧問建議政府适度參與,推動資料标準化制定;必要時提供基礎資料庫建設資金,資助醫療大資料技術研發。

本文轉自d1net(轉載)