基因测序发展新态势：在上游发展三四代技术，在下游完成样本积累

作者：张馨予

近日，银河证券历时两个多月，对基因测序行业龙头企业华大基因、贝瑞和康和达安基因相关上市公司进行了全方位调研，对行业政策环境，技术趋势及行业巨头的商业模式和投资逻辑进行了深入全面的分析，深入研究基因测序全产业链，梳理了 23andMe、Illumina、罗氏和谷歌的商业模式变革，并发布了《基因测序的发展趋势与商业模式——探讨精准医疗系列报告之（一）》的深度调研报告。研报指出，短期关注获取基因组样本和临床数据能力强的公司，长期内关注发展三四代测序技术的公司。

基因测序是精准医疗的基础，具广阔应用和增长空间

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。

精准医疗是一种基于“个人”的定制医疗模式，其以个体的组学信息和遗传信息为基础，以环境、生活方式、既往病史及诊疗方式等为跟踪对象，搜集全方位、可量化、有前瞻性和时效性的个体数据，通过数据的综合分析、挖掘形成有价值的医学信息，最终设计出针对个体的最优解决方案。基因测序为个体提供连续基因大数据，是精准医疗的基础和重要实现途径，制药、器械、IT 等行业巨头纷纷布局该领域。

基因测序技术凭借灵敏度高、精度和通量高、价格低廉等优势，成为基因检测技术中获取人体基因组数据的主流技术，通过将基因组数据与无线生物传感器获取的生命体征信息（如血压、心跳、脑电波、体温等），成像设备中的个体信息（如 CT、MRI、超声等）以及传统医学数据相结合，精准医疗为个体提供全新的定制医疗。

（一）“一刀切”治疗时代已过时，启动精准医疗刻不容缓

传统医学痛点催生精准医疗需求。传统的循证医学是结合临床医生的个人实践经验和客观的科学研究证据，对于症状相同的病人使用相同剂量的同种药物进行治疗，但治疗效果却千差万别。传统治疗方案显示，肿瘤的无效率高达 75%，糖尿病无效率 43%，抑郁症无效率也有 38%。人们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。

精准医疗借助可监测的遗传信息和环境信息，针对个体提供定制的优化治疗方案，提升现有治疗水平，并尽量在发病前就有望有效预防。

精准医疗具定量化、个体化、事前预防和连续性四大特点，是对传统医学的重要革新，进一步解决了传统医学的痛点，避免医生由于“只见森林不见树木”导致的过度依赖主观经验、描述和循证医学的大众数据，造成对个体的诊疗有效率低、副作用大、事后举措仓促等问题。精准医疗在提升医疗效率的同时，还可降低不合理医疗造成的高昂费用，具有广泛的社会效益。

（二）基因测序是精准医疗的基础

1、基因测序是建立“组学”大数据库和分析的基础，推动精准医疗实现“同病异治”和“异病同治”

精准医疗旨在向患者提供疾病精确诊断和个性化的治疗方案，并将医疗技术提升到病前预防水平。

相关技术的发展有两个要素：

1）构建“组学”大数据样本库，如基因组学、转录组学、蛋白组学等；

2）探究基因型与样本表型的关联，通过生物信息学分析和遗传诊断，建立遗传信息与临床检验和影像学等数据的关联关系，实现精确的疾病分类和诊断，制定个性化的疾病预防和治疗方案，做到“同病异治”和“异病同治”。

上述两要素都与基因测序密不可分。

2、个体间基因组0.5%的差异可被基因测序捕捉

人体基因组由 30 亿对碱基组成，不同人之间基因组的差别只有千分之五。正是这不到 1%的差别与外部环境共同决定着人体表型，如高矮胖瘦、酒量、乳糖耐受以及疾病等。基因测序是通过采集血液、体液或细胞，使用测序仪器获取被检测者的 DNA 序列，然后利用生物信息学方法将该基因信息与已知的基因突变数据库进行比对，并分析其中的异常突变信息，进而诊断疾病，甚至用于患病风险的预测。

人体基因组测序内容主要包括靶向重测序、外显子测序、转录组测序和全基因组测序。

通过与正常序列的比对，发现异常突变。异常突变信息按发生突变的碱基数量分为 3 类：

（1）单个碱基的突变：单核苷酸多态性(SNP），

（2）20bp 以下碱基的变异：插入-缺失（Indel），

（3）20bp 以上碱基变异：插入（Insertion）、删除（Deletion）、拷贝数变异（CNV）以及基因组结构变异(SV)等。

3、基因测序是基因检测的基础和主流技术