2023国产测序仪行业研究报告-近30款产品宣布商业化市场重塑窗口期.pdf

前言前言国产测序仪的崛起已经成为令人瞩目的焦点。根据蛋壳研究院统计，截至 2023 年 12 月 31 日，除开 Sanger 测序仪，目前中国有近 20 家企业披露了其自主研发的测序仪，其中近 30 款已经宣布商业化，8款获得了 NMPA 批准。高通量测序仪，以及新兴的单分子测序仪都有中国企业在深耕。然而实现大规模商业化落地对于国产测序仪来说仍是一大挑战，这需要企业持续提高产品稳定性和可靠性，切中目标市场真实需求，合理拓展应用领域。2023年国产测序仪行业研究报告旨在探寻国产测序仪爆发背后的驱动因素，分析如何加速实现国产测序仪商业化落地。基于此，蛋壳研究院调研了 8 家测序仪企业、3 家基因测序服务商，访谈了 11 位行业专家，撰写了此报告。核心观点：资本寒冬影响不明显资本寒冬影响不明显。中国基因测序仪行业累计有 13 家企业完成了 54 笔融资，融资总金额 132.34 亿人民币，融资表现远胜于精准检测和生命科学仪器众多细分赛道。特别是，IVD 和测序服务板块竞争日益激烈，测序仪的战略地位越发突出，圣湘生物、安图生物、金域医学等多家产业资本出手投资测序仪企业。高通量测序仪应用生态成熟高通量测序仪应用生态成熟，国产品牌在高通量测序仪国产品牌在高通量测序仪板块板块的话语权在迅速加强。的话语权在迅速加强。目前，一共有 10 家企业的 19 款高通量测序仪宣布商业化。多数新势力企业从中低通量切入，头部企业已经完整覆盖高中低不同通量范围。在未来一段时间内，高通量测序仪将继续占据主要市场地位。纳米孔测序仪或许是新势力企业弯道超车的机会纳米孔测序仪或许是新势力企业弯道超车的机会。根据统计，国内自主研发国产纳米孔测序仪的企业有 9 家，其中有 3 家企业的 6 款纳米孔测序仪已经商业化。对于纳米孔测序仪的准确性和成本优化问题，国内企业从芯片、生化性能、模型算法等角度着手，已经有好的解决方案。目录第一章 国产测序仪的崛起与爆发.11.1 测序技术存在不可能三角，各类技术互为补充.11.1.1 Sanger 测序是“金标准”，但不是最理想的测序方法.21.1.2 高通量测序：推动基因测序在临床各领域广泛应用.31.1.3 单分子测序：凭借长读长优势，大放异彩.41.2 测序仪爆发核心驱动力：政策引领、需求驱动与人才支撑.61.2.1 测序仪国产替代已上升至国家战略层面.71.2.2 下游市场越来越宽广，新需求涌现.81.2.3 人才沉淀，中国企业已具备硬核实力.10第二章 技术进步、商业化推动资本加快布局.152.1 一级市场累计融资 132.34 亿人民币，产业资本活跃.152.2 二级市场：国产测序仪强劲增长，新兴测序技术处于起步阶段.19第三章 近 30 款国产测序仪商业化，大规模商业化前景光明.223.1 产品洞察：国产高通量测序仪进展相对快，纳米孔测序仪是新热点.233.1.1 高通量测序仪往更高通量、更灵活、更低成本方向发展.233.1.2 纳米孔测序仪或许是新机会，成本、准确性优化是重点.253.1.3 单分子荧光测序国内布局企业少，或许是专利影响.273.1.4 Sanger 测序技术有独特生态位，部分企业在加深布局.283.2 资质洞察：35 款获 NMPA 批准，多款基于 DNBSEQ 技术.293.3 产品体系洞察：打造端到端的解决方案.323.4 商业模式洞察：多元化商业策略应对多元化场景需求.353.5 招投标洞察：三甲医院占 40%，国产品牌占 60.3%.38第四章 未来趋势：百舸争流，在激烈的竞争中脱颖而出.424.1 更换国产平台没有想象中困难，性能是关键.424.2 广布局、深探索，契合高频、真实市场需求.424.3 出海，参与国际竞争.43第五章 企业案例.42赛陆医疗：兼具测序仪和空间组学产品，实现国产替代和超越.45华大智造：测序仪产品矩阵完整，端到端解决方案更具优势.47图表目录图表 1测序仪在生态链中所处的位置.1图表 2Sanger 法测序原理.2图表 3高通量测序技术主流技术路线.3图表 4基因测序技术分类.6图表 5全球及中国基因测序上游市场规模（亿美元）.7图表 6测序仪国产替代相关政策.8图表 72022 年下游各板块中国地区市场规模（亿人民币）.9图表 8中国测序仪企业核心团队概况.11图表 9部分测序仪企业已授权专利数量.13图表 10中国测序仪行业融资概况.15图表 11测序仪行业融资年份对比.17图表 12测序仪行业融资轮次分布.18图表 13产业资本在测序仪行业的相关动作.18图表 142023 年上半年华大智造测序仪业务板块按收入地区划分.19图表 15自研国产测序仪发布年份分布（不包含 Sanger 测序仪）.22图表 16已经宣布商业化的国产高通量测序仪.23图表 17已商业化的国产纳米孔测序仪.26图表 18已商业化的国产单分子荧光测序仪.28图表 19已经商业化的国产 Sanger 测序仪.29图表 20获得 NMPA 批准的测序仪分类.30图表 21获得 NMPA 批准的高通量测序仪.30图表 22获得 NMPA 批准的 Sanger 测序仪.31图表 23国内测序仪企业产品体系搭建情况.33图表 24华大智造测序仪器收入和测序试剂耗材收入占比.34图表 25不同国产测序仪优势应用场景.36图表 26测序仪采购产品类别统计.39图表 27高通量测序仪招投标品牌分布.39图表 28测序仪采购方统计.40图表 29测序仪采购区域分布统计.41图表 30赛陆医疗产品矩阵.45图表 31华大智造测序产品线布局.47第 1 页 共 50 页第一章第一章 国产测序仪的崛起与爆发国产测序仪的崛起与爆发基因测序技术是指获得目标 DNA 片段碱基（包括腺嘌呤 A、胸腺嘧啶 T、胞嘧啶 C 与鸟嘌呤 G）排列顺序的技术。在医学诊断、生物技术开发、法医生物学、系统生物学、微生物学等应用领域中，基因测序已经成为核心技术之一。基因测序产业链分为上中下游三部分。上游是基因测序相关仪器、耗材及试剂供应商，开发并制造基因测序所需的设备、材料和试剂，为整个行业提供基础的支持。中游是基因测序服务提供商，包括实验室、研究机构和测序服务公司等，其构建大规模测序平台，并为其他用户提供测序服务，开发基因测序相关应用，细分领域较多，竞争相对上游更加激烈。下游则是以科研机构、药企、医院及广大人群为代表的测序相关应用或服务的终端消费者。图表 1 测序仪在生态链中所处的位置数据来源：公开资料整理，蛋壳研究院制图1.11.1 测序技术存在不可能三角，各类技术互为补充测序技术存在不可能三角，各类技术互为补充基因测序技术包括 Sanger 测序技术、高通量测序技术、单分子测序技术。此处需要先明晰一下各个测序技术之前的关系。Sanger 测序、高通量测序、单分子测序之间并非是代际关系，不适合用“一代”“二代”“三代”或“四代”来进行指代。各个测序技术之间方法学不同、测序原理不同，在测序精确度、单位时间数第 2 页 共 50 页据产量、平均序列读长、单位数据量成本等主要评价指标上各有优劣，各自有独特的定位和适用场景，更多是互补关系。1.1.1 Sanger 测序是“金标准”，但不是最理想的测序方法1975 年，英国生物化学家 Fred Sanger 发明了采用 DNA 聚合酶和双脱氧链终止测定 DNA 核苷酸序列的方法，此后这种方法又被称为 Sanger 测序法。Sanger 测序法的原理是：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（分为：ddATP,ddCTP,ddGTP 和 ddTTP），通过凝胶电泳和放射自显影后可以根据电泳带的位置确定待测分子的 DNA 序列。图表 2 Sanger 法测序原理图片来源：三代基因组测序技术原理简介Sanger 测序的独特优势是一次可以读取 600-1000bp 左右的碱基，读长高于高通量测序，同时准确率高，可达到 99.99%，是验证测序准确性的“金标准”。不过，Sanger 测序技术一个反应只能得到一条序列，测序通量低，且测序成本较高，一次人全基因组测序可能需要花费上千万美金，无法满足现代科学发展对生物基因序列获取的迫切需求。第 3 页 共 50 页1.1.2 高通量测序：推动基因测序在临床各领域广泛应用高通量测序是一种大规模平行测序法，是将待测基因处理成短的 DNA 片段，通过簇生成或者单分子多拷贝聚集的方式“种”在检测芯片表面，然后通过生化循环完成一个个酶促反应实现循环列阵合成测序。高通量测序包含三种主要方式，分别是桥式 PCR 扩增与边合成边测序结合的测序技术、乳液 PCR 与半导体合成测序技术、DNA 纳米球与联合探针锚定聚合技术结合的测序技术。图表 3 高通量测序技术主流技术路线数据来源：动脉橙产业智库，蛋壳研究院制图高通量测序技术以其出色的成本效益、高通量和准确性，成功弥补了 Sanger 测序在成本、通量和人力需求等方面的不足。它能够一次性对数百万至数十亿条核酸分子进行序列测定，显著降低了测序成本，提高了测序速度，并保持了高准确性。这一技术突破使得个人全基因组测序成本从数十万美金降低至数百美金，有力推动了基因测序技术在各个领域的广泛应用。第 4 页 共 50 页然而，高通量测序技术的读长较短，一般为 50bp-300bp，在结构变异检测和基因组组装等对读长有更高要求的场景中，这一缺陷变得尤为明显。另外，高通量测序建库的时间和方法相对单分子测序更具挑战性。因此，高通量测序技术需要提升读长和操作（特别是建库）的简便性。1.1.3 单分子测序：凭借长读长优势，大放异彩尽管高通量测序技术具有高通量和高准确性的优势，但由于读长较短，导致其只能覆盖人类基因组约 85%的区域。越来越多的证据表现，尚未覆盖的 15%，特别是其中的结构变异等区域，与疾病的发生发展有更密切的关系。比如，在罕见病诊断中，高通量测序的检出率大概只有 50%，在遗传性乳腺癌诊断中，大约只能发现 10%明确的致病位点。长读长测序有望解决这些问题，成了基因测序技术重要的发展方向。2023 年 1月，Nature Methods杂志将“2022 年度方法”授予长读长测序技术。2022年 4 月，科学杂志刊登的人类基因组完成最后 8%，就是利用了长读长测序的优势。目前，长读长测序的典型技术是单分子测序。单分子测序技术测序过程无需进行PCR 扩增，实现了长读长和单分子级别的测序，一次可读取长达数万碱基的片段，大大降低了拼接难度，减少了过去无法定位的漏洞。不过，相较高通量测序技术，单分子测序技术的单个碱基错误率在 1%-10%左右，高于高通量测序技术。单分子测序技术可以细分为两种技术，分别是纳米孔测序和单分子荧光测序。纳米孔测序具备长读长、小巧便携、灵活等特点纳米孔测序的核心是利用直径为 1-2nm 的纳米孔，该纳米孔被固定在电阻膜上，再利用膜两边的电势差配合马达蛋白的牵引力，将单个单链核酸分子进入纳米孔，通过识别各种碱基通过纳米孔时产生的信号变化，从而实现测序。根据技术路径，可以将纳米孔测序技术分为链测序法、标签测序法和外切酶测序法；根据纳米孔类型，可以将纳米孔测序仪分为生物纳米孔和固态纳米孔。目前最具有代表性的纳米孔测序仪来自 Oxford Nanopore，其采用的是生物纳米孔。国内，齐碳科技采用的是生物纳米孔，儒翰基因、罗岛纳米、丽纳芯、纳生科技采用的是固态纳米孔。纳米孔测序技术的优势体现在多个方面：第 5 页 共 50 页（1 1）长读长长读长：纳米孔测序的读长可达到 5000bp 以上，相比高通量测序的 50bp300bp，能够更快地完成测序，使得基因组拼接更加完整。（2 2）实时测序实时测序：高通量测序在上机测序之后，需等到测序完成后，才能够拿到数据报告进行分析。纳米孔测序可以实时传输数据、实时分析，研究人员能够更快地获得数据并进行后续分析。（3 3）小巧、便携）小巧、便携：高通量测序一般仪器较大，且基于荧光学原理，拥有大量精密零件，仪器移动后需要专业工程师校准后再使用。纳米孔测序仪小巧，便携性强，方便在各种场景下使用。（4 4）DNADNA、RNARNA 直接测序直接测序：纳米孔测序可以直接对 RNA 链进行测序，能够保留并检测 RNA 碱基修饰信息，对 poly(A)尾长进行相对准确的估算，同时进行全长异构体分析，还原真实 RNA 特征。基于这些优势，疾控、海关、医院等场所对纳米孔测序的需求在快速增长。单分子实时测序准确性极高但成本较高目前全球最具有代表性的单分子荧光测序技术是 PacBio 的单分子实时测序（SMRT）技术平台，核心是一种被称为零模波导（Zero-Mode Waveguide,ZMW）的纳米结构。其测序原理是：DNA 聚合酶和模板结合，4 色荧光标记 4 种碱基，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断进入的碱基类型。同时这个 DNA 聚合酶是实现超长读长的关键之一，读长主要跟酶的活性保持有关，主要受激光对其造成的损伤所影响。单分子实时测序技术的优势体现在：（1 1）准确性准确性：通过滚环复制，消除了碱基读取不准的缺陷，实现了超过 99.9%的准确率。简单来说就是单分子测序反应中产生的每个错误都被记录下来，通过多次重复测序进行纠正。（2 2）长读长长读长：提供 15000-20000 个碱基对或更长的读长，使研究者能够更好地组装参考级基因组和测序全长 RNA 转录本。（3 3）均一的基因组覆盖率均一的基因组覆盖率：通过消除 PCR 扩增所带来的偏差，使研究者能够分析其他技术通常难以获取的基因组区域，如难以测序的 AT 和 GC 富含区域、高度重复区域、长同源聚合物和回文序列。第 6 页 共 50 页（4 4）直接甲基化检测直接甲基化检测：通过直接从样本中提取 DNA 进行测序而不进行扩增，可以通过测量碱基的插入动力学来检测碱基修饰。这允许在单个实验中捕获序列和甲基化信息，无需额外的预处理步骤。单分子实时测序技术的不足是成本高昂，仪器也较大，优缺点明显，更适合对单分子测序准确性要求高，对成本不敏感的客户。图表 4 基因测序技术分类数据来源：公开资料整理，蛋壳研究院制图综上，基因测序技术存在“通量、成本、速度”不可能三角，各个测序技术在通量、成本、速度、准确性上的表现各不相同，现阶段来看，高通量测序和单分子测序更多属于互补关系。单分子荧光测序技术和纳米孔测序技术的发展时间实际上和高通量测序技术差距不大，但发展速度相对慢一些。高通量测序成本以超摩尔定律的速度下降，但单分子实时测序和纳米孔测序的成本还没有降到“人人可及”或者说“各应用可及”的水平，在成本和质量上还有提升空间，在终端的应用价值有待验证，在 NMPA 资质上也还处于空白。未来，单分子实时测序和纳米孔测序进一步降低成本、提高准确率是趋势，到时单分子测序和高通量测序之间会呈现出更多的竞争关系。1.21.2 测序仪爆发核心驱动力：政策引领、需求驱动与人才支撑测序仪爆发核心驱动力：政策引领、需求驱动与人才支撑近两年，多款国产测序仪扎堆发布。蛋壳研究院认为，国产测序仪集中爆发的背后，是国产替代政策、终端需求变化，以及国产测序仪人才沉淀等多重因素共同作用的结果。第 7 页 共 50 页1.2.1 测序仪国产替代已上升至国家战略层面随着测序成本迅速下降，终端应用场景日益成熟，全球测序仪市场保持高速增长。目前测序仪厂家主要包括 Illumina、赛默飞、华大智造、Oxford Nanopore、PacBio等。在全球测序仪市场，Illumina 正占据领导地位。根据 Grand View Research 的数据，2019 年全球测序行业上游市场规模约为 41.38 亿美元，Illumina 的市场占有率约为 74.1%，为全球高通量测序仪行业龙头，赛默飞的市场占有率约为 13.6%。2022 年，全球测序行业上游市场规模约为 44 亿美元，华大智造占上游市场份额的 5.2%。预计 2032 年全球基因测序上游市场规模将增长至约 242 亿美元。根据灼识咨询的数据，中国测序仪及耗材市场规模从 2015 年的约 17 亿元增至2022年的约44亿元，预计2032年可达到约298亿元，复合年增长率约为21.0%。研究表示，Illumina 等外企在中国测序仪及耗材市场的占有率超过 50%。图表 5 全球及中国基因测序上游市场规模（亿美元）数据来源：公开资料整理，蛋壳研究院制图长期以来，我国测序仪市场一直被 Illumina、赛默飞等跨国巨头垄断，限制了中游基因检测企业的议价权。为了实现关键领域的技术自主可控，政府加大了对国产测序仪研发的投入和支持，连续发布多条高端科学仪器国产替代政策，进一步限制进口设备的采购，为国产替代提供了良好的政策环境，测序仪国产替代浪潮来袭。第 8 页 共 50 页图表 6 测序仪国产替代相关政策数据来源：公开资料整理，蛋壳研究院制图2021 年版政府采购进口产品审核指导标准中明确，测序仪（二代测序平台）要求 100%国产采购。另外，在广东 2021 年发布的进口产品目录清单中，测序仪被移出进口清单。这既表明政府支持国产测序仪的态度明确，也表明国产测序仪已具备足够的竞争力，获得了认可。中华人民共和国政府采购法也有明确规定，国产药品和医疗器械能够满足要求的，政府采购项目原则上须采购国产产品，逐步提高公立医疗机构国产设备配置水平。1.2.2 下游市场越来越宽广，新需求涌现近些年，市场教育成熟，测序仪市场规模不断扩大，新需求涌现，带来了新的机会，驱动更多企业投入到国产测序仪研发中。首先，下游各个应用场景市场规模的扩大，将进一步催生对测序仪的需求。第 9 页 共 50 页测序仪下游可分为科研市场、临床市场（主要包括 NIPT、肿瘤精准诊断、病原体检测等）以及海关、司法、农业、疾控等新兴市场。根据蛋壳研究院统计，基因测序下游各个应用场景的市场规模均在逐年扩大。其中，科研市场是相对成熟科研市场是相对成熟、稳定的市场稳定的市场。近几年国家大力支持科学研究，科研经费连年增长，2022 年中国科研市场规模为 20 亿元。目前，部分科研应用的发展还受到一定的限制，比如空间组学受限于建库和前处理成本，未来随着这些限制解除，科研市场会有进一步的应用增量，预计未来将以 15%的年复合增长率增长。生育健康市场暂未达到饱和。生育健康市场暂未达到饱和。NIPT 是生育健康市场最为成熟的基因测序临床应用，与传统方法相比具有显著优势，准确率高达 99.9%。由于中国出生人口下降，这部分市场的增长受限，2022 年 NIPT 市场规模为 45.52 亿元。未来可以重点关注遗传病检测，遗传病检测市场对数据量的需求比较大，携带者筛选也有较大的增长空间。肿瘤早筛处于加速成长期肿瘤早筛处于加速成长期，上行空间广阔上行空间广阔。我国是肿瘤新发大国，国家癌症中心2022 年发布的最新一期的全国癌症统计数据显示，2016 年我国癌症新发病例为406.4 万，肿瘤早筛势在必行。随着早筛理念深入，产品商业化进程加速，中国肿瘤早筛市场驶入发展快车道，2022 年市场规模为 220 亿元。伴随诊断处于平稳上升期伴随诊断处于平稳上升期。随着宏基因组产品获批，更多新靶点被发现，更丰富的创新靶向药获批上市，以及基因测序在免疫治疗中的应用增多，未来伴随诊断市场有较大的上升空间。2022 年伴随诊断市场规模为 64.4 亿元。随着市场趋于理性，回归正常的水平，伴随诊断企业要更多地考虑如何建立差异化优势。图表 7 2022 年下游各板块中国地区市场规模（亿人民币）第 10 页 共 50 页数据来源：访谈调研、公开资料整理，蛋壳研究院制图与此同时，基因测序技术也正相继被应用于司法鉴定、环境污染治理、生物多样性保护、农牧业育种等多个领域。海关、司法、农业等新兴市场正在快速发展中，市场空间超过千亿，市场规模有望与临床市场媲美。其次，测序仪行业下游需求并非一成不变，正呈现出“应用场景多样化，客户需求多元化”的特点，要求测序仪不断更新迭代，适应下游不同的需求。根据蛋壳研究院调研，测序仪下游市场的变化主要体现在四个方面：高通量高通量、低成本需求低成本需求：主要体现在科研市场数据量的增加和成本的降低，单细胞测序、空间组学、蛋白组学等项目越来越流行，科研人员要求基因测序数据量不断提高，成本进一步降低。小巧小巧、可便携可便携、灵活需求灵活需求：此前，测序仪主要在大型实验室、三甲医院应用，近几年去中心化场景对测序仪的需求上升明显，比如偏远地区、基层医疗机构、野外等，这些场景对样本集中度、测序模式、测序速度提出了新要求，要求测序仪更灵活，便携性更强，开机成本更低。长读长需求长读长需求：科研和临床场景对长读长测序的需求与日俱增，用于变异检测、单倍型分型、基因组组装、表观遗传学研究等方向。实时测序需求实时测序需求：床旁检测、术中检测等场景对基因测序的需求放大，要求测序仪实现实时测序，拥有更快的检测速度。总的来看，基因测序市场一方面容量在迅速扩大，成长潜力大，部分传统检测项目会被基因测序技术取代，另一方面市场对测序仪的数据量、成本、灵活性的要求在不断提升，为国产测序仪的蓬勃发展提供了助力。1.2.3 人才沉淀，中国企业已具备硬核实力经过多年的人才沉淀和技术积累，中国测序仪行业已经具备了突破进口垄断的硬实力。赛陆医疗、赛纳生物、真迈生物、铭毅智造等已经发布国产测序仪的企业，其核心创始团队往往来自高校教授，或是海外测序仪企业，这些专业人才掌握了基因测序核心专利，为公司独立开发国产测序仪提供了坚实的基础，极大程度上推动了国产测序仪井喷。第 11 页 共 50 页比如，安序源的田晖博士曾担任Roche测序部门的副总裁和Genia Technologies的副总裁。铭毅智造 CTO 陈鑫曾就职于 Singular Genomics。真迈生物 CTO 孙雷是 PacBio 前主任科学家兼高级总监，参与了 PacBio 测序仪的问世。今是科技董事长兼首席科学官曾任罗氏纳米孔测序部门高级主任科学家。高校教授的身影也频繁出现在国产测序仪企业的核心团队中。赛陆医疗联合创始人王谷丰曾担任北卡州立大学化学系教授。真迈生物的前身瀚海基因由前南方科技大学教授贺建奎创立。赛纳生物谢晓亮博士是哈佛大学化学与化学生物系终身教授。儒翰基因核心团队更是由多位高校教授组成，董事长是复旦大学生命科学学院教授，首席科学家是华中科技大学教授，材料科学家是华中科技大学材料科学与工程学院副教授，基因数据科学家是复旦大学生命科学学院副教授。图表 8 中国测序仪企业核心团队概况第 12 页 共 50 页数据来源：公开资料整理（截至 2023 年 12 月 31 日），蛋壳研究院制图海外测序仪核心专利到期，也为国产测序仪的发展提供了有利条件。测序仪是光学、机械、电子、流体、化学、物理、分子生物学、信息软件等多学科的结合，有极高的壁垒。多年来，海外测序仪厂商通过众多专利形成了严密的保护体系。在专利独占期内，新入局企业只能绕过已有专利进行技术研发和产品布局。第 13 页 共 50 页根据统计，Illumina 在全球拥有 8934 项授权专利，其中美国 1800 项、欧洲 667项、中国 510 项，在专利授权数量上大幅领先。图表 9 部分测序仪企业已授权专利数量数据来源：智慧芽（截至 2023 年 12 月 26 日），蛋壳研究院制图Illumina 测序仪的核心技术体现在三个方面，分别是通过一次插入一个核苷酸进行边合成边测序；成簇（通过固相支撑的桥式扩增实现克隆扩增）；修饰核苷酸（3端可逆封闭基团，碱基上连接的可切除的荧光基团）。根据了解，边合成边测序相关技术专利预计已过期或处于专利临界点，桥式扩增成簇技术相关专利已经到期，修饰核苷酸核心专利于 2023 年到期。此外，海外纳米孔测序技术的核心专利于 1995 年申请，目前也已经过了 20 年专利保护期。这些测序仪核心专利的到期，为后来者提供了更多可以复制和再创造的空间，进一步推动国产测序仪的火热，将促使更多国产测序仪品牌涌现出来。综上，国产测序仪的爆发依靠的是政策推动、市场需求激增与人才储备的协同作用。中国测序仪及耗材市场规模从 2015 年的约 17 亿元增至 2022 年的约 44 亿元，预计 2032年可达到约 298 亿元。在国产替代政策、下游需求扩大和相关人才不断涌现的合力作用下，中国测序仪市场将保持快速增长态势。第 14 页 共 50 页第 15 页 共 50 页第二章第二章 技术进步、商业化推动资本加快布局技术进步、商业化推动资本加快布局资本市场是反映测序仪行业变化最直接的风向标之一。近几年，高通量测序仪、纳米孔测序仪都是资本的兴趣点所在。本章将对测序仪行业一级市场融资表现和二级市场代表企业营收能力进行分析。2.12.1 一级市场累计融资一级市场累计融资 132.34132.34 亿人民币，产业资本活跃亿人民币，产业资本活跃资本寒冬下，硬科技往往是投资宠儿。测序仪是基因测序产业链的核心，是一个名副其实的高壁垒行业。因此，测序仪板块的融资表现目前好于精准检测和生命科学仪器众多细分赛道。根据蛋壳研究院的统计，截至 2023 年 12 月 31 日，在一级市场，中国累计有13 家测序仪企业完成了 54 笔融资，融资总金额 132.34 亿人民币。图表 10 中国测序仪行业融资概况第 16 页 共 50 页数据来源：动脉橙产业智库（截至 2023 年 12 月 31 日），蛋壳研究院制图从融资年份看，华大智造带来了行业第一波融资浪潮，公司在 2019 年完成了 2亿美元 A 轮融资，在 2020 年完成超 10 亿美元 B 轮融资。2021 年至 2023 年，测序仪板块呈现出了“百花齐放”景象，更多新兴测序仪企业获得了资本的青睐，赛陆医疗 2023 年完成了数亿元 A 轮融资；齐碳科技先后于 2021 年及 2022 年完成 B 轮融资 4 亿元和 C 轮融资 7 亿元；真迈生物 2021 年完成了 4.1 亿元 B+轮融资，2023 年完成了约 4 亿元 C 轮融资；赛纳生物 2022 年完成超 2 亿元 C+轮融资。第 17 页 共 50 页图表 11 测序仪行业融资年份对比数据来源：动脉橙产业智库，蛋壳研究院制图融资事件数上，测序仪行业的融资绝大部分处于 2015 年之后，2018 年行业一共完成 8 笔融资，齐碳科技、今是科技、安序源都在这一年完成了早期阶段的融资，说明基因测序技术在下游广泛应用带动了资本对上游测序仪的关注。2022年是行业融资事件数的高峰，一共完成了 9 笔融资，2022 年也是多款国产测序仪纷纷商业化的一年，可见企业的融资表现与商业化高度相关，2022 年获得融资的赛陆医疗、齐碳科技、赛纳生物、真迈生物、安序源，其测序仪都已经进入商业化阶段。从企业类型看，专注开发高通量测序仪的企业发展相对较快，华大智造已经成功IPO，赛纳生物、真迈生物均已经完成 C 轮融资。聚焦纳米孔测序仪的企业则普遍处于 A、B 轮阶段，仅有齐碳科技完成了 C 轮融资。投早期也是行业一个显著特点。根据统计，今是科技在成立次年就完成了凯风创投、挚金资本投资的天使轮融资；普译生物成立次年获得了水木创投、IDG 资本、荷塘创投的数千万天使轮融资。第 18 页 共 50 页图表 12 测序仪行业融资轮次分布数据来源：动脉橙产业智库（截至 2023 年 12 月 31 日），蛋壳研究院制图大量产业资本对测序仪展现出了浓厚的兴趣。大量产业资本对测序仪展现出了浓厚的兴趣。目前，参与了测序仪企业融资的IVD 及精准医疗企业已有数家，其中不乏各自细分赛道的龙头企业，包括圣湘生物，以 2.55 亿元收购了真迈生物 14.77%的股权；金域医学参与真迈生物 C 轮融资；专注智慧检验的品峰医疗、生物育种企业隆平生物，投资了赛陆医疗；安图生物，独家战略投资梅丽科技；万孚生物投资了普译生物。IVD 企业和基因检测应用服务商的业务拓展能力和竞争力提升需要倚仗测序仪，通过测序仪进行资源整合，寻求第二增长曲线。在精准诊断应用服务板块竞争日益白热化的情况下，测序仪的战略地位越发突出，已经成为 IVD、基因检测生态圈不可或缺的一环。除了投资外，也有企业在依靠收购的方式自行布局测序仪，完善医学检测产业链，比如菲鹏生物收购了 Sequlite Genomics，推出了二代测序仪 SeqQ 100。图表 13 产业资本在测序仪行业的相关动作数据来源：动脉橙产业智库（截至 2023 年 12 月 31 日），蛋壳研究院制图第 19 页 共 50 页资本持续加注现象在测序仪板块也非常突出资本持续加注现象在测序仪板块也非常突出。水木创投、IDG 资本连续投资了普译生物天使轮和 A 轮；同创伟业加持真迈生物。总的来看，基因测序军备竞赛热度不减，测序仪板块正处于高景气时期，大额融资频繁，多家企业已经迈入商业化阶段，是极具潜力的黄金赛道。2.22.2 二级市场：国产测序仪强劲增长，新兴测序技术处于起步阶段二级市场：国产测序仪强劲增长，新兴测序技术处于起步阶段二级市场，全球已经有多家测序仪企业成功 IPO。蛋壳研究院选取了 4 家具有代表性的企业进行分析，希望能够反映不同类型测序仪企业的营收情况。这 4 家企业分别是华大智造、Illumina、PacBio、Oxford Nanopore。先看两家代表性高通量测序仪企业的财报情况。2023 年上半年，华大智造测序仪业务增长强劲，收入 10.98 亿元，同比增长39.89%，其中测序仪器设备实现收入 4.59 亿元，同比增长 35.69%；试剂耗材实现收入 6.24 亿元，同比增长 42.12%；服务及其他实现收入 1531.49 万元，同比增长 96.22%。2023 年前三季度，公司新增销售装机量超过 640 台，超过 2022年全年新增销售装机量。截至 2023 年 9 月 30 日，公司全球累计销售装机数量超 3100 台。在出海业务上，华大智造也有亮眼的表现。依靠坚实的底层技术，华大智造正在破除测序仪全球专利壁垒，2023 年上半年，公司海外各个区域的测序仪业务收入均有增长，特别是在欧洲和美国的专利诉讼纠纷相继取得突破性进展后，公司的测序仪收入在欧非区和美洲区实现了大幅增长。图表 14 2023 年上半年华大智造测序仪业务板块按收入地区划分（单位：亿人民币）第 20 页 共 50 页数据来源：华大智造财报，蛋壳研究院制图Illumina 则正在受到全球测序仪新秀的冲击，面临着较大的竞争压力。2023 上半年，Illumina 总营收 22.63 亿美元，与 2022 年上半年相比减少了约 5%。其中，Illumina 中国地区收入同比下滑 16%；亚太地区下滑 19%，美洲区收入下滑了2.4%。可见，在中国，国产测序仪的优势正在扩大。新兴测序技术板块，单分子实时测序仪厂商 PacBio 在 2023 上半年营收 8647 万美元，同比增长 25.98%，主要是由于长读长测序设备 Revio 的销售推动，根据行业人士的分析，Revio 的销量未来将持续增长。纳米孔测序仪企业Oxford Nanopore生命科学研究工具业务2023上半年营收为8600 万英镑，同比 2022 年上半年的 7060 万英镑增长 22%，主要原因是由于客户基数的增加，说明纳米孔测序仪的接受程度在上升中。虽然单分子实时测序仪和纳米孔测序仪的增长势头迅猛，但在实际营收上，新兴测序技术相较高通量测序仪还有很大的差距。根据 Grand View Research 的数据，2019 年华大智造、Illumina、赛默飞三家所采用的高通量测序技术的市场占有率超过 90%。在多个重要应用场景上，高通量测序仪依旧占据主要地位。综上，不论是从一级市场融资表现，还是二级市场营收表现，测序仪都不负众望。一级市场，多个行业感受到了寒气，然而国产测序仪市场并未受到资本寒冬太大影响，融资总额超过百亿，保持着稳健的发展态势。未来资本对测序仪的投资力度很大程度上取决于其商业化表现。二级市场，高通量测序仪企业处于第一梯队，新兴测序仪企业暂时处于追赶位置。在接下来一段时间里，单分子实时测序仪和纳米孔测序仪的市场占有率会有所提升。第 21 页 共 50 页第 22 页 共 50 页第三章第三章 近近 3030 款国产测序仪商业化，前景光明款国产测序仪商业化，前景光明国产测序仪正在崛起。根据蛋壳研究院统计，截至 2023 年 12 月 31 日，除开 Sanger 测序仪，中国有接近 20 家企业披露了其自主研发的测序仪产品，其中近 30 款已经宣布商业化，8 款获得了 NMPA 批准。高通量测序仪，以及新兴的单分子测序仪都有中国企业在深耕。2022 年、2023 年是国产测序仪的爆发期。2022 年有 8 款国产测序仪宣布商业化，2023 年有 7 款。图表 15 自研国产测序仪发布年份分布（不包含 Sanger 测序仪）数据来源：公开信息整理（截至 2023 年 12 月 31 日），蛋壳研究院制图国产测序仪正在迈向商业化的星辰大海。接下来如何加速打通商业化破局之路，实现大规模商业化落地？蛋壳研究院尝试从多个角度进行分析，包括产品技术指标、资质、产品体系、商业模式以及招投标。这些因素对于测序仪实现大规模商业化落地具有关键作用。第 23 页 共 50 页3.13.1 产品洞察产品洞察：国产高通量测序仪进展相对快国产高通量测序仪进展相对快，纳米孔测序仪是新热纳米孔测序仪是新热点点基因测序技术有基因测序技术有 4 4 个核心指标个核心指标，分别是读长分别是读长、通量通量、成本成本、准确率准确率。读长是指测序反应所能测得系列的长度，如果 DNA 序列长度高于读长，需要将 DNA 序列分割成长度在读长以内短序列才能测序。理论上读长越长越好，通常一个反应可以测到 1kb 或更多，但是由于越到后面信号干扰越多，所以测得的碱基序列可能不准确；通量指单位时间内所能产生的数据量，高通量测序能同时对几百万条序列进行测序；成本方面，目前已经有企业将个人全基因组测序成本降至 100美元；准确性上，质量值（Q）越高代表碱基被测错的概率（P）越小，一般基因测序的准确性需要 Q30 超过 80%。不过，不论是高通量测序技术还是单分子测序技术，都无法用单一的指标衡量仪器的性能，读长、通量、准确率、成本之间相互作用，相互影响。3.1.1 高通量测序仪往更高通量、更灵活、更低成本方向发展高通量测序仪是目前应用最广泛的基因测序技术，也是中国测序仪企业重点攻克的方向。截至 2023 年 12 月 31 日，一共有 10 家企业的 19 款高通量测序仪宣布商业化，展现出蓬勃生机。图表 16 已经宣布商业化的国产高通量测序仪第 24 页 共 50 页数据来源：公开资料整理（截至 2023 年 12 月 31 日），蛋壳研究院制图华大智造的高通量测序仪具有极强的引领作用。华大智造是目前全球少数构建了高中低通量全覆盖产品矩阵的测序仪厂商之一。公司目前共有 7 款测序仪处于商业化中，实现了对低/中/高通量测序仪的全覆盖，可用于小 panel、小型基因组、低深度 WGS、转录组、单细胞、中大 panel，以及人类全基因组测序。在核心指标表现上在核心指标表现上，华大智造刷新了国产测序仪的上限华大智造刷新了国产测序仪的上限，各款测序仪均具备全球各款测序仪均具备全球竞争力。竞争力。例如，DNBSEQ-T202 创造了全球测序仪通量和单例成本记录，单次运行通量达 42Tb（PE100）或 72Tb（PE150），是常规超高通量测序仪的 4.5倍至 7 倍，在每年可完成高达 5 万例人全基因组测序的基础上，单例成本低于100 美元；DNBSEQ-G99 是全球中小通量测序仪中速度最快的机型之一，在测序载片上首次采用了三角形矩阵式信号位点，在更小面积的载片上实现了更高密度的数据产出，单张载片通量为 80M，通过高度集成的流体系统，同时配合超快速的生