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

　　核心要點：

　　1. 目前市場上高端測序設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專利已累積達到兩萬余件，其數量之多僅次于美國；

　　3. 在應用方面，基因測序在全球的研究也主要側重在生殖健康和腫瘤診斷治療方面，其他醫療領域以及非醫療領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，發現罹患乳腺癌風險偏高后切除乳腺以預防疾病的發生；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的用藥計劃。名人效應將基因測序和精準醫療帶進普羅大眾的視野。

　　2015年初奧巴馬公開美國的“精準醫療計劃（PMI）”，并表示這將帶來健康醫療領域的變革。2016年3月，中國科技部發布《關于發布國家重點研發計劃精準醫學研究等重點專項2016年度項目申報指南的通知》，將“精準醫學研究”列為2016年優先啟動的重點專項之一，鼓勵和支持以基因測序為基礎的精準醫療。2016年4月，國家發改委下發了《關于第一批基因檢測技術應用示范中心建設方案的復函》，正式批復27個省市關于基因檢測技術應用示范中心的建設方案。

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

　　一、基因測序行業介紹

　　1、基因測序產業鏈

　　首先小編帶大家了解一下基因測序的產業鏈：

　　（1）處于產業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；國內多采取與國外公司合作授權的形式，主要公司有華大基因、貝瑞和康與達安基因；從事自主研發的公司主要有紫鑫藥業(與中科院基因組所合作)等。

　　（2）中游是基因測序服務，而現今國內最主要也是最成熟的基因測序服務是無創產前基因測序，美國的主要公司有Sequenom， Verinata Health，Ariosa Diagnostics和Natera；國內市場主要有華大基因、貝瑞和康、達安基因、諾和致源和安諾優達等。

　　（3）下游消費群體包括：醫療領域的醫院病人、藥廠及科研機構等，以及非醫療領域，如育種公司、環境污染治理單位等。

　　2、基因測序技術的發展歷史

　　從1953年沃森和克里克提出DNA的雙螺旋結構，有關基因的測序技術研究就從未間斷過。

　　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的發展。以下所有專利數據截止至成文日，并經過同族去重；考慮到18個月的公開期限，已申請未公開的不做統計。

　　（一）全球專利分析

　　1、申請趨勢

　　自從1975年桑格和考爾森發明第一代測序技術至今，基因測序技術相關專利申請已經累積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、三代測序儀陸續登場。如今二代測序儀因為其高通量、高準確度和低成本已成為當前的測序主流，三代測序設備的普及也將會隨著三代測序技術的發展趨于穩定和成熟。

　　圖1.基因測序行業專利申請趨勢

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

　　二代測序技術（2005～）：核心思想是邊合成邊測序（Sequencing by Synthesis），在Sanger等測序方法的基礎上，通過技術創新，用不同顏色的熒光標記四種不同的dNTP，當DNA聚合酶合成互補鏈時，每添加一種dNTP就會釋放出不同的熒光，根據捕捉的熒光信號并經過特定的計算機軟件處理，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（2008～）：二代測序技術雖然較Sanger測序有了巨大的突破，但是其測序的理論基礎仍然建立在PCR擴增的基礎之上。為了有效的避免測序過程中由于PCR擴增帶來的偏差，第三代單分子測序儀開始走入科學家們的視野，目前最具代表性的為單分子測序、納米孔測序。三代測序技術讀長較長，樣本制備較簡單，但是準確率有待提高。

　　2、地理分布

　　圖2基因測序行業專利區域分布

　　從專利申請的受理國家和地區來看，目前基因測序的相關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展以基因測序為基礎的精準醫療，所以基因測序的相關專利申請在美國和中國的布局也會相較其他地區較多。

　　3、技術分布

　　圖3基因測序行業專利技術分布

　　從技術分布來看，基因測序技術主要應用于基因檢測，早期疾病預防、診斷和一些個性化用藥指導等。

　　4、主要申請人

　　圖4基因測序行業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構和公司。可見中國在這方面的研究還主要集中在科研院所，企業的研發實力有待加強。

　　（二）主要國家分析

　　1、美國

　　美國是基因測序技術的研發大國，世界上主要的測序儀器設備主要來自于美國，截至目前，美國受理的基因測序相關的專利申請已達到四萬余件。

　　從申請人排名來看，排名前十的除了加利福尼亞大學和霍普斯金大學外，其余全部為企業，可見基因測序行業在美國的成熟度。從企業名單來看，Life Tech，Genentech， Illumina，Roche等都是測序行業知名的上游儀器設備供應商，并也已涉及中游的測序服務領域；而另外一些企業則主要為生物醫藥企業，這也恰恰能說明目前基因測序主要應用于醫療領域。

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

　　2、中國

　　由于高校、科研機構、海外醫藥公司在華機構以及各類醫院的需求，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專利已累積達到兩萬余件，其數量之多僅次于美國。

　　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化之路。國內申請人排名中，比較有特色的企業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備開發商和制造商Complete Genomics公司，獲取CG公司基因測序設備知識產權，后推出BGISEQ系列測序系統，并獲得國家食品藥品監督管理總局審查批準通過，這也是國家食藥總局首次批準注冊的第二代基因測序產品，打破了中國測序儀核心設備受制于國外的局面。

　　從中國基因測序相關專利的關鍵詞分布圖，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，著眼于精準醫學相關。

　　3、日本

　　有調查公司調查顯示，基因測序儀、DNA芯片、聚合酶鏈式反應這三項基因分析技術的市場規模在未來五年，將從2345億日元擴大至3161億日元。而基因測序作為近年來的新興產業，在日本也早已布局開來。

　　日本受理的基因測序相關的專利約兩萬件，授權約26%，相較其他行業，整個基因檢測行業關于可專利性的問題一直存在一些爭議，授權率偏低也在預料之中。

　　從申請人方面看，日本基因測序相關專利主要為國外藥廠和研究機構在日本境內的申請。早期的研究主要集中在科研院所和大型藥廠，2012年因為美國23andMe的成功引起日本國內互聯網企業的關注，而在2014年日本基因檢測市場又從互聯網過渡到物聯網，在遠程醫療和精準醫療的推動下，基因領域在日本蓬勃發展的時代也已全面開啟。

　　三、總結

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

　　在我國，基因測序設備自主研發能力與發達國家相比仍然較弱，主要依賴進口與合作；基因測序服務的應用大部分還僅僅局限于無創產前診斷業務，雖然未來有百億的市場空間，但現今整個市場仍需發力。整體來說，基因測序的市場前景很美好，但是技術創新的投入和自主知識產權的研發還有很大的空間，同時國內企業與高校研究院所的產學研結合之路也有待進一步加強。

　　參考資料：

　　［1］ 艾瑞咨詢

　　［2］ 儀器信息網，基因測序產業鏈透析

　　［3］ 百度文庫，測序技術的發展歷程