2022年全球基因檢測(cè)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析

基因檢測(cè)指通過(guò)血液、組織或細(xì)胞分泌物，對(duì)生物染色體、DNA分子進(jìn)行檢測(cè)的一系列技術(shù)。目前在醫(yī)療領(lǐng)域，基因檢測(cè)除直接檢測(cè)人體DNA分子外，還可通過(guò)檢測(cè)人體內(nèi)微生物基因信息，判斷受檢者健康狀況和疾病風(fēng)險(xiǎn)。

從1988年人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)開始，基因組學(xué)應(yīng)用的壯闊前景開始展現(xiàn)在人類面前。1998年毛細(xì)管測(cè)序技術(shù)問(wèn)世，測(cè)序提速10倍，原計(jì)劃15年完成的人類基因組計(jì)劃加快進(jìn)度。2006年，第二代測(cè)序儀誕生，成本下降百倍，形成“超摩爾定律”之勢(shì)。

隨著測(cè)序成本的顯著降低和生物信息分析能力的顯著上升，美國(guó)等西方發(fā)達(dá)國(guó)家已在這一領(lǐng)域做出前瞻式布局：鼓勵(lì)高端測(cè)序儀的研發(fā)和商業(yè)化、建立配套的生物信息計(jì)算平臺(tái)、推進(jìn)基因組領(lǐng)域的科學(xué)研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化。

全球基因測(cè)序發(fā)展歷程

相關(guān)報(bào)告：共研網(wǎng)發(fā)布的《2022-2028年中國(guó)基因檢測(cè)市場(chǎng)全景調(diào)研與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》

近年來(lái)，受益于基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，基因檢測(cè)行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段，也隨之成為全球各國(guó)政府重點(diǎn)扶持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，已從2013年的136.7億美元增長(zhǎng)至2020年的296.2億美元，2021年全球基因檢測(cè)市場(chǎng)規(guī)模大約在327.1億美元左右。

2013-2021年全球基因檢測(cè)市場(chǎng)規(guī)模走勢(shì)

從區(qū)域分布來(lái)看，2020年北美基因檢測(cè)市場(chǎng)規(guī)模占比43.88%；歐洲占比29.24%；亞太地區(qū)占比21.32%。

2020年全球基因檢測(cè)市場(chǎng)區(qū)域分布

國(guó)際基因檢測(cè)市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

測(cè)序技術(shù)在近兩三年中又有新的里程碑。以PacBio公司的SMRT和OxfordNanoporeTechnologies納米孔單分子測(cè)序技術(shù)，被稱之為第三代測(cè)序技術(shù)。與前兩代相比，它們最大的特點(diǎn)就是單分子測(cè)序，測(cè)序過(guò)程無(wú)需進(jìn)行PCR擴(kuò)增。

其中PacBioSMRT技術(shù)其實(shí)也應(yīng)用了邊合成邊測(cè)序的思想，并以SMRT芯片為測(cè)序載體。基本原理是：DNA聚合酶和模板結(jié)合，4色熒光標(biāo)記4種堿基（即是dNTP），在堿基配對(duì)階段，不同堿基的加入，會(huì)發(fā)出不同光，根據(jù)光的波長(zhǎng)與峰值可判斷進(jìn)入的堿基類型。同時(shí)這個(gè)DNA聚合酶是實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)讀長(zhǎng)的關(guān)鍵之一，讀長(zhǎng)主要跟酶的活性保持有關(guān)，它主要受激光對(duì)其造成的損傷所影響。PacBioSMRT技術(shù)的一個(gè)關(guān)鍵是怎樣將反應(yīng)信號(hào)與周圍游離堿基的強(qiáng)大熒光背景區(qū)別出來(lái)。

他們利用的是ZMW（零模波導(dǎo)孔）原理：如同微波爐壁上可看到的很多密集小孔。小孔直徑有考究，如果直徑大于微波波長(zhǎng)，能量就會(huì)在衍射效應(yīng)的作用下穿透面板而泄漏出來(lái)，從而與周圍小孔相互干擾。如果孔徑小于波長(zhǎng)，能量不會(huì)輻射到周圍，而是保持直線狀態(tài)（光衍射的原理），從而可起保護(hù)作用。同理，在一個(gè)反應(yīng)管中有許多這樣的圓形納米小孔，即ZMW（零模波導(dǎo)孔），外徑100多納米，比檢測(cè)激光波長(zhǎng)?。〝?shù)百納米），激光從底部打上去后不能穿透小孔進(jìn)入上方溶液區(qū)，能量被限制在一個(gè)小范圍（體積20X10-21L）里，正好足夠覆蓋需要檢測(cè)的部分，使得信號(hào)僅來(lái)自這個(gè)小反應(yīng)區(qū)域，孔外過(guò)多游離核苷酸單體依然留在黑暗中，從而實(shí)現(xiàn)將背景降到最低。

另外，可以通過(guò)檢測(cè)相鄰兩個(gè)堿基之間的測(cè)序時(shí)間，來(lái)檢測(cè)一些堿基修飾情況，即如果堿基存在修飾，則通過(guò)聚合酶時(shí)的速度會(huì)減慢，相鄰兩峰之間的距離增大，可以通過(guò)這個(gè)來(lái)檢測(cè)甲基化等信息。SMRT技術(shù)的測(cè)序速度很快，每秒約10個(gè)dNTP。但是，同時(shí)其測(cè)序錯(cuò)誤率比較高（這幾乎是目前單分子測(cè)序技術(shù)的通病），達(dá)到15%，但好在它的出錯(cuò)是隨機(jī)的，并不會(huì)像第二代測(cè)序技術(shù)那樣存在測(cè)序錯(cuò)誤的偏向，因而可以通過(guò)多次測(cè)序來(lái)進(jìn)行有效的糾錯(cuò)。

最新的第三代基因測(cè)序儀不僅測(cè)得更準(zhǔn)，更可以大幅降低基因測(cè)序的成本?，F(xiàn)在，即便是普通家庭也可以幾乎沒(méi)有經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)地完成一次基因測(cè)序。而基因測(cè)序已經(jīng)成為中國(guó)人關(guān)注健康，提升生活品質(zhì)的流行手段。

不過(guò)蓬勃發(fā)展的個(gè)人基因測(cè)序業(yè)務(wù)和大量的科研工作也讓未來(lái)組的IT設(shè)施受到了巨大的挑戰(zhàn)。

雖然第三代基因測(cè)序儀可以同時(shí)進(jìn)行大量基因片段的快速測(cè)序，但由于人類DNA序列長(zhǎng)度達(dá)到30億，如果將其轉(zhuǎn)化為文本，那么這個(gè)文件最保守的大小也要達(dá)到3GB。而如果考慮到必要的冗余因素，這個(gè)文件的體積還要成倍的增加。如此規(guī)模的數(shù)據(jù)量對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量提出了極高的要求。

未來(lái)組目前已經(jīng)擁有兩臺(tái)第三代基因測(cè)序儀，而未來(lái)這一數(shù)字將增長(zhǎng)至五臺(tái)?；诂F(xiàn)有的業(yè)務(wù)增長(zhǎng)速率，這意味著僅在個(gè)人基因測(cè)序業(yè)務(wù)中，每天的數(shù)據(jù)產(chǎn)生量就高達(dá)300TB至600TB。

更多本行業(yè)詳細(xì)的研究分析見共研網(wǎng)《2022-2028年中國(guó)基因檢測(cè)市場(chǎng)全景調(diào)研與投資前景預(yù)測(cè)報(bào)告》，同時(shí)共研產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、政策研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、可行性分析、商業(yè)計(jì)劃書、IPO咨詢等產(chǎn)品和解決方案。

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