【編者按】法醫DNA檢測技術是核心,法醫DNA檢測產業鏈正蘊育巨大投資機會。從鑒定事項分類來看,法醫物證鑒定業務量增長最快,從2005年1.1萬件增至2017年的近22.5萬件,增長了近20倍,年復合增長率約為25.9%。
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司法鑒定市場化改革推動行業快速增長,DNA建庫和親緣鑒定是爆發點
1、2005年以來,法醫物證鑒定、親緣鑒定兩類增長最快,未來將保持20%以上的增速。
2、DNA建庫和親緣鑒定將是法醫DNA檢測未來的爆發點,總規模將超過200億:
1)公安機關DNA數據建庫是最具確定性的增長,我國建庫率僅在3.17%,和英美(9.25%/4.71%)相比,約有2000-8000萬的樣本缺口,預計800萬條/年的速度增加(100-150元/條),市場每年新增約10億,總空間將達到百億級別;
2)新生兒基因庫建設目前在廣西和重慶試點,如能在全國范圍內鋪開,將是最具有潛力的市場,每年有1500-1800萬的新生兒(1200元/份),預計市場空間約200億/年;
3)受益二胎政策,約有650萬人口因戶口登記需親緣鑒定,按1200-1800元/次估算,也將達到百億市場規模。
法醫DNA檢測技術是核心,法醫DNA檢測產業鏈正蘊育巨大投資機會。
1、法醫DNA檢測主要技術手段是STR-PCR檢測技術,未來的突破在SNP檢測技術和mtDNA檢測技術。
2、在法醫DNA檢測產業鏈上:
1)上游的法醫DNA檢測儀已實現部分進口替代,2013年國產GA118用于DNA建庫的毛細管電泳檢測儀上市,微流控快速DNA分析儀便于現場檢測,NGS測序儀是未來發展方向,目前后兩者國產還在研發中;
2)上游的試劑盒是未來主要的增量,整體需求在14萬盒以上(新生兒基因建庫和公安DNA建庫分別10萬盒、4萬盒),市場總規模約10億元;
3)下游的DNA檢測服務,打造司法鑒定的“第三方實驗室”商業模式,有望實現快速復制,華東和華南的成長空間更大。國內的中德美聯、迪安診斷、華大基因通過自建、共建司法鑒定機構,預計每家營收大約2000萬/年,其中大部分來自DNA建庫(1500萬),法醫物證鑒定有500多萬。
海外巨頭專注上游儀器和試劑,國內公司側重上下游一體布局
1、海外法醫DNA檢測巨頭ABI和Promega公司,注重技術創新,專注于儀器和試劑的開發;測序儀巨頭Illumina公司率先開發出了基于NGS的DNA檢測分析儀MiSeqFGx。
2、與之相比,國內公司在試劑方面已與進口同類產品并駕齊驅,但在研發要求更高的檢測儀器開發方面仍在探索;此外,國內公司在下游法醫DNA檢測服務布局更有優勢。
法醫DNA檢測:下一個爆發的藍海,百億市場可期
司法鑒定市場化改革推動行業快速增長
法醫物證鑒定將保持20%以上的增速
自2005年以來,法醫物證鑒定和個人委托鑒定是增速最快的兩類鑒定業務,其中法醫物證鑒定是通過血液、細胞或其它體液組織對DNA進行檢測從而鑒定生物檢材的種類、種屬及個人來源;而個人委托鑒定業務包括了與法醫DNA檢測技術相關的個人識別和親緣鑒定。
從鑒定事項分類來看,法醫物證鑒定業務量增長最快,從2005年1.1萬件增至2017年的近22.5萬件,增長了近20倍,年復合增長率約為25.9%。
從業務委托主體來看,公檢法委托業務量從2005年的14.3萬件增至2017年的143.5萬件,增長了10倍,年復合增長率為19.4%;而個人委托業務量從2005年的4萬件增長了16倍至2017年的63.6萬件,年復合增長率約為23.8%。
按照目前各地司法鑒定收費標準,常規的DNA檢測項目收費在800-1500元不等,我們估算2017年法醫物證鑒定市場規模約為1.8-3.4億元,未來將保持20%以上的增速。
法醫DNA檢測未來的爆發點:DNA建庫和親緣鑒定
DNA建庫和親緣鑒定總規模將超過200億
公安機關DNA數據庫建設,與英美發達國家相比仍有較大差距,是最具確定性的增長,預計市場每年新增約10億,總空間將達到百億級別;
新生兒基因庫建設如能在全國范圍內鋪開,將是最具有潛力的市場,預計市場空間約200億/年;親緣鑒定受益二胎政策,也將達到百億市場規模。
公安機關DNA數據庫建設:最具確定性的增長
公安機關DNA數據庫建設一方面是實驗室建設,包括自建、合作、外包,涉及到檢測儀器的采購,另一方面是由于案件事故的不斷發生,公安機關的前科庫、現場庫、失蹤人員庫也將隨之擴容,法醫DNA檢測試劑盒的需求也與日俱增。
從2013Q3到2016Q2,3年間我國公安機關的DNA數據庫增加了約2200萬條,我們預計,未來DNA數據庫按照每年800萬條的速度增加,每條數據收費100-150元,那么公安機關DNA建庫的市場規模約為10億元/年。如果按照2000-8000萬的樣本缺口,市場空間將達到百億級別。
公安機關DNA數據庫建設一方面是實驗室建設,包括自建、合作、外包,涉及到檢測儀器的采購,另一方面是由于案件事故的不斷發生,公安機關的前科庫、現場庫、失蹤人員庫也將隨之擴容,法醫DNA檢測試劑盒的需求也與日俱增。
從2013Q3到2016Q2,3年間我國公安機關的DNA數據庫增加了約2200萬條,我們預計,未來DNA數據庫按照每年800萬條的速度增加,每條數據收費100-150元,那么公安機關DNA建庫的市場規模約為10億元/年。如果按照2000-8000萬的樣本缺口,市場空間將達到百億級別。
新生兒基因庫建設和親緣鑒定:最具有潛力
目前采集1份DNA并進行分型檢測的收費為1200元,目前每年有1500-1800萬的新生兒,如果新生兒基因庫建設能在全國范圍內鋪開,市場規模將達到約200億元/年。
根據第六次人口普查統計的結果顯示,我國黑戶人口約占總人口的1%,即1300萬人。由于二胎政策的落地實行,很大部分未辦理出生證明的無戶口人員(無出生證明、未婚生育、領養等)可以進行戶口登記,粗略估計有一半人進行戶口登記,那么就是650萬人次的親緣鑒定需求,目前一次親緣鑒定收費1200-1800元,預計市場將達到百億規模。
公安機關DNA數據庫建設:最具確定性的增長
國內DNA實驗室的年檢驗能力超過了1000萬條
公安機關DNA數據庫是指存儲大量人類DNA分型結果并能進行數據比對協助處理案件事故的數據庫系統,包括刑事犯罪人員DNA數據庫(前科庫)、刑事案件現場DNA數據庫(現場庫)、失蹤人員DNA數據庫(失蹤人400員庫)和基礎DNA數據庫。
公安機關DNA數據庫建設分為中央庫、省級庫和市級庫建設,法醫DNA檢測是公安機關DNA數據庫建設的關鍵環節,主要由省級庫和市級庫承擔。
我國的公安機關0DNA數據庫建設始于2000年,經過了2個五年規劃(2004-2008、2009-2013)取得了顯著的成果。從第一個五年規劃期間的130余個DNA實驗室,信息總量200余萬條的規模發展到2016年的583個DNA實驗室,信息總量4435.8萬條(2016年5月31日),其中前科庫4071.9萬條,現場庫149.8萬條,失蹤人員庫59.4萬條,基礎DNA數據庫51.3萬條。
新生兒基因庫建設和親緣鑒定:最具有潛力的市場
新生兒基因庫市場規模將達到約200億元/年
從生物學角度上說,DNA是個人的遺傳信息,能指示個人的遺傳特性且具有唯一性。建立新生兒基因庫,一方面遺傳特性能保障兒童的生命健康,另一方面唯一性能有效遏制兒童拐賣等犯罪行為。
在2013年9月,美國國家衛生研究院宣布在2013-2018年間投入2500萬美元用于資助研究為新生兒進行基因組檢測的前景。
雖然目前國內尚未有任何法律規定采集新生兒的DNA信息,但已有多個地區開始試點新生兒基因庫的建設,如重慶,廣西等地。同時新生兒基因庫建設、基因身份證等提案已多有提及,預計未來相關政策會逐步放開。隨著二胎政策的落地實行,新生兒人數開始增多,新生兒基因庫建設如果能付諸實施,這個市場將十分具有潛力。
目前采集1份DNA并進行分型檢測的收費為1200元,目前每年有1500-1800萬的新生兒,如果新生兒基因庫建設能在全國范圍內鋪開,市場規模將達到約200億元/年。
親緣鑒定:百億市場規模
2016年1月14日,國務院發布了《關于解決無戶口人員登記戶口問題的意見》,無戶口人員需要出具相關證明(親緣鑒定證明),經過公安機關核查后辦理戶口登記。根據第六次人口普查統計的結果顯示,我國黑戶人口約占總人口的1%,即1300萬人。由于二胎政策的落地實行,很大部分未辦理出生證明的無戶口人員(無出生證明、未婚生育、領養等)可以進行戶口登記,粗略估計有一半人進行戶口登記,那么就是650萬人次的親緣鑒定需求,目前一次親緣鑒定收費1200-1800元,預計市場將達到百億規模。
法醫鑒定的核心:DNA檢測技術
法醫DNA檢測技術路線圖
法醫鑒定是通過DNA圖譜對比來實現統一性的認定,主要是根據人類DNA的多態性分為序列長度多態性和堿基序列多態性兩類,根據DNA類型的不同分為常染色體和性染色體DNA檢測。
目前法醫學領域使用的DNA檢測技術主要有三種:短串聯重復序列(STR)-聚合酶鏈式反應(PCR)檢測技術、單核苷酸多態性(SNP)檢測技術和線粒體基因組(mtDNA)檢測技術。
法醫DNA檢測產業鏈蘊育巨大投資機會
法醫DNA檢測是一系列技術組合形成的技術包,如DNA提取技術,PCR擴增技術、熒光標記技術,凝膠電泳技術及測序技術等。從商業角度來講,這些技術都能做成一系列的產品,涵蓋了儀器、軟件、試劑、耗材和服務多個方面。
在法醫DNA檢測的產業鏈上,上游一般由儀器軟件和配套的試劑耗材兩大部分組成,目前法醫DNA檢測儀已實現部分進口替代,而國產試劑盒已經與進口產品并駕齊驅,市場總規模約10億元左右,是未來的主要增量;中游包括各級經銷商模式和銷售服務一體化模式;下游的檢測平臺作為服務設施提供技術服務,有望快速復制“第三方實驗室”模式,華東和華南的成長空間更大。
上游——法醫DNA檢測儀已實現部分進口替代
毛細管電泳技術已實現進口替代
根據不同的技術路徑,法醫DNA檢測儀可以分為毛細管電泳技術DNA遺傳分析儀、微流控快速DNA分析儀、NGS新一代DNA測序儀三種。
其中毛細管電泳技術DNA遺傳分析儀主要用于DNA建庫,2013年開始實現進口替代,國產的GA118系列的檢測能力與進口產品相當;微流控快速DNA分析儀便于現場檢測,NGS測序儀是未來發展方向,Illumina已推出法醫NGS測序儀,后兩者目前國產還在研發中。
毛細管電泳技術。傳統的DNA檢測過程大約需要8-10小時,需要購置特定的法醫DNA檢測儀器,例如國產的GA118。GA118系列法醫DNA遺傳分析儀是由公安部第一研究所和公安部物證鑒定中心共同完成,于2013年12月正式投入使用。
目前該系列儀器能進行六色熒光識別,24/96中高通道檢測,配備專門的檢測分析系統,整體滿足國內法醫DNA檢測需求。進口的同類產品如AppliedBiosystems(ABI)公司的ABI3500,檢測能力與GA118系列相當,由于價格昂貴,因此競爭力不如GA118系列。
微流控技術。微流控芯片分析系統是在一塊芯片(幾平方厘米)上集成DNA提取、擴增、檢測等各種操作功能,具有微型化、自動化、高通量等特點。微流控快速DNA分析儀能夠做到法醫檢材檢測的及時性和現場性,典型代表是美國IntegenX公司研發的RapidHIT200檢測儀,該儀器能在90分鐘內獲取5-7份檢材的檢測結果。
上游——法醫DNA檢測儀:NGS測序儀是未來發展方向
Illumina占據約70%的市場份額
NGS測序始于2005年454公司(羅氏旗下)推出的基于焦磷酸測序技術的測序儀,NGS測序技術擺脫了傳統的電泳技術,具有高通量高深度的技術特點。
經過近15年的發展,最終脫穎而出的主要有三大NGS測序技術:
Solexa(Illumina)、IonTorrent(LifeTechnologies)和CompleteGenomics(華大智造)。
基于熒光標記和可逆保護基團的聚合酶延伸的Solexa技理
術具有邊合成邊測試和實時監測的特點,是目前應用最廣泛的NGS測序技術,占據了NGS測序儀市場約70%的市場份額。IonTorrent技術基于的是半導體測序原理,其對于連續堿基的檢測易產生系統誤差,因此用量較少。CompleteGenomics采用的是cPAL(復合探針-錨定分子連接)技術,該技術的測序結果非常精確,但是可讀片段長度不超過100bp,因此應用受到極大限制。
上游—法醫DNA檢測儀:NGS測序儀技術優勢顯著
價格下探后將會有非常大的應用前景
與毛細管電泳技術相比,NGS測序技術具有很大的技術優勢,包括更高的檢測通量(檢測位點數目最大能達到200個)和更好的檢測精度(目的片段長度為65-600bp并可針對降解樣本),但是建立NGS測序技術平臺的價格比較昂貴。
未來隨著NGS測序技術的不斷進步,價格下探后將會有非常大的應用前景。
上游——法醫DNA檢測儀:Illumina推出全球首臺MiSeqFGx檢測儀
優勢非常顯著
Illumina最近推出了MiSeqFGx檢測儀,這是第一臺經過充分驗證、為法醫學而設計的新一代測序儀。該儀器需要的DNA起始量最低為100pg,能擴張大于65bp的基因座,可進行96個樣本檢測,一次可檢測200多個遺傳標記(包括STR、SNP和mtDNA),可獲得全面的全基因組數據,非常具有檢測優勢。
而競爭對手Lifetechnologies的IonPGM和IonS5XL測序儀不僅在檢測通量和精度上不如MiSeqFGx,而且在操作的簡便靈活性上也大大落后,而操作流程中人為干預越多越容易產生操作誤差。
上游——法醫DNA檢測試劑盒是未來主要增量
法醫DNA檢測試劑盒市場總規模約10億元
法醫DNA檢測所需的試劑/耗材,主要包括各種檢測試劑盒,檢測試紙卡條等。根據法醫DNA檢測技術和應用范圍(法醫DNA建庫、法醫現場物證、親緣鑒定等),檢測試劑盒可以分為六類。
2006年以前法醫DNA檢測試劑盒全部為進口,目前國產產品在各方面已經與進口產品并駕齊驅,甚至在某些方面,中德美聯和北京基因認知的競爭力更強。
按照每個試劑盒100-200次的檢測量,公安DNA建庫試劑盒需求量4萬盒(建庫量800萬條);新生兒基因建庫試劑盒需求量10萬盒(建庫量1600-1800萬條):法醫物證鑒定試劑盒需求量2000盒(鑒定業務量為20萬份),試劑盒整體需求在14萬盒以上,預計試劑盒單價6000-8000元/盒,市場總規模約10億元左右,試劑盒是未來主要的增量。
下游——法醫DNA檢測服務:區域分布不均,華東和華南的成長空間更大
由于司法鑒定機構提供技術服務存在區域輻射半徑,因此從區域供需角度來看,華東和華南的成長空間更大。
由于人口分布和經濟水平,司法鑒定業務量區域分布非常不均,主要集中在華東、西南和華中等經濟發達或人口密集地區,分別占35.22%、16.09%和16.06%。但對比司法鑒定業務量和機構數量區域分布來看,華中和西南的供需比較匹配,分別為16.06%/21.57%、16.09%/17.24%;華東和華南的供需缺口較大,分別為35.22%/19.9%、8.87%/6.58%。
下游——法醫DNA檢測服務:有望快速復制“第三方實驗室”模式
目前國內提供法醫DNA檢測服務的公司主要有中德美聯、迪安診斷、華大基因和北京基點認知這四家公司,其中中德美聯的業務范圍最為全面,包括法醫現場鑒定、DNA建庫、實驗室共建、親緣鑒定等民用市場服務,市場份額最高。
2017年法醫物證司法鑒定機構有372家,我們預計每個司法鑒定機構的DNA檢測營收大約2000萬/年,其中大部分來自DNA建庫,每年1500萬收入(1.25萬份,1200元/份),法醫物證鑒定有500多萬(3000份,1200-1800元/份)。
中德美聯、迪安診斷、華大基因通過自建、共建司法鑒定機構,提供法醫DNA檢測服務,打造司法鑒定的“第三方實驗室”商業模式,有望實現快速復制。
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