基因技术和生命组学大数据产业趋势(上)

基因技术和生命组学大数据产业趋势(上)

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作为一篇迟到的年度总结,基因慧结合近期实地机构调研和专家访谈,展望2025年基因技术和生命组学趋势。更详细数据及技术和产业案例,请关注基因慧将连续第8年发布的《基因行业蓝皮书2025》(中英双语版),欢迎合作联合发布。

01 宏观:硬核科技的叙事阶段

对比2025年和2018年两次最高级别的民营企业座谈会上发言的企业家名单(见以下列表),我们可以发现基因行业在国家宏观政策关注重点中的变化,例如生物医药领域代表从一个到零个,减少了特种玻璃、焊接等关键供应链领域;对应的,大大增加新能源汽车及物联网、AI代表的比例。

这从一定程度上体现出重点从民生偏移到经济,从供应链叙事到硬核科技(核心底层技术)和出海叙事,输出中国制造,输入全球消费市场。

以两次民企会议上稳稳占据一席的农业领域代表为例,从通威集团到新希望, 不仅是从”饲料+光伏“到食品加工全产业链的区别,新希望拥抱AI和基因组的生物育种(新希望六和)以及拓展东南亚等海外市场,更体现了新农业的侧重点。

(2025年发言企业家名单:新能源汽车及物联网领域的华为任正非、比亚迪王传福、小米科技雷军、农业领域的新希望刘永好;信息技术人工智能领域的韦尔半导体虞仁荣、宇树科技王兴兴。

2018年发言企业家名单:信息技术领域的东软集团刘积仁、商汤科技汤晓鸥、众人科技谈剑锋、和同信息耿哲;汽车供应链领域的万向集团鲁伟鼎、时代集团王小兰、艾可蓝环保刘屹;医药领域恒瑞医药孙飘扬;航空航天领域星箭特种玻璃卢勇;农业领域通威集团刘汉元。)

与之对比的,作为民生导向的生物医药,承担人类史上最大规模的公共卫生任务,但由于彼时供应链没有完全成熟,以及公共舆情等传播不足,在普惠级响应和满意度不及宏观预期;而人口基数(用户)的走势也降低了顶层资本的想象空间。

于是在供给侧,企业进入新一轮大规模洗牌。三年投入公卫基础设施后,绝大部分企业的现金流吃紧(仅少数头部企业盈利),收缩研发及人力成,叠加LDT相关审查(产品入院受阻)及资本市场下行的压力,正在以超过30%的数量消失;资本市场上,大比例外资和风投的离场使得融资的基因企业仅为个位数(数量上降低了50%以上),内地上市路径仍未完全走通,港股从营收规模等要求上倒逼企业并购整合。

应用端也面临类似困境,医生在医保等趋严的合规流程下如履薄冰(大部分产品属于LDT难以入院),同时“少米下锅”(绝大部分医院基本不具备研发和生产相关产品的体系)。

资本路径及注入削减,影响企业研发及运营,波及临床等市场准入应用,叠加金融及医保合规压力,这是以基因技术为代表的生物医药领域需要正视的短中期阶段的问题。

但这不影响基因行业市场规模未来将超过信息技术,十年后的生物智能将比当下的人工智能更加受到关注和应用。因为以上的问题的另一面,也是基因行业的优势,即长周期研发投入,大规模数据积累,成本逐步降低的产品迭代。

从产业发展和投资逻辑上,有三点乐观面可以确定:

  • 老龄化市场:从生物医药拓展到生命健康的产品开发
  • 三四线及县域市场:生产迁移
  • 海外市场:从产品出海到品牌出海

这不是一个新故事。20年前已经有一批批创业者将长线撒向C端、海外及县局的的广阔”水域“,但是面临的往往是同一个问题,缺乏成熟产品的”钩子“。这个复杂主题涉及面众多,但在当下有非常确定且利好的”浮漂“:生产设备专利成熟,国产化。

这两者回到我国硬核科技的叙事范畴,因此,我们看到近期宏观产业政策上实现了“从0到1”的突破,参照海外做法将海外基因巨头列入“黑名单”,鼓励基因测序仪在内的高端制造设备的国产化替代。

2024年底,财政部发布政府采购本国产品的标准及实施政策。2个月后的2025年初,商务部首次将美国测序巨头企业因美纳(Illumina)列入不可靠实体清单。这两个事件打破了长久以来的保守惯性,与市场对应的产业政策开始倾斜,实现整体天平的平衡。

这不仅加速基因行业上游国产生产设备的准入、投资开发,以及更多厂商竞争带来的成本进一步降低,也从宏观契合我国的产业战略(“两重”、“两新”、“两业”、“8+9”新产业)相关,特别是合成生物相关的生物制造,以及基因组、蛋白组等相关组学数据生产的高端医疗器械。也将有效推动生命组学数据的本土开发和合规利用。

两重:国家重大战略:1.京津冀协同发展;2.长江经济带发展;3.粤港澳大湾区建设;4.长三角一体化发展;5.海南全面深化改革开放;6.黄河流域生态保护和高质量发展;7.一带一路。重点领域安全:1.政治安全‌‌;2.军事安全‌‌;3.国土安全‌‌;4.经济安全‌;‌5.金融安全‌;‌6.文化安全‌;‌7.社会安全‌;‌8.科技安全‌;‌9.粮食安全‌;‌10.生态安全‌;‌11.资源安全‌;‌12.核安全‌;‌13.海外利益安全‌‌;14.太空安全‌;‌15.深海安全‌‌;16.极地安全‌;‌17.生物安全‌;‌18.人工智能安全‌;‌19.网络安全‌;‌20.数据安全‌。

两新:大规模设备更新:工业设备、用能设备、环境基础设施、营运船舶、营运货车、新能源公交车、农业机械、老旧电梯等设备的更新‌;消费品以旧换新:汽车置换更新政策、家电以旧换新补贴等‌。

两业:先进制造业;现代服务业

“8+9”新产业:是指应用新技术发展壮大的8大新兴产业和9大未来产业,具有创新活跃、技术密集、发展前景广阔等特征,关系国民经济社会发展和产业结构优化升级全局。8大新兴产业:新一代信息技术、新能源、新材料、高端装备、新能源汽车、绿色环保、民用航空、船舶与海洋工程装备等8大领域。9大未来产业:元宇宙、脑机接口、量子信息、人形机器人、生成式人工智能、生物制造、未来显示、未来网络、新型储能等9大领域。

(参考:<什么是:两重、两新、两业、8+9新产业>,来自“看星星啊”公众号)

基因技术行业在我国现代化产业体系中的定位,从早期的“战略性新兴产业”偏向于“未来产业”,也是“新质生产力”的核心领域之一。在中长期路线中,在合适时机将“未来产业”加速产业化是经济、品牌、文化的重要内容,必经路径是打通关键产业要素的上下游,在基因行业,即实现生命组学数据的生产、解读及应用的全链条创新及高附加值生产:

生命组学数据的生产:即前文提及的上游生产设备(基因测序仪、单细胞及空间组学制备仪、PCR仪、质谱仪、自动化样本制备等)。

生命组学数据的解读:作为全行业重大瓶颈及转化前的核心攻关难题——在近三年,恰逢GPU等硬件和AI大模型(从2024的ChatGPT到2025年初的DeepSeek),正在加速生命组学数据解读的效率(未来进一步提高准确性)。

基因技术及生命组学数据的应用:即前文提到的,生物医药产品保守研发的同时,拓展生命健康等C端、农业等市场。

打通基因产业链涉及资源的整合及落地,在基因行业的复杂度非线性,其中的核心牵引力包括:

核心生产基础设施:引领行业标准,从开发之际,联动上游供应原料成本控制、基于下游应用场景的中游合作伙伴的产品开发及授权等形式。

重大头部资本:通过头部资本的投资profolio(投资组合),实现关键市场及用户的联合开发及重组;基于战略资本实现中下游联动;基于国资等进行并购整合,实现跨界“破圈”及本土产业链建设。

出海:通过产品出海,充分利用海外的成本优势,且基于不同政策提高市场的鲁棒性;通过品牌出海,加强产品设计、营销网络及创新服务能力,提高高附加值的营收。

关于核心基础设施为牵引的产业案例,是华大集团以旗下的华大智造(主营NGS测序仪及自动化等)、华大序风(主营长读长测序仪)、华大时空(基于Stereo-seq的时空组学产品)等生产基础设备建立“Seq All”联盟,赋能产品营销及反哺研发方向指引,通过战略投资、研修等联合中小企业拓展市场边界(产业案例的优势和风险将在下篇详述)。

基于重大头部资本为牵引的产业案例,目前在基因行业没有代表机构(当前资本没有形成同时具备长期战略投资的愿景及规模),自2024年始国有并购资本加速进场:

2024年9月证监会发布“并购六条”,在提高监管包容度‌基础上,支持上市公司向新质生产力方向转型升级‌并收购产业链上下游吸收合并,此后超过100家上市公司发生了控股权变更。这里头部资本起到很大主导作用。

2025年国务院办公厅的“一号文件”聚焦政府投资基金明确给出投资命题方向“新质生产力”,包括锚定产业链供应链韧性的产业投资,和投早、投小、投长期、投硬科技的创业投资。

据证券时报根据Zerone统计,当前我国有近6000政策投资基金LP(出资人),认缴规模达12万亿元,且浙江、江苏、四川和安徽等地增速靠前。

基于出海为牵引,跟随国运浪潮,提升海外资产价值和货物附加值。过去200年,英(1913年)、美(1947年)、日(1986年)、德(2016年)分别在不同时期有过巨额贸易顺差。特别是日本从“出口”到“出海”,通过对外片投资和跨国公司助力经济复苏,从贸易顺差到逆差。

对照中国,尽管美国进口从2018年至今的21%下降到2024年前三季度的13%,但东盟从我国进口从27%提升到34%。在东盟、东南亚及部分欧美市场,拓展成熟的产品的渠道,以及联合当地企业联合开发本土产品,是当下头部基因企业的主要战略之一。

总结此节,在宏观面,笔者预测基因行业的可能趋势并对产业运营的策略框架建议如下:

#1 整体基调从效率到公平(“共同富裕”),从铺量到高附加值(“高质量发展”)。具体到行业中,预计将在临床诊疗程序合规、“人遗”等生物安全上将进一步规范细化,提高系统稳健性和人民满意度;进一步推动单分子测序、单细胞、合成生物、基因编辑、干细胞等核心前沿技术开发及产品化,提高国际竞争力。

产业运营的建议:

  • 深耕优势赛道的产品,在没有充足现金流下收缩研发成本;
  • 通过联合开发、并购等加速优势赛道的市场准入;
  • 积极与行业学会、产业平台等互动参与并引领行业标准建设,强势抢先输出企业在优势赛道的头部品牌;

……

#2 培育有核心底层技术的国产高端制造设备,或通过国企或国资助力建设区域重点产业链。例如基因领域的高通量基因测序仪、单细胞制备仪、数字PCR仪、基因合成仪、质谱仪以及自动化数智化设备等。

产业运营的建议:

与头部企业的核心基础设施形成良性联动,明确未来的配套产品及开发方向,考虑政策的不确定性不局限于独家;

拥抱战略资本,通过投资组合建立战略合作圈,特别是本土渠道、民生工程及供应链;

落地生产基地及研发中心差异性化的区域产业园,特别是二三线城市,以本土龙头企业地位快速确定IPO或战略并购目标;

……

#3 通过政府投资基金等加大农业、能源及生态相关的研发支持及产品市场化支持,与基因相关的,农业方面包括饲料、农作物、畜牧业的生物育种,能源及生态相关的包括重大能耗的化工替代及生物能源等。

产业运营的建议:

在生物育种领域聚焦主粮、主要食用肉动物及其饲料等增产,酸碱、极寒、风沙等极端环境下的土壤改良及种植应用……

在合成生物领域聚焦合成食品、高耗高污染工业品生产替代更新等;

积极引进人工智能的软件(大模型)、硬件(模式识别),切实地整合到交付系统及研发中来提升产品创新性,在生产管理及项目管理中提升效能;

……

根据基因慧收集到来自赛陆生物、安诺优达、奕谱生物等创新基因公司及专家建议,企业对宏观监管相关诉求包括:

1)建议简化临床基因检测产品的市场准入流程,加快前沿技术技术的临床应用。

2)建议基于NGS专家共识与应用标准,推动NGS在全临床场景的规范应用。

3)建议通过行业联盟,整合国内基因测序企业资源,共同提高“中国制造”在全球的竞争力。

( 《基因行业蓝皮书2025》启动,欢迎合作)

      为推动基因科技普惠和产业融合发展,第三方产业服务平台基因慧连续第8年启动基因行业蓝皮书,预计将于2025年Q2公开发布电子版和纸质版,首发中英双语版。

      90%的头部基因和ICT机构(国家基因库、华大智造、赛默飞、安捷伦、华为云、字节跳动、阿里云、腾讯云、鹍远生物等)曾参与联合发布,支持蓝皮书免费公开传播。联合发布方在蓝皮书露出品牌,入选产业创新案例,和院士专家同台发布蓝皮书。

      蓝皮书合作联系邮箱:lily@genonet.cn, 微信 jiyinhui_1(请备注来意和名片)

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10亿:50亿 

中观:生命组学的融合

2025年1月9日,赛默飞宣布英国生物样本库制药蛋白组项目(UKB-PPP)已选择Olink Explore平台来分析全球最大规模的人类蛋白组研究(60万份样本的5,400多种蛋白)。

2025年2月6日,扎克伯克夫妇基金会(CZI)宣布与10x Genomics、Ultima Genomics等团队合作,将启动“10亿单细胞计划”来推动生物学领域人工智能模型开发。紧接着,Illumina和博德临床实验室(Broad Clinical Labs) 宣布三年内实现 50 亿单细胞图谱生态系统建设。

2025 年 2 月 19 日,Arc 研究所的团队联合斯坦福大学、英伟达等团队科学家发布了迄今为止来最大的生物学人工智能开源模型——Evo-2,训练使用了 2000 多个英伟达 H100 GPU和12.8万个全基因组和宏基因组数据,可以预测基因突变对功能的影响,从头生成基因组序列。

60万份人类蛋白组研究、10亿/50亿单细胞计划和生物学AI开源模型,这三个事件或将标志着“生命组学+AI”的里程碑。数十万级的蛋白组数据、结合1990年至今的千万级基因组数据,将生命发生机制、发展过程和代谢组状态等进行量化,同时基于单细胞数据和空间组学,构建亚细胞视角和空间组学信息,为生物AI模型提供结构化、文本及因果性强的训练集和应用场景。

高通量基因测序,从二维层面解读核苷酸序列对应的蛋白质编码及调控功能,进而解释生命演化和发育的机理,群体与个体基因变异和健康的概率关系。产业发展近30年来,普惠产品仅无创产前DNA检测(NIPT)一项,寄予最大期望的肿瘤早筛还需进一步优化商业模式和产品开发。

单纯靠单一技术平台的迭代,目前的产品开发速度不能满足资本回报和临床诊疗的需求,尽管国家队提倡长达15年的“耐心资本”及出台本土发展倾斜政策,但产业进程到了“破局”的阶段,从而吸引人才、资金等资源,建立标杆产品和更多标杆企业,不能单纯依赖低单价、民生模式和专利复制等蕴藏风险的模式。

回到生命演化和发育的本质,从DNA、RNA到蛋白质,从基因组到微生物组,从基因、细胞、组织、器官、系统到个体,从个体到群体,巩固目前刚需的临床市场,进而拓展到大健康、农业等前景市场的策略之一,是建设“基因+蛋白+细胞”的生命组学大数据池,“生命组学大数据+AI”的智能解读工具,以及医研产的技术转化转移大平台。

例如以重点领域举例简析:

#肿瘤早筛:FDA批准的首个肿瘤早筛产品(2019年,Cologuard,Exact Sciences公司)以及我国批准的首个肿瘤早筛产品(2020年常卫清,诺辉健康)中,标志物包括基因突变、基因甲基化变异和血红蛋白等。此后,“基因+甲基化+蛋白”作为肿瘤基因公司开发早筛产品的常规组合,未来结合奕谱生物开发出的全癌标志物TAGMe®(获FDA突破性医疗器械认定)等技术,或将有新的突破。

【成功案例】Exact Sciences,2024年营收27.59亿美元,同比增长10%,调整后的亏损1.9亿美元。全年交付460万例癌症检测,预计2025年增长约11%。

【借鉴案例】诺辉健康、泛生子

#生育健康检测,从无创产前DNA检测(2014年,华大基因首证)、体外定性检测人流产绒毛组织CNV-Seq检测(2022年,华大基因首证)到羊水CNV-seq试剂盒(2024年,安诺优达首证)。从染色体非整倍体拓展到微缺失,从外周血样本拓展到流产组织、羊水等。未来不仅将从同一技术平台拓展检测范围(例如NIPT到NIPT Plus),也将从不同技术平台拓展检测样本类型,实现更早、更全面、更普惠的产前检测、携带者筛查、胚胎植入前筛查等。

【成功案例】Myriad Genetics,2024年全年营收8.38亿美元,同比增长11%,调整后的EPS转正;产品上结合女性生育健康、肿瘤检测及药物基因组业务。

【借鉴案例】贝瑞和康

#单细胞技术,从单细胞转录组研究(scRNA-Seq)、单细胞染色质可及性研究(scATAC-seq)、单细胞DNA检测(scDNA-Seq)到单细胞质谱分析(scMS),实现单细胞分辨率水平的多组学检测。将对临床特别是辅助生殖、古DNA分析、肿瘤免疫、神经系统(CNV和SV检测)等领域的研究和检测、药物研发提供新的视角和技术手段。

【成功案例】10× Genomics,基于不同单细胞核心技术的知识产权组合、端对端的解决方案、以及Human Cell Atlas等大型计划的用户折扣,

【借鉴案例】BD Biosciences,早年商业化CytoSeq技术推出Rhapsody 系统,未能在后续快速铺开市场,2025年2月宣布计划以300亿美元剥离生命科学业务。

#空间组学,基于显微切割方法(SISM)、原位杂交技术(SISH)、mRNA分子的原位测序(SISS)、和空间条形码方法(SISB)等不同策略,结合单细胞技术,揭示细胞在组织中的精确位置及其相互作用,近年在发育生物学、神经科学、病理学和植物科学领域展露出重大应用价值,特别是空间转录组与H&E染色、免疫组化(IHC)的联合诊断。2024年,为空间组学开放式和通用数据框架SpatialData面世(PMID: 38509327)。

【成功案例】华大时空,基于DNA纳米球和时空芯片(捕获mRNA并还原空间位置)创造时空组学的概念。技术上达到500 nm分辨率、13 cm × 13 cm的最大视野;产品上推出时空显微镜Go Optical、自动化处理软件及四款产品(时空转录组为主,以及结合蛋白组的组学产品);市场上建立16个国家80多位科学家组成的时空组学联盟。已成立单独产业公司,有望成为下一个上市模块。

【借鉴案例】无。空间组学目前处于早期的产品化阶段。

#生命组学:基因除了和蛋白、单细胞等构建生命组学,正在加速应用于干细胞、类器官等领域。美国公司Beam Therapeutics开发的基于碱基编辑造血干细胞(HSC)的体外基因编辑疗法BEAM-101用于治疗镰状细胞病,在2021年获得FDA的IND批准,2023年底完成了首例患者给药,2024年底临床1/2期试验显示出初步积极结果。在基因编辑造血干细胞领域,我国企业博雅辑因开发的ET-01 和邦耀生物开发的BRL-101的临床I期均取得积极结果。近期美国FDA和我国NMPA分别批准了间充质干细胞产品,未来结合基因编辑等技术将进一步扩大细胞和基因疗法的潜力。

2024年12月18日,美国FDA批准了全球首款间充质干细胞产品 RYONCIL®(Remestemcel-L)上市,治疗2个月及以上儿科患者的类固醇难治性急性移植物抗宿主病(SR-aGVHD);

2025年1月2日,我国NMPA批准国内首款人脐带间充质干细胞注射剂干细胞疗法——铂生卓越生物科技(北京)有限公司的 “艾米迈托赛” 注射液上市,用于治疗14岁以上消化道受累为主且激素治疗失败的急性移植物抗宿主病。

【成功案例】中信湘雅,作为国内最大的辅助生殖中心(22万个累计出生婴儿,覆盖26个国家地区),从生育健康服务拓展到全生命周期健康服务链,建立遗传基因检测、儿童医院、自闭症康复中心、干细胞库、老年病临床研究和健康管理等综合体系,通过产学研打造享誉国际的”长沙模式“,特别是实现首例PGT-HLA配型试管婴儿脐血干细胞移植治疗重症β地贫成功,自主研发首个人胚胎干细胞来源肝细胞制剂进行肝衰治疗研究等。

【借鉴案例】无。目前生命组学整体处于早期的技术验证阶段。

#基因编辑、基因合成:略(详见《2025基因行业蓝皮书》

基于调研和分析,从组学技术及产品层面,笔者预测基因行业的可能趋势和策略建议如下:

#1 高通量测序仪企业在高光后,未来5年左右将整合成2-3家平台企业。基于单分子等新兴测序仪的获证产品及应用面世。

建议:以应用市场来主导开发,进一步降低开机成本和测序成本;严谨估值和投资,加大上游工具酶、建库设备、自动化的配套研发和投资。

#2 空间组学与单分子测序、与基因编辑等技术结合,实现空间水平的大片段基因检测和高精度编辑。资本平台或将重组多家公司,面向药物研发及脑神经等领域开发应用。

建议:中小企业战略合作及重组,面向特定疾病或应用领域,开发头部产品,加速市场准入,避免多平台多技术的同时投入。

#3 干细胞产品的陆续获批,与组学的结合,加速细胞及基因治疗、类器官开发及商业化。

建议:干细胞企业与基因及生命组学的战略合作,抢先类器官等业务以及药物研发,健全和高度重视全过程的生命伦理和生物安全体系。

系列文章后续预告

中篇:“BT+AI”应用,及代表企业的近年策略

下篇:出海基因产业创新案例

欢迎关注“基因慧”公众号、官网及预计将在Q2-Q3发布的《2025基因行业蓝皮书》。欢迎多方合作,助力生命科技普惠和产业融合发展。

  基因慧蓝皮书系列发布情况举例  

(↓上下滑动查看详情)

《基因行业蓝皮书(2024-2025》

作序专家

黄荷凤院士

卢光琇教授

《2023基因行业蓝皮书》

作序专家

詹启敏院士

《2022基因行业蓝皮书》

作序专家

陈润生院士

《DNA存储蓝皮书》

作序专家

欧阳颀院士

元英进院士

杨焕明院士

樊春海院士

《2021基因行业蓝皮书》

作序专家

樊嘉院士等

《2021肿瘤基因及分子检测蓝皮书》

作序专家

樊嘉院士等

《2020基因行业报告》  

作序专家

宁光院士、国家信息中心新兴产业处副处长张振翼等

《2020基因大数据智能生产及行研报告》

作序专家

陈润生院士等

《2020单细胞行研报告》

作序专家

张泽民教授

《2019基因行业报告》 

作序专家

国家卫健委医药卫生科技发展研究中心原主任李青等

《2018-2019年中基因行业报告》

作序专家

国家卫健委医药卫生科技发展研究中心原主任李青、WHO遗传病社区控制合作中心黄尚志教授

拓展阅读

【声明】为了推动生命科技普惠和生物产业发展,基因慧秉持专业、赋能、中立的立场收集、分析及发布相关行业信息;但由于时效性及技术迭代特殊性,所刊登内容仅供研究参考,不作为临床诊疗及投融资等决策依据。本文相关信息不代表基因慧的观点。基因慧平台刊登的原创内容的知识产权为“基因慧”商标拥有者及相关权利人所有;欢迎转载,转载请申请并注明来源。欢迎在基因慧平台合作推广先进的技术、产品及市场成果以及产业规划、行业咨询及市场调研。

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