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千亿美元市场！一文读懂肿瘤早筛与检测行业，盘点17家公司
文章来源：思宇MedTech；作者：祎禾
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近年来，多组学研究发展前景渐趋明朗，随之带动了全球范围内的肿瘤早筛市场的飞速发展，超千亿美元癌症检测诊断市场已经迎来了黄金发展时机，其中包括：肿瘤早期筛查与检测市场，MRD（Minimal Residual Disease）微小残留病灶检测市场和癌症治疗与优化检测市场。预计从 2022年到 2026 年，总市场规模将维持12.1% 的复合年增长率，到 2026 年，肿瘤筛查检测市场的体量将达到 3137 亿美元。
01
肿瘤早筛和癌前诊断
占比最大的肿瘤早筛和癌前诊断市场（约 1500 亿美元 ）涵盖了诸如结直肠癌，肺癌，膀胱癌，胰腺癌，肝癌等多类型肿瘤的普筛和每年检测。以美国为例，早筛市场占比最大的是高风险肺癌，规模约295亿美元。常规结直肠癌早筛市场次之，规模为205亿美元，主要集中对45-84岁中老年人的每叁年筛查检测。
据悉，71%的癌症死亡是由于缺失对癌症普遍筛查的普及,早筛可有效降低肿瘤发病率与死亡率，提高生存率5-7倍。以结直肠癌为例，其发生发展大多遵循“腺瘤-癌”的顺序，从癌前病变进展到癌一般需要 5-10 年时间，早期腺瘤 5 年生存率接近 100%，IV 期仅有 10.8%，而美国通过早筛，在 10 年间将结直肠癌发病率降低约 30%。
▲美国的癌症平均五年生存率是66%，中国是30.9%
随着ctDNA富集（液体活检）、高通量测序、遗传信息解读技术的不断突破，表观遗传学、多组学技术，以及大数据方法学的使用对癌症早筛助益良多，也在一定程度上揭示了癌症早筛的未来研发方向。
全球有过亿肿瘤患者要进行肿瘤早筛和癌前诊断，但市场的渗透率不足1%。目前全球的主要玩家为：Guardant、Exact Sciences（Thrive）、illumina（Grail）、Epiginomics AG、Freenome和Bio-techne 等。
02
MRD检测市场
MRD即微小残留病灶，是指癌症治疗后残留在体内的少量癌细胞（对治疗无反应或耐药的癌细胞）。作为一种生物标志物，MRD 可被用于癌症复发监控以评估治疗的有效性，目前最主流的方法是基于NGS技术的ctDNA液体活检，但MRD检测产品的开发独特之处在于，跟AI产品类似——它离不开数据的喂养。目前全球已有多款 MRD产品获批，Adaptive在血液瘤摘得头筹后，Guardant Health的实体瘤MRD检测产品也已经获批，覆盖范围从血液瘤扩大到实体瘤。在超10亿美元的MRD检测市场，每年发生近千万次的检测数量，其中仅美国就有高达1500万早期癌症康复者，但目前市场渗透率却不足一半。
时间 | 事件 |
制表：思宇MedTech | |
2018年9月 | AdaptiveBiotechnologies的ClonoSEQ获FDA批准，用于检测血癌患者的MRD |
2020年5月 | 阿斯利康与Invitae(ArcherDX)合作开发个体化肺癌检测方法 |
2020年8月 | 生物技术公司Adaptive的ClonoSegMRD测定获得FDA许可扩大适应症 |
2021年1月 | Grail宣布与安进、阿斯利康、百时美施贵宝达成合作，评估癌症早期检测技术 |
2021年2月 | Analytics分子诊断公司ExactSciences宣布收购测序实验室Ashion |
2021年2月 | 医疗技术公司GuardantHealth正式推出商业化GuardantReveal液体活检产品 |
2021年2月 | 液体活检技术研发公司Inivata完成3500万美元C轮融资，用加速RaDaRM的临床开发和持续推广 |
2021年4月 | 医疗技术公司GuardantHealth的MRD检测获得纽约州的批准 |
▲国外有关MRD的企业进展
受到多种因素的驱动，例如：血液系统恶性肿瘤发病率的上升、消费者对量身定制治疗认识的不断提高以及各个国家癌症研究所资金的增加，2020-2025 年，MRD 市场预计会保持15.64％的年复合成长率。
同癌症早筛情况类似，MRD 的市场渗透率不足1%。目前全球主要玩家为：Adaptive Biotechnologies、Invitae（ArcherDX）、Cergentis B.V.、 Guardant,、LexentBio 和Natera等。
03
癌症治疗与优化检测
在癌症检测市场的下游阶段，暨癌症治疗和优化检测市场，每年有着超过千万次的检测发生，集中在分子标志物检测和预后监测方向；其中，针对晚期癌症患者的癌症治疗选择和生物制药行业（例如免疫治疗等）的潜在市场较大，规模数十亿美元。
全球有超过500万癌症患者做治疗选择，市场渗透率约8%。主要品牌包括Invitae（ArcherDX）, Foundation Medicine、Gaurdant、illumina、Sysmex、Qianian和Sophia等。
海外公司一览
Epigenomic AG
Epigenomics是一家分子诊断公司，成立于1998 年。其主打产品Epi proColon是一款基于DNA 甲基化生物标志物的液体活检试剂盒，可以对结直肠癌进行早期筛查，已获得FDA，CE，CFDA等认证，也是国际少有的获得中国注册证同类型产品。除了结直肠癌，其在肺癌和肝癌等常见癌症的早期筛查也逐渐进行了布局。除此之外，Epigenomics在生物标志物研发领域持续发力，已获得诸如如前列腺癌、膀胱癌、乳腺癌和卵巢癌的新型 DNA 甲基化生物标志物，可为未来的产品开发机会提供基础。
▲生物标志物用于癌症早筛的研发管线
2021年营收620 万欧元，同比增长637%（2020 年：84 万欧元），2021 收入激增的主要原因为血液样本数据库的出售。
Adaptive Biotechnologies
Adaptive Biotechnologies 成立于 2009 年, 于 2015 年收购Sequenta。作为一家免疫治疗研究公司，Adaptive的主要研究思路是基于基因测序解码自适应免疫系统。公司研发方向包括药物发现、基于TCR抗原的生命科学研究和基于MRD检测的临床诊断。
Adaptive的ClonoSEQ是全球第一款获FDA批准用于MRD检测的液体活检产品，随后又在2020年获得了适应症扩大。由于无法通过影像学方法进行早期筛查，MRD检测对于血液瘤有着格外重要的意义。因此血液瘤相关的临床指南，尤其是在急性淋巴细胞白血病（ALL）和多发性骨髓瘤（MM）中，都有提到MRD状态是临床结果和对治疗反应的可靠指标。也因此，ClonoSEQ的市场价值逐渐凸显。但目前为止ClonoSEQ的覆盖范围一直局限在血液肿瘤范围内，没有向外扩展到实体瘤范畴。
▲Adaptive Biotechnologies产品布局及合作企业概览
除此之外，通过与微软的合作，Adaptive开发的诊断产品 immunoSEQ Dx 可基于人工智能和机器学习解码人体免疫系统的防疫机制，通过血液检测绘制TCRs图谱，对一系列疾病的早期诊断大有帮助。同时，Adaptive还布局开发了更多免疫肿瘤治疗方法，其每年合作的生物制药公司超百个。
2021 年营收1.54 亿美元，同比增长 57%，其中测序业务营收7890 万美元，同比增长90%，研发业务7540 万美元，同比增长 32%，ClonoSEQ单个产品管线表现亮眼，增幅超40%。
Exact Sciences
Exact Sciences创立于1995 年，是一家做非侵入性大肠癌筛检起家的分子诊断公司。先后收购晚期癌症测序公司Paradigm Diagnostics、生物标志物检测公司Viomics、表观遗传学公司Base Genomics（2022）和癌症早期筛查和诊断公司Thrive Early Dectection。
其开发的 Colorguard是一种基于粪便 DNA 的非侵入式结肠癌筛检产品，用于检测癌症前病变以及大肠癌的四个阶段。是全球第一款真正意义上的肠癌早筛产品，且得到了美国联邦医疗保险（Medicare）的覆盖。除此之外，旗下产品ONCOTYPE 系列在乳腺癌、前列腺癌、结肠癌的基因表达和液体活检层面也有涉猎。最近，在美国泌尿外科协会（AUA）新发布的指南中，首次在本土前列腺癌患者的诊疗建议中提到了对基因组学检测技术的运用：ONCOTYPE DX® GPS™。这也意味着着Exact Sciences在泌尿系统类癌症诊断中的行业地位得到了官方认证。
▲ONCOTYPE系列产品
Exact Sciences 2021年营收17.67亿美元，同比增长18%，自2018年以来的年度复合增长率超过55%。其中癌症早期筛查和诊断占大头，为10.62亿美元，同比增长30%；其次是精准癌症治疗5.6亿美元，同比增长28%。
Gaurdant
Guardant Health（GH）成立于2012年，是肿瘤液体活检领域的先驱。GH 的宗旨是“通过简单的抽血便可以帮助癌症患者找到合适的药物，未来，它还可以更早的检测出癌症”。美国液体活检的市场规模巨大，在700亿美元左右，2016 年起，GH 将其基于液体活检的癌症业务拓展至肿瘤早筛，其液体活检平台涵盖众多维度的检测，比如ctDNA甲基化检测，ctDNA体细胞变异检测以及片段化组学检测等。因此，从癌症早期筛查到MRD检测和后期诊疗，Guardant Health完成了对癌症管线的全线布局。
2020年8月7日，FDA批准了GH的Guardant360 CDx（55基因）上市，使GH 成为首个基于NGS技术的液体活检伴随诊断产品商业化的公司。2021年2月，Guardant Health又推出了自己的MRD检测产品Guardant Reveal，并且很快在两个月后获得了纽约州卫生部临床实验室评估项目（CLEP）的许可。
2021年营收3.74亿美元，同比增长28.92%。自2018年以来GH发展迅勐，年复合增长率超过59%。
illumina
作为全球基因测序的龙头企业，illumina在基因测试市场份额超过50%，公司专注于遗传变异和生物学功能分析领域，其产品业务主要涉及高通量生物芯片检测，高通量测序仪和定量 PCR 等等，近年来在单细胞测序，癌症早筛和消费领域也开始涉足。旗下收购品牌Grail主要专注于肿瘤基因测序和癌症早期筛查和诊断。背后倚靠大量资本的加持使得 Grail在肿瘤早筛市场占有重要的一席之地。
Grail于2021年推出的泛癌早筛产品Galleri，可检测血液中的cfDNA的甲基化并对其进行测序，以此揭示潜在的癌症信号。Galleri的假阳性率低于1%，在检测到癌症信号时，还能以93％的准确度定位癌症的组织起源。该产品主要用于50岁以上无症状人群的癌症筛查，可覆盖50多种癌症类型。另外，Grail也入局了MRD领域，与安进、阿斯利康以及百时美施贵宝达成战略合作协议，和叁家全球顶尖的制药企业合作，共同研发基于ctDNA甲基化技术的MRD检测产品。
▲Galleri叠加常规癌症早筛测试可使癌症检出率提高 3 倍
2021年营收45.2亿美元，同比增长39%。其中基因测序仪器增长75%，基因测序耗材增长40%，超过52%的营收来自美国市场。
Invitae
Invitae 成立于2010 年，2020年收购了基因分析公司ArcherDX，实现癌症遗传学和肿瘤精准治疗的融合。Invitae 提供从基因测序到基因管理系统以及完备的基因组网络产品组合，致力于推出更低价和便捷的基因测序服务。除了分析特异性遗传变异信息，Invitae 还可以为用户提供单一诊断服务——涵盖近 200 个基因，筛查与癌症有关键的各类遗传疾病，另外，其数字健康平台 Invitae Digital Health整合了体细胞检测、液体活检和组织基因组分析，为患者提供一整套癌症风险检测、治疗优化和个性化癌症监测的服务。
低价、快速、灵活等多种优势的集合，使得更多人能享受高通量测序时代的红利，获取自身的遗传密码解析报告不再遥不可及。
▲Invitae Digital Health平台
2021年营收4.6亿美元，同比增长64.2%，其中肿瘤治疗营收2.81亿美元，同比增长60.6%。在2022年，公司将保持继续高速度增长，营收预计6.4亿美元。
国内现状浅析
据统计，至 2030 年中国基于 NGS 的泛癌筛查市场规模有望达 289 亿美元，年复合增长率达到4.2%。尤其在测序成本降低后其可及性大大提昇。中国早筛市场潜在市场规模超千亿，多家基因检测公司均进入早筛市场，开启研发布局，资本亦随之涌入。仅2020年，中国就有16家癌症早筛公司完成了17次融资，总融资额达63亿元人民币。
▲2020-2021 年国内肿瘤早筛市场融资情况
在 2020 年完成至少一轮融资的企业，都已经完成了肿瘤早筛产品的技术模型构建与相关验证工作，并且实现了服务能力的商业化。燃石医学、泛生子、诺辉健康等相继上市；过半数正在进行规模各异的前瞻性临床研究，作为和Exact Sciences处于同一细分赛道的诺辉健康，是中国首个实现癌症早筛产品商业化的公司，更有“中国癌症早筛第一股”的美誉。
虽然各家公司选择的技术路线各有不同，但癌种相对集中，或带来同质化竞争，主要聚焦在肝癌、结直肠癌、肺癌等。另一方面，相较确诊癌症的金标准，早筛产品普遍定价较高且较为集中在非临床渠道。仍以诺辉健康为例，虽然它在走 Cologuard的设计路线，后面推出了居家自测产品，但增速仍旧疲软。究其原因主要为：客单价高、无医保覆盖、仍需肠镜复检等等。再加上中国临床渠道拓展的特殊性，获得专业医院背书仍旧困难重重。
在MRD 市场层面，国内大小企业悉数入场，新进展层出不穷。据统计，2021年末中国MRD检测市场规模近百亿人民币。根据目前在临床上的应用进展，MRD技术尚未实现普及，但是2021年基于ctDNA指导的MRD评估已写入结肠癌NCCN指南。
中国MRD动态监测市场将有望在2025年达到约919.7亿人民币的规模，并且持续扩张增长，将呈现广阔的市场前景。以泛生子等公司领跑的国内检测公司正逐渐在各个肿瘤MRD细分赛道展开角逐：不仅是肺癌，还包括结直肠癌、乳腺癌等实体瘤领域，MRD检测产品也正在极速发展。背靠 NGS 测序的时代红利，MRD正逐渐成为基因检测头部玩家们新的角逐场。
时间 | 行业重要事件 |
制表：思宇MedTech | |
2020年10月 | 泛生子与艾沐蒽签订全球独家许可，加速血液肿瘤 MRD 产品开发 |
2021年2月 | 桐树基因首推 MRD 专有检测产品 MRDshot |
2021年3月 | 泛因医学研发的国内首个血液肿瘤 MRD 检测产品NEO-MRD 获得欧盟 Ce 准入资质 |
2021年4月 | 金橡医学与阅尔基因达成战略合作，以 BDA 技术开发 MRD 检测产品 |
2021年5月 | 世和基因重磅成果：国内首个多中心前瞻性肠癌 MRD 研究数据发表 |
2021年5月 | 慧渡医疗在 AACR 2021 年会上推出肿瘤 MRD 业态活检解决方桉 |
2021年6月 | Natera与华大基因联合发布MRD检测产品Signatera，正式面向中国市场上市，中文名为华见微® |
2021年9月 | 吉因加宣布其肿瘤MRD产品检测率先落地国内叁甲医院 |
2021年10月 | 泛生子宣布与阿斯利康签署合作协议，将在中国共同研发基于NGS的实体肿瘤个性化定制MRD检测产品 |
2022年2月 | 继 2020 年推出中国首个用于肺癌的商业化MRD检测服务Genecast MRD – Lung“朗微博TM”后，臻和生物于2022又推出适用于结直肠癌的“畅微博TM” |
2022年3月 | 燃石医学宣布，公司自主研发的实体瘤微小残留病灶检测产品朗微™正式上市 |
▲国内有关MRD的企业进展
大企业争相布局，小企业也迅速跟进，整个MRD赛道异常火热，但并非所有玩家都能走到最后。原因在于，从血液瘤到实体瘤MRD检测，这是一场关于技术的巅峰对决。核心技术的突破有赖于信息交流、合作互利，我们也欣喜地看到，越来越多的国内公司争相打开大门，与国际知名药企展开合作。
除此之外，成本问题也是 MRD公司普遍会关注的点，“订单量——成本价”的彼此约束影响也在一定程度上限制了产品的大规模普及。上游测序供应商由illmina独占鳌头，除去测序仪器供应的高价值垄断带来的高成本，越来越多的 MRD检测公司也在关注销售、流通成本，因此，药企合作，将会是未来 MRD国产公司摊薄成本，突出重围的重要思路。
技术高低影响企业成败，但坚决的执行力同样不可或缺。比赛大幕缓缓拉开，谁胜出谁淘汰，只有时间才能给出答桉。