“我們沒有接受他們的收購。原因是他們給出的價格遠遠低估了Illumina的市場份額和自身價值,” Illumina全球副總兼首席官Tristan Orpin在羅氏開價67億美元、第二次對其邀約收購時表示。
羅氏和Illumina 分別是各自領域的老大,前者占據體外診斷市場的三分之一,后者占據基因測序市場的70%以上。
然而間隔僅短短幾個月,羅氏再次邀約,價格漲了15億美元。面對羅氏的強勢入股,Illumina管理層最終發動“毒丸計劃”,不惜以犧牲自身股價的行為,攤薄對方的股權,使得羅氏最終放棄。
表面上,這是一個大魚吃小魚的資本故事。以羅氏集團為龍頭的體外診斷目前有數千億元的全球市場。截止至2016年年初,羅氏以2192.63億美元排名全球藥企市值第二。而illunima的市值僅為羅氏的零頭。 事實上,兩家公司的資本爭斗的背后,是行業解決辦法之爭,是未來趨勢之爭。
未來診斷和測序將實現融合,融合過程中,診斷和測序誰的路線會最終勝出,誰就有可能領導這場趨勢變革。
而技術的迭代對這個行業的排名和市場占有率有著極大的影響,路線的選擇本質上就是技術迭代的比拼。
在這場戰爭里,羅氏扮演著臥薪嘗膽的角色——Illumina曾通過技術將羅氏清出基因檢測市場,而羅氏正準備用更新的技術奪回市場主導權。
2007年,羅氏曾是這個市場的王者。羅氏以1.55億美元現金和股票從CuraGen收購了開創二代基因測序技術先河的454;并在此后的幾年里,羅氏憑借454成為二代測序市場的領頭羊。
而Illumina占下了這片江山。原因在于2013年,新上市的測序儀如Illumina的MiSeq等,通過價格的競爭,通過通量的競爭,對454技術帶來沉重的打擊。戰爭悄然結束,羅氏慘敗。2016年羅氏黯然宣布關閉454,并裁掉約100名員工。
羅氏的撤退并非意味著放棄這個市場,相反,它產生了對這塊市場極大的焦慮和欲望。因為它看見了,5-10年之后,體外診斷市場很可能以基因測序為主,這意味著5-10年之后誰能夠掌握基因測序的關鍵技術,誰就有可能變成體外診斷市場的新領導者。
羅氏剛輸了一仗,而如果再輸下這一仗,那可能就是把龍頭老大的位置拱手讓給目前測序的老大Illumina,甚至將被時代永遠地拋棄。
外界看來,illunima是不怕這場戰斗的。因為通過過一系列收購、戰略合作等手段,Illumina業務范圍早已滲透測序行業上、中、下游,連續多年被MIT評為“世界最智慧的公司”。
羅氏并未正面作戰,而是在前線修筑戰壕——羅氏一直在布局基因測序,并且是更先進一代的技術。因為羅氏知道,這場戰役是技術迭代之爭,只有通過新一代技術,才能直接與Illumina競爭。羅氏以3億5千萬美元收購第四代基因測序技術公司Genia。羅氏同時也布局了第三代,包括投資了Pacific Biosciences等公司。
第四代技術布局,或將成為羅氏的入場門票——現有的二代技術平臺上已經失敗了,所有人都在找一個新的突破口,就是往第四代這個技術走,并全力以赴在做第四代。
當前市場上,第二代是領先的,但存在明顯的兩大約束:一是需要分子擴增,二是使用光學系統檢測。先來說分子擴增:由于單個DNA分子產生的信號太弱,無法被檢測系統識別,需要進行生物放大。在放大的過程中,有的片段更容易被放大,有的較困難,這就產生了不均一性,最后導致有些片段的數量過低,在檢測過程中被漏掉,其所攜帶的信息也就丟失了。分子擴增流程還限制了讀長,即有效測序長度。Illumina二代測序儀的最大讀長在300個堿基以下。對比一下測序的對象:人類生殖細胞(單倍體)的DNA總長32億對堿基;體細胞(二倍體)是生殖細胞DNA總量的兩倍,分布在23對染色體里,即64億對堿基;其中最短的Y染色體中DNA的長度也達到了5900萬個堿基。
用300個堿基長的片段拼出人類基因組單倍體是個什么概念呢?如果人體DNA是一本書的話,需要把這個書撕碎成小碎片,然后再重新拼起來。那么每個碎片有多小?打個簡單的比方:當下火爆的暢銷小說《權利的游戲》5部大約200萬字, 相當于將每個字撕成5份,再拼成一整部書。可想而之,這是個如何復雜的過程。而越復雜的系統,出錯的可能越大,這是二代測序技術的一大短板。
再來說光學檢測系統的局限性。光學檢測系統已經為大眾熟知:照相機、手機鏡頭都屬于光學檢測范疇。攝影愛好者都知道,在低光環境下照相難度比較大,所需曝光時間長;這是因為光信號弱,需要通過時間代償來增加強度。二代測序中的光信號來自熒光標記,其強度相當于夜空里的并不明亮的星星。為了提高檢測準確率,除了使用上文提到的分子擴增,還需要用到靈敏的光學器件。如Illumina最新推出的iSeq就用到了CMOS光學傳感器。靈敏光學傳感器的成本較高,這也是二代測序儀價格較貴的原因之一。為了配合光學檢測系統,二代測序的測序流程都包含了循環同步洗脫程序,即每測一個堿基,都需要進行清洗以除去背景光學噪音。以Illumina為例,其采用的邊合成邊測序可逆終止子化學要求每延伸一個核苷酸,就要進行一個循環的熒光檢測,裂解熒光基團,洗脫。這是Illumina的標志性技術,卻也有著不可忽視的缺點:測序時間長。
這兩個缺點造成了很多場景沒有辦法應用,比如走出大型檢驗中心直接進入基層醫院和診所,以及更廣闊的個人消費市場。技術迭代要做的事情就是解決這兩個問題。國際市場上主流測序平臺由美國 Illumina、Ion Torrent、 Roche 454、 Pacific Biosciences 這四大生產商制造。其中Ion Torrent(2.5代)和Pacific Biosciences(三代)的技術是在Illumina上迭代的,但是仍未能撼動其市場地位。
這是因為2.5代和三代各有局限。2.5代的代表是Ion Torrent,其技術特點是使用離子感應場效應晶體管取代光學傳感器,簡單來說就是將復雜昂貴大型的超敏“照相機”換成了小型的芯片,用以檢測生物信號轉換成的電信號。這一變革大大降低了儀器成本,一舉占領了中國50%的市場。然而,其生物信號的產生依然依賴于焦磷酸測序技術,在精確度上無法與Illumina較量,并且沒有解決分子擴增步驟帶來的讀長短等問題。
第三代的突破在于去掉了分子擴增步驟,即所謂的單分子測序。單分子測序在生物學及臨床診斷領域具有劃時代的意義。分子擴增步驟會引入人為誤差,對一些需定量的應用顯著不利,如RNA/cDNA測序等。單分子測序解決了這一難題;而樣品制備步驟的大大簡化則滿足臨床診斷的訴求。然而,其配合單分子測序的檢測部件是比二代測序儀更為高精尖的光學儀器,因為失去了分子擴增帶來的信號放大,導致成本直線上升。以三代技術的杰出代表Pacific Biosciences(PacBio)為例,其平均測序成本是Illumina的十倍以上。這在價格敏感度高的市場中競爭力不高。因此PacBio雖然在生物學上做出了重大突破卻只占有全球3%的市場份額。
第四代的出現是顛覆性的:不僅能做到單分子長讀長測序,還實現了檢測部件芯片化從而大大降低成本——第四代技術是單分子測序,核心在于長讀長、小型芯片化、適合臨床應用市場。這正是測序發展趨勢:測序和診斷的融合。
學術和工業界一致認為目前二代測序技術,最可能由第四代測序技術取代。
羅氏看到了這個機會,第四代技術有顛覆Illumina的可能。原因在于,測序真正運用到臨床診斷,因為精準醫療這個概念基本上也是建立在測試的基礎之上,所以要想把精準醫療真正運用到造福人類上的話,就要兩者相結合。
但Illumina主要壟斷的還是研究市場,二代技術的兩個局限,讀長短和價格高,制約它在臨床診斷上的應用。大部分手續相當復雜,整個測序流程非常復雜。
Illumina要想進一步發展就要走出研究市場的局限性,就必須往診斷市場走。Illumina自己也在布局第四代,早年投資了第四代公司Oxford Nanopore。但因為商業化協議糾條款的紛問題,失去了對這公司的控制,這起投資最后成為了財務投資,對Illumina的戰略布局失效。這個公司在市場上融資非常成功,估值超過了十幾億英鎊。從另一個側面也說明了市場對第四代技術的信心。
不僅是巨頭,第四代技術是全產業鏈關注的重點,尤其在中國。
盡管已經發展數年,中國基因測序市場局面仍然沒有新興力量。中國中下游基因測序公司已成紅海。2016年、2017年大概有上千家公司在做這個方向,市場瞬間成為紅海。然而很多公司沒有自己獨到的技術,只有一個概念就成立了一個公司,造成了市場過度擁擠。
以腫瘤檢測為例,根據基因檢測龍頭公司Illumina的測算,在基因檢測所有應用中,目前針對人類第一大殺手疾病——腫瘤的基因測序將會占比最高,市場需求最大,可達百億市場規模。其中,包括外周血的ctDNA檢測在內的液體活檢將是重要方向。
這只是一小部分,據《財經》雜志報道,截至2016年9月,共有32家精準醫療公司完成融資,其中A輪20家、B輪11家、C輪1家;共有9家公司得到億元以上的融資。而在2017年大概有上千家公司擠進這個市場,但真正挖到金礦的并不多。
這一切的背后,是基因測序產業鏈條的不平衡。基因檢測產業鏈分為上中下三個環節:上游是測序儀、試劑、耗材,被Illumina、Thermo Fisher等少數幾個公司壟斷,中游提供檢測+生物信息分析的測序服務,下游臨床、科研等終端用戶。市場集中在產業鏈中下游,已是紅海,而真正的行業命脈是上游市場,這塊市場被少數幾家壟斷。
中下游之所以成為紅海,是因為上游技術壁壘太高,中游下游公司主要買Illumina的儀器,然后給醫院提供服務。基因檢測技術是由上游驅動的。上游產品對下游服務類企業成本制約和限制很大。“不把握上游的話,上游公司推出一個新的概念可能顛覆整個市場。”田暉博士說。田博士是斯坦福大學的博士,也是安序源的創始人。
上游壁壘始終未被打破。這既是一個困境,又是一個機會——這意味著,誰先突破上游技術,誰就有機會挑戰壟斷者的地位,甚至縮短產業鏈條,重構中下游產業鏈。
田暉博士的團隊研究出了第四代的新路徑,通過智慧生物芯片解決上游的痛點——從生物信號轉化,電信號檢測到生信處理,完成基因檢測。并且,智慧生物芯片具有高靈敏度、高通量的特點,方便快速檢測,小型廉價。這項技術能將整個產業鏈縮短,打破上中下三游的布局——因為基因檢測能直接走進臨床診斷。
這是第一家第四代基因測序的中國公司,但不會是唯一一家。這個市場還在以超快的速度增長,根據摩根斯坦利的數據,2014年基因測序市場規模是160億美金,到2018年可能會成長3倍,即460億美金。除了腫瘤檢測之外,產前預測等多個應用方案將帶動整個市場進一步繁榮。唯一需要的就是真正有技術壁壘的團隊加入進來。
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