一直以來，人類治療健康問題的能力一直受到自身基因的阻礙，但現在基因測序在準確性、速度和成本方面都有了新的突破，這是幾年前所無法想象的，這讓行業研究人員興奮不已，亦讓及投資者看到了難得的投資機會。
利用DNA提供醫療決策信息的前景光明，以至於新的參與者一直在湧向這個新興行業，一些公司已經在發揮自己的潛力了。然而，並不是所有的基因測序公司都可能成為贏家。
以下是你需要了解的關於這個行業的信息，它是如何變化的，以及最值得擁有的基因測序股票。
什麼是基因?
基因本質上是遺傳物質的組成部分。我們的遺傳密碼包含了我們從父母那裡繼承的所有東西，以及我們將傳給孩子的所有特質。更具體地說:每個基因包含一系列不同的核苷酸，形成脫氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的分子。DNA是構建和維護包括人類在內的有機體所必需的基因藍圖，而RNA是DNA的拷貝，其任務是製造健康身體所必需的蛋白質。
DNA包含四個化學組成部分，或鹼基，它們總是在所謂的鹼基對中與同一伴侶結合。腺嘌呤(A)與胸腺嘧啶(T)配對，胞嘧啶(C)與鳥嘌呤(G)配對。大約有30億個鹼基對包含人類生存所必需的指令，估計有30,000個基因，每個基因平均負責製造三種蛋白質。
RNA可以是核糖體RNA (rRNA)，它產生特定的蛋白質;信使RNA (mRNA)，傳遞如何構建蛋白質的指令;或轉運RNA (tRNA)，它負責運輸製造蛋白質所需的原料。負責製造蛋白質的DNA的單鏈RNA拷貝通常是順利完成的，但有時由於突變，製造蛋白質的遺傳指令是錯誤的。如果這些突變導致異常或蛋白質生產不足，它可以導致超過6000種遺傳疾病中的一種。據非盈利機構Global Genes統計，全球約有3.5億罕見疾病患者，其中80%是由基因缺陷引起的。
什麼是基因測序?
為了發現基因突變，研究人員必須對一個人的遺傳物質進行排序或篩選，然後將其與基線進行比較。
人類基因組最早由美國政府的人類基因組計劃測序，該計劃於1988年宣佈，1990年由國會資助。最初，該項目的目標是到2005年完成整個人類基因組測序，耗資30億美元。但該計劃在2003年結束，當時99%的基因組測序完成，總成本為27億美元。
人類的遺傳密碼是巨大的，因此該項目將DNA碎片分割成更小、更易於管理的片段，這些片段可以在細菌中大量克隆，數量大到足以創建一個參考庫。這些細菌人工染色體(BAC)克隆被切成短片段或亞克隆，可用於測序機。然後，計算機使用參考庫將結果重新組合成更長的序列。
當時的技術限制使得碎片化和重組成為必要，但這種測序方法無法對複雜的基因進行測序，包括那些特別長時間重複遺傳密碼的基因。在人類基因組計劃中使用的短讀測序器每次運行大約產生500到800對鹼基對，所以當重複超過這個範圍，就會留下空白——這就是為什麼該計劃在99%而不是100%的基因組測序之後宣佈完成。
目前，短讀測序最常用的方法是合成測序(SBS)生物化學。當DNA鏈被複制時，SBS跟蹤標記核苷酸的添加，允許在幾天內對大型基因組進行測序。短讀技術仍然是最快和最便宜的基因測序形式，所以它仍然是最常用的方法。
然而，技術的進步也使得長讀測序成為一個可行的選擇。長讀測序機平均可產生15,000個鹼基對的讀序列，在理想情況下可產生多達100,000個鹼基對的讀序列，這有助於研究人員克服短讀測序存在長重複的障礙。不過，長讀排序也並非沒有缺點。除了比短讀測序花費更長的時間和更多的成本，從歷史上看，它也更容易出錯。
基因測序有多種實際用途，包括研究、藥物開發、治療決策的生物標誌物分析和確定祖先。其中一些應用程序更適合於短讀或長讀排序。例如，長讀對於沒有參考數據的複雜生物體是有意義的，而短讀對於DNA片段的分析是最好的。越來越多的研究人員將短讀測序和長讀測序結合起來，以獲得最準確的結果。
基因測序市場由哪些公司組成?
在深入研究可以投資的不同基因測序股票之前，先了解清楚這一領域有哪幾類公司可能會對投資有所幫助。
基因測序公司：這些公司向研究人員推銷可以使用短讀或長讀技術進行基因測序的系統。他們還出售每次基因序列時使用的消耗品。
藥物開發人員：這些公司正在利用基因測序的發現來克服導致疾病的基因突變。這些生物技術公司開發的基因療法可能會試圖阻止(或破壞)基因的產生，避開導致基因疾病的突變，或編輯基因以恢復正常的蛋白質生產。
基因篩查公司：這些公司為藥物開發人員、醫生和患者提供基因篩查服務，為藥物開發和治療決策提供信息。
讓我們更深入地研究它們。
基因測序公司
基因測序機市場由lllumina(ILMN.US)和Thermo Fisher Scientific(TMO.US)主導，這兩家公司都在全球研究人員中建立了大量的短讀基因測序機安裝基礎。(lllumina公司於2018年宣佈收購加州太平洋生物科學公司(PACB.US)，從而在長讀測序領域站穩了腳跟。)
lllumina是最大的基因測序公司。它不僅成為基因測序領域的領導者，而且還向更多的研究人員開放了這一領域:它使基因測序的成本從20年前人類基因組計劃(Human Genome Project)數十億美元的開支，降到了現在的約1000美元。該公司認為，在其最新系統NovaSeq於2017年推出後，該公司認為測序成本最終可能降至100美元，從而為之前被認為過於昂貴而無法證明其合理性的大量研究打開了大門。
在全球範圍內，lllumina已經安裝了13000多個系統，包括600臺NovaSeq機器。由於價格低廉和對遺傳病的深入瞭解，lllumina公司對基因測序的持續興趣使得該公司實現了連續20年的收入增長，並佔據了約75%的市場份額。2018年，該公司的銷售額超過33億美元，高於2017年的27億美元，2019年，該公司的目標銷售額約為38億美元。另外由於市場對NovaSeq的需求一直很強勁，僅在兩年內就達到了10億美元的出貨量。
Thermo Fisher作為一家多元化的公司，2014年以136億美元收購Life Technologies，進入基因測序行業。目前該公司在生命科學解決方案分部陳述了這項業務。
Thermo Fisher沒有具體說明測序儀為其收入貢獻了多少，但其生命科學收入在2018年增長了9%，至62.7億美元，佔該公司244億美元總銷售額的26%。該公司在2018年推出了最新的基因測序系統Ion GeneStudio S5系列下一代測序系統，可以肯定的是，Thermo Fisher擁有lllumina未控制的其餘25%市場份額的大部分。
對這些公司來說，它們所使用的機器和消耗品的需求前景似乎非常好。lllumina估計，到目前為止，只有不到0.1%的物種、0.02%的人類和1%的人類變異基因被測序。隨著基因測序價格的下降，藥物開發商可以利用它創造出更加個性化的藥物，人們也將能夠利用它通過自己的基因圖譜對自己有更深入的瞭解。
藥物開發商：頂級公司正在革新治療方法
製藥公司已經推出了針對DNA和RNA的藥物，而且更多的基因療法正在進行中。Informa Pharma Intelligence的Trialtrove數據庫顯示，在大約1800個臨床試驗中，約有700種基因療法正在研發中，其中約500種處於中後期階段。大多數基因療法的目標是癌症，但它們也被開發用於治療心血管疾病和傳染病。超過250家公司正在進行這項研究，而2014年只有不到70家。
2017年，美國食品和藥物管理局(FDA)批准了首批兩種治療癌症的嵌合抗原T細胞受體(CAR-T)基因療法。這些療法重新設計T細胞——一種對我們免疫系統至關重要的白細胞，來發現癌細胞表面蛋白質,使他們能夠找到並破壞他們原本錯過的細胞，其中一個獲得批准的是Gilead Sciences(Gild.US)的Yescarta，另一個是Novartis(NVS.US)的Kymriah。
2017年，Gilead Sciences以119億美元收購了Kite Pharma，從而收購了Yescarta。FDA批准Yescarta可用於某些難以治療的血癌患者，Kymriah通過研究證明72%的患者對Yescarta有反應，且其中51%的患者反應完全緩解後獲得批准。2018年，Yescarta的銷售額為2.84億美元，包括去年第四季度的8100萬美元。
諾華的Kymriah也被批准用於對其他治療方法沒有反應的血癌成年人。2018年，該公司的總銷售額為7600萬美元，其中第四季度的銷售2800萬美元。
不過，這兩種基因療法的銷量都有可能顯著增長，因為有試驗評估了這些療法在治療中的早期應用。此外，兩家公司都有大量的基因治療研究項目正在進行中，這可能導致未來幾年FDA批准其他形式的癌症療法。
對基因治療感興趣的投資者可能也想考慮Celgene(CELG.US)，該公司最近被Bristol-Myers Squibb(BMY.US)收購;bluebird bio (BLUE.US); Roche Holdings (RHHBY.US); and Regenxbio (RGNX.US)。
Celgene的基因治療項目源於其在2018年以90億美元收購了Juno Therapeutics。該公司最先進的基因療法是liso-cel，這是一種CAR-T療法，用於治療Yescarta和Kymriah治療的同一種癌症，旨在避開與這兩種藥物相關的危險副作用，包括一種危及生命的情況，稱為細胞因子釋放綜合徵，試該驗正在進行。Celgene公司還獲得了兩項CAR-T療法的授權——bb2121和bb21217。這兩項療法由bluebird bio開發的，用於治療多發性骨髓瘤(一種骨髓癌)，且有望支持FDA批准bb2121的研究預計將於2019年年底結束，值得注意的是，在本文中報告的數據非常引人注目——它的患者的總體反應率超過90%。
多發性骨髓瘤也不是bluebird bio公司瞄準的唯一方向。例如，它已經申請了歐洲的Lentiglobin，一種輸血依賴性β-地中海貧血(一種可能導致嚴重貧血的遺傳性血液病)的基因療法。扁豆球蛋白可以通過在患者的血液幹細胞的DNA中插入一個功能性的人類β-珠蛋白基因來消除終生輸血的需要。研究也在評估扁豆球蛋白在鐮狀細胞病(一種危及生命的血液疾病)中的潛力。
2019年2月，羅氏公司宣佈以48億美元收購Spark Therapeutics。Spark在2017年12月獲得了FDA對Luxturna的批准，Luxturna是一種罕見的致盲基因療法。Luxturna通過使用一種失活病毒將缺失基因rpe65的正常拷貝直接傳遞給視網膜細胞，從而恢復視力。這項收購還使羅氏公司獲得了一種治療血友病的有希望的基因療法SPK-8011，它試圖恢復一種關鍵的凝血因子的產生，否則會使患者面臨無法控制的出血風險。
Regenxbio也很吸引人，因為它在FDA於2019年5月做出的一項決定中扮演了重要的角色，這項決定是針對一種影響運動神經細胞(稱為脊髓肌萎縮)的疾病的基因療法，這種疾病會剝奪行走、進食或呼吸的能力。Zolgensma，前身為AVXS-101，由Avexis開發，Novartis去年以87億美元收購了它。使用來自Regenxbio的滅活病毒，zolgensma插入了一個基因，該基因可以恢復缺失蛋白質的產生。
投資者也應該關注基因編輯方面的進展。基因編輯療法2019年僅進入第一階段研究，但它們用於剔除有問題的DNA並將其拼接到功能DNA中，可能會推高相關公司的股價，包括Crispr Therapeutics(CRSP.US)和Editas Medicine(EDIT.US)。
基因篩選公司
另一種投資基因測序的方法是專注於為研究試驗提供基因篩選測試的公司，或者告訴醫生如何最好地治療他們的病人。
羅氏也是這個領域的參與者——2018年，在FDA批准了基金會對癌症進行的全面基因篩查測試後，羅氏斥資24億美元收購了Foundation Medicine。但你仍然可以購買基因篩查更為專業的公司的股票，包括Myriad Genetics(MYGN.US)、Genomic Health(GHDX.US)、Invitae(NVTA.US)和Guardant Health(GH.US)。
Myriad主要從事檢測遺傳性癌症，如乳腺癌和卵巢癌，這是由BRCA基因突變引起的。2013年，遺傳性癌症檢測幾乎佔收入的100%;然而，隨著更多的檢測被引入，2018年，它們已經下降到收入的25%左右，包括genesight，一種確定抑鬱症患者最佳藥物的檢測，以及產前遺傳性疾病篩查檢測。2018財年，Myriad的總收入為7.73億美元。
Genomic Health在癌症基因篩查業務中佔有更重要的份額，包括乳腺癌、前列腺癌和結腸癌。去年，該公司銷售額為3.94億美元，增長18%，其中包括美國3.35億美元的收入(其中2.99億美元是Oncotype DX乳腺復發評分測試的銷售額)。在2019年，Genomic Health的指導方針的銷售額再增長11%到14%。
Invitae也瞄準了癌症基因篩查市場，但和Myriad一樣，它的很多業務都來自於產前和新生兒市場，它的最終目標是為每個人提供低成本的全面基因篩查。2018年銷售額同比增長117%，至1.48億美元，2019年的目標收入為2.2億美元。如果管理層能夠實現讓每個人都能進行基因篩查的目標，那麼這只是冰山一角。有趣的是，它的聯合創始人兼執行主席是蘭迪·斯科特，他也是Genomic Health的創始人。Invitae2012年從Genomic Health中分離出來。
Guardant Health於2018年10月首次公開發行股份，是這些公司中最新上市的公司。該公司銷售基因篩選測試，醫生可以使用該測試來找出肺癌的最佳治療方法，製藥商也可以使用該測試來確定在臨床試驗中可能對基因療法有反應的患者。通過血液測試，Guardant的解決方案可以識別基因突變，其準確度與通過針頭獲得的侵入性組織活檢相似。它的液體活檢已經贏得了轉化。2018年，其銷售額增長了82%，達到9060萬美元。不過，這可能只是個開始，因為該公司估計，其現有和未來產品的目標市場價值為350億美元。
由於人口越來越多、壽命越來越長，被診斷為癌症的人數正在增加，這表明需要通過基因測序進行基因篩選的可能性越來越大。2018年，全球共診斷出1800多萬癌症患者，由於瞭解基因對疾病的影響對取得更好的治療效果至關重要，由於瞭解基因是如何導致疾病的，這對更好的治療效果至關重要。
基因測序有助於開發更好、更有針對性和潛在更安全的藥物。它用於告知治療決定，減少使用不太有效的治療，並可能降低復發風險或提供功能性治療，這都是革命性的。
在未來，我們可能會看到基因測序系統製造商(如lllumina)、藥物開發商(如Novartis)和基因服務公司(如Guardant)之間的界限更加模糊。我們已經看到了跨越這些細分市場的合作，比如Grail，一家由lllumina公司開發的公司，該公司正在利用基因測序技術開發下一代癌症檢測，這種檢測可以在疾病的早期階段就被發現。由於這些公司在未來可能會更加激烈地競爭，投資者可密切關注這個市場。
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