化学发光行业分析报告Word格式文档下载.docx
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本篇研究报告计划探讨几个核心问题：
1.化学发光免疫诊断技术的发展趋势是什么？
2.国产进口替代的难度有多大?
3.行业的增长节奏如何，未来投资机会在哪里？
1.化学发光技术发展简介
化学发光技术是免疫诊断技术中的一种。
免疫诊断（immunodiagnosis）是根据免疫学抗原抗体特异性结合的理论，采用电学和光学技术诊断各种疾病和测定免疫状态。
免疫诊断试剂在诊断试剂盒中品种最多，广泛应用于医院、血站、体检中心。
在传统的临床检验四大板块生化、免疫、微生物、分子中，免疫诊断是占比最大的一块，各项研究统计显示，近年来免疫诊断占比已达到40%。
免疫诊断技术自上世纪60年代发明以来已经历多次升级和发展：
免疫诊断技术发展简史
年代
方法学名称
概况
目前情况
1959年
1966年
1977年
1983年
1990年
放射免疫分析技术
（RIA）
酶联免疫吸附测定方法
（ELISA）
化学发光免疫分析技术
（CLIA）
时间分辨荧光免疫
（TRFIA）
电化学发光免疫分析
（ECLA）
Yalow与Berson合作，首先成功地用放射免疫分析技术（Radioimmunoassay）测定血浆胰岛素的浓度。
瑞典斯德哥尔摩大学的Engvall和Perlman首次建立了酶联免疫吸附测定方法，是最为经典和广泛使用的一种标记免疫技术。
Halmann在RIA和ELISA基本理论的基础上，以化学发光信号示踪，建立了化学发光免疫分析技术。
1983年soini和Kojola等首先报告以斓系元素标记为示踪鳌合物和时间分辨荧光测量相结合，建立一种新的非放射性微量分析技术。
Leland等人建立了电化学发光反应系统之后，以电子得失过程中的电位差作能量激发源的电化学发光免疫分析。
结合流式细胞技术和编码微球技术，可实现蛋白
由于该方法使用了放射性物质，目前已很少使用。
由于自动化发光方法的兴起，临床检测中应用逐渐减少。
广泛应用在标记免疫检测中，成为主流免疫诊断技术。
2012年雅培选择直接化学发光作为核心技术，停止了TRFIA相关设备和试剂的生产。
目前市场使用很少。
罗氏的专利技术，2017年专利到期
1997年流式荧光发光法
与核酸的高通量检测。
是一种高通量的发光技术。
luminex的专利技术，仍在发展中
免疫诊断技术的差别，大体上在抗原抗体包被和信号检测这两个环节。
1.抗原抗体包被：
通常ELISA方法将抗原抗体包被在96孔板上，免疫反应在孔板表面进行，反应接触面积小，效率低；
而磁微粒化学发光方法将抗原抗体包被包被在磁珠表面，在液体中悬浮进行，反应接触面积大，效率高，同时还可以实现自动化，避免了人为因素带来的误差，通常磁微粒化学发光也叫管式化学发光。
2.信号检测：
化学发光免疫分析技术优势明显，相对放射免疫和酶联免疫，具体表现在以下几个方面：
1）高灵敏度：
灵敏度可达10-16mol/L，RIA灵敏度10-12mol/L，在需要高灵度检测的项目上如肿瘤标记物、激素等更准确，假阴性结果减少。
2）宽的线性范围：
发光强度在4-6个量级之间，这与ELISA吸光度（OD值）2.0的范围相比，检测值范围更大。
3）精确的定量检测：
光信号强度和待测物质浓度呈线性关系，根据仪器的定标曲线，精确算出待测物浓度。
酶联免疫通过灰度分析，通常结果只用来做定性或半定量分析，或精度要求不太高的检测。
4）结果稳定、误差小：
化学发光技术样本本身发光，不需要额外光源，避免了外来因素的干扰（光源稳定性、光散射、光波选择器），分析结果稳定可靠。
需要特别指出的是，部分国产厂家使用的板式化学发光是酶联免疫方法向管式化学发光技术进化的过渡状态，抗原抗体在96孔板上包被，而信号检测采用化学发光技术、并用单独的化学发光分析设备进行信号检测，性能较ELISA要好，但较管式化学发光要差很多，优点是设备和试剂成本都比较便宜。
化学发光技术从发光技术上还可以分为酶促化学发光和直接化学发光。
这两者原理图如下：
酶促化学发光原理图2：
直接化学发光原理
直接化学发光技术中，罗氏采用了一种比较特别的电化学发光技术，为其专利技术，在1996年推出，其专利已经在2016年过期。
临床上，应用化学发光检测技术所开展的检测项目主要有：
1）传染病（乙肝、丙肝、艾滋和梅毒等）、2）肿瘤标志物、3）甲状腺功能、4）激素类（性激素、生长激素）、5）优生优育（宫内干扰Torch五项）、6）糖尿病、高血压和肝纤维化等慢性病、7）心脏标志物、8）贫血、9）过敏原、10）药物浓度监测、11）炎症因子、12）其他等项目。
其中前四项是免疫诊断的主要项目，预计占到全部检测量的80%。
由于目前各省检验项目仍实行按方法学收费，化学发光免疫诊断项目通常都远高于普通ELISA方法。
由于技术门槛，参与者少，化学发光试剂进院价格的扣率也较低门槛的ELISA试剂要高，因此化学发光诊断试剂的毛利率和净利率都远高于ELISA方法，国产化学发光试剂平均毛利率达到70%，净利率平均35%，远高于生化试剂行业20%净利率水平。
在少数省份如河南、广东，部分ELISA和化学发光技术都能做的项目如乙肝五项，医保只给ELISA方法报销，这一政策严重影响在这些项目上化学发光技术的推广和使用。
2.化学发光行业空间大，国产试剂5年看100亿有效市场
化学发光行业2015年市场容量约120亿元
国内化学发光市场容量方面，根据我们调研的医院和厂家情况，我们估计2015年出厂口径市场规模在120亿元左右，同比增速25%，市场规模和行业增速远超生化诊断。
根据2015卫生统计年鉴计算，2015年全国医院总检验费用为2489亿元，免疫诊断项目占比40%，其中化学发光检测与酶联免疫方法比例为7:
3，进院试剂价格平均占收费价格的35%。
据此计算进院化学发光检测试剂市场容量为2489×
40%×
70%×
35%=244亿。
考虑商业流通环节有经销和直销的差别，我们按50%折算为厂家真实收入，市场容量按出厂口径约122亿。
化学发光行业增速快，未来5年有望达到200亿元。
过往3年化学发光诊断市场保持了高速增长，我们从草根调研预计2013-2015三年行业复合增速达到了25%。
根据行业龙头罗氏制药2015年财报，其诊断业务部分中国区收入增长22%，其中免疫诊断是其专业诊断领域增速最快的子行业，罗氏在化学发光行业占比超过30%，因此我们认为行业增速在25%左右比较可信。
增长的动力我们认为主要来自三个方面：
1.化学发光对ELISA技术的升级取代；
2.医疗改革中重视诊疗、减少用药、考核医院药占比的改革措施；
3.医院门诊和住院病人的持续增加。
未来看，预计化学发光诊断行业仍将保持20%左右的高增长，据此估算，5年内市场容量有望达到200亿元。
国产CLIA比例只有10%，进口替代空间巨大，5年有望达到百亿有效市场
化学发光是封闭系统，生产化学发光试剂的厂家通常需要自行研发和生产化学发光设备，因此化学发光诊断公司通常需要同时具备仪器和试剂研发能力，行业壁垒极高。
进口外企以罗氏、雅培、贝克曼、西门子等为代表，由于进入中国市场较早（2002-2010间陆续完成设备和试剂进口注册），目前占据了国内超过90%的市场份额。
同时，我们在草根调研中发现，在三甲医院高端市场中更是处于垄断地位，大型三甲医院几乎95%以上的项目都选择进口试剂，只在少量项目上采用国产试剂。
国产化学发光自2011年第一台上市后才真正起步，首先在二级及二级以下医院装机，目前二级医院采用国产设备和试剂较多，根据新产业和安图生物年报，其在三级医院的装机占比在30-40%。
市场占有率方面，预计罗氏相关产品在中国的市场占有率大约在35%，雅培20%、贝克曼15%，西门子12%，四大外企合计占有80%，国内企业以深圳新产业、安图生物、迈克生物、深圳迈瑞、北京科美为主，合计市场占比不到10%，与生化诊断国产占比约70%相比，进口替代空间巨大。
我们假设到2020年化学发光行业达到200亿元，其中国产占比达到50%，有效市场可达100亿元。
化学发光主要厂家设备和产品情况统计
公司名称
技术平台
发光底物
主要设备
第一台推出/进入中国时间
检测速度test/h
优势检测领域
可检测项目数量
罗氏诊断
（ELCIA）
三联吡啶钌
三丙氨系统
Elecsys
2010/cobase601
1996/2006年
170
肿瘤、甲
功、激素
72
雅培
直接化学发光免疫分析（CLIA）
吖啶酯
ABBOTTi-2000/
i-4000
2002年
200
传染病
62
贝克曼
酶促化学发光免疫分析（CLEIA）
AMPPD
UniCelDxI800
2008年
400
肿瘤标志
物、激素
47
西门子
IMM2000XPi
2012年
过敏原
58
CentaurXP
51
索林
ABEI
LIASION
2012年4月
180
61
希森美康
CDP-star
HISCL-5000
2014年10月
深圳新产业
Maglumi系列
2010年11月
240
肝纤维化
119
迈克生物
鲁米诺
IS1200
2011年10月
120
46
北京科美
板式化学发光
CHEMCLINCC600
2011年
安图生物
酶促化学发光免疫分析（CLEIA）+板式化学发光
A2000
2011年3月
高血压
63
威海威高
AutolumiS3000
2011年4月
利德曼
CI1000
2012年10月
31
深圳迈瑞
CL-2000
2013年7月
340
27
北京万泰
Caris200（大冢技
术）
2014年6月
科华生物
意大利TGS（代理）
进口注册中
优生优
育、自免
卓越C1800、C1820
2014年7月
23
迪瑞医疗
CM-240
2015年8月
深圳亚辉龙
iFlash3000
2016年3月
300
3.直接化学发光是免疫技术未来发展趋势
截至目前，我国已有50多家公司取得化学发光诊断仪器或试剂注册批文，但其中大部分都是酶促化学发光。
相比进口厂家，直接化学发光成为主流，尤其以吖啶酯为标记物的试剂，代表厂家有雅培的Architecti系列和西门子的Centaur系列。
这三种发光技术对比如下表：
化学发光三种技术比较
分类原理标记物底物/氧化剂特点代表厂家
间接发光
显色酶标记在抗体或抗原上，酶标记的抗原抗体复合物在发光底物作用下，持续发出可见光或荧光
辣根过氧化物酶
（HRP）
鲁米诺及其衍生物
辉光型（Glow）：
1.显色酶易受环境温度的影响；
2.激发发光时间长，测试速度慢；
3.试剂的稳定性不如直接化学发光好。
安图生物、迈克生物
碱性磷酸酶（ALP）
1,2-二氧环己烷衍生物（AMPPD）
贝克曼、深圳迈瑞、利德曼
直接发光
氧化剂直接标记的抗原或抗体，抗原抗体结合后，在含H2O2的强碱激发液的作用下，快速发出可见光。
无
吖啶酯（AE）
闪光型（Flash）：
1.发光体系简单、快速，5秒内完成发光过程；
2.不需加入催化剂；
3.吖啶酯在缓冲液中受pH值影响。
雅培、西门子、北京万泰、迈克生物
异鲁米诺（ABEI）
1.发光速度更快，在3秒内完成这个过程；
2.异鲁米诺在缓冲液中稳定、不易水解。
索林、新产业
电化学发光
三联吡啶钌标记的抗原抗体复合物，在三丙胺的作用下发生氧化还原反应，发出可见光
三联吡啶钌Ru（bpy）32+
三丙胺（TPA）
1.激发发光过程复杂，每一个发光速度约为25秒；
2.高效、稳定连续发光。
罗氏
从技术上看，直接化学发光整体优于酶促化学发光
进口试剂中罗氏、雅培、西门子等采用直接化学发光技术，除罗氏采用电化学发光方法外，雅培、西门子以吖啶酯作为发光底物；
贝克曼等仍使用酶促化学发光方法，但其发光底物选择具有高灵敏度的以碱性磷酸酶（ALP）标记AMPPD，国产厂家则普遍选择更为便宜的辣根过氧化物酶（HRP）标记鲁米诺。
深圳新产业在2011年就选择直接法，采用和意大利索林公司一样的ABEI作为发光底物，性能上和吖啶酯法不相上下，但在仪器自动化程度和设备可靠性上还有差距。
我们认为直接化学发光从技术上更有优势，主要从三个方面：
1.直接法没有显色酶、稳定性更好：
酶促法使用的显色酶易受运输储存条件、环境pH值、自身批间差异等因素干扰。
临床调研中专家反馈，酶促法试剂大包装开盖后，在越短时间内用完则检测结果的稳定性越好，时间拉长则稳定性下降、误差增大。
2.发光检测环节，直接法线性关系更好：
酶促法检测反应后的辉光，反映的是酶分解底物的速度（速率法）；
直接法检测短时间内的光强曲线积分（积分法），检测值直接和检测标的数量线性相关。
3.从临床使用反馈看，在进口仪器和试剂之间比较，直接法标准曲线制作比酶促法更便捷，可以实现两点定标，偏移率更低。
从市场表现看，直接化学发光占比更高
外企龙头公司的技术发展历程中，罗氏、雅培、西门子等起先也采用过酶促化学发光诊断技术，但在直接化学发光技术成熟后，逐渐选择直接法作为其技术平台，酶促法逐渐停用。
总的市场份额上，进口厂家中直接法比例要高得多。
国产试剂方面，采用直接法的深圳新产业一马当先，装机数量和试剂使用量远高于国内其他公司。
3.技术升级推动国产化学发光行业发展，预计行业增速先抑后扬
国产化学发光技术较进口差距比较大
从表2我们可以看出，国产化学发光技术落后进口约10年时间，虽然这10年里进口厂家技术平台上没有显著改进，但是总体性能经过临床校正已远优于国产技术。
比较化学发光技术，通常从仪器自动化程度、抗原抗体质量、发光技术这三个环节来判断。
1.仪器自动化程度：
进口设备大部分都实现了模块化，可以加入到检验实验室
流水线中操作，典型如雅培和贝克曼。
国产设备目前只有新产业和迈瑞实现模块化，其他主要是单机版。
总体上国产设备的故障率也高于进口设备。
2.抗原抗体：
优质的抗原抗体材料是检测性能的核心所在。
目前国内厂家现在最大的一个难题，性能比较好的原材料的采购都是来自于国外。
由于传染病领域的抗体相对人源更容易研发和生产，我们可以看到国产厂家一般选择传染病检测试剂作为首发项目。
3.发光技术：
国产厂家大部分采用酶促法，且是其中性能略差一些的HRP-鲁米诺发光系统，使用吖啶酯方法厂家不多，且规模仍比较小。
我们重点关注迈克生物，其在2016H1半年报中披露，以吖啶酯为发光底物的直接化学发光免疫分析仪I3000已完成研发，正在申报注册。
国产化学发光短期增速可能会显著下滑，但仍保持较高增长
2011年国产设备上市以前，进口厂家凭借垄断优势，全自动化学发光免疫分析仪以上百万的价格销售至医院，或由经销商承诺高额的年使用量才能投放使用，因而主要是在大型三级医院使用，二级及以下医院使用极少。
随着2011年新产业打破垄断上市以来，国产化学发光迅速填补空白的二级以下医院市场，过往5年高速增长，到2016年H1迈克生物和安图生物管式化学发光仍然保持了80%以上的高增长。
另一方面，我们可以看到龙头企业增速随着规模扩大、以及二级医院市场的逐渐饱和，增速逐级下滑，像深圳新产业试剂销售达到5亿元以后销售增速放缓至35%-40%的区间。
我们预计2017年国产化学发光行业增速可能进一步放缓，预计将下滑至40%，仍是一个非常高的水平，主要逻辑来自三个方面：
1.空白市场逐渐饱和：
前期维持国产化学发光试剂高速增长的二级及以下的医院市场趋于饱和。
三级尤其是大型三甲医院的进口替代难度大，在没有政策外力等因素刺激下，短期难以加速。
2.高的增长基数：
国产化学发光龙头企业已初具规模，进一步高速增长的难度加大，除非实现大规模进口替代。
3.化学发光试剂竞争性降价和政策性降价：
这是IVD行业目前普遍面临的问题，由于医保控费和卫生支出增速下滑，检验项目收费不断压低；
同时随着竞争厂家的增多，行业毛利率逐渐下滑。
国产化学发光2013-2016H1试剂销售
国产CLIA未来看点在直接化学发光技术的成熟，大规模进口取代才成为可能
IVD市场是一个非常典型的技术驱动型市场，不断升级的技术满足不断提高的检验需求。
短期看，国产化学发光的仪器性能和试剂品质都在不断完善和提升，满足二级以下基层医院需求没有问题，但对于大型三甲医院检验质量的要求，暂时比较吃力。
在实际操作过程中，国产厂家选择一两个独有项目先把设备投放进入三甲医院，然后通过产品性能的改善逐步取得检验科的信任，逐渐增加检验项目，但要争取到量比较大的核心项目（如肿瘤标志物、甲状腺功能等）难度极大。
同时大部分国产厂家都认识到直接法更具优势，在以吖啶酯为底物的直接化学发光技术和电化学发光技术上投资布局，未来国产化学发光技术仍有进一步提升的空间。
国产直接化学发光技术进一步完善和成熟后，进口替代进程有望提速。
4.国内市场格局与相关上市公司
国内目前仍是板式和管式化学发光技术并存，但管式化学发光增速远高于板式，市场份额更大。
管式化学发光代表厂家主要有郑州安图生物、深圳新产业、威海威高、四川迈克、北京利德曼、北京万泰、苏州达成、深圳迈瑞、苏州长光华医等。
板式化学发光代表厂家则有北京科美、郑州安图生物、北京引航、石家庄华洋、北京源德、北京泰格科信、北京量质、北京华科泰等。
国产厂家中2015年收入过亿的公司只有新产业、安图、科美、新波、迈克、迈瑞共6家，其余销售额都相对较小。
国内主要化学发光生产企业装机和销售数据
项目
2013
2014
2015
2016H1
台均试剂收入（万元）
数量（台）
74
283
613
试剂销售（万元）
761
7109
20357
15636
20.99
同比增速
834.17%
186.36%
85.95%
107
452
509
1833
4850
9844
7166
9.22
164.59%
102.97%
82.44%
新产业（国内）
569
628
732
新产业（国际）
425
544
894
13.21
23189
36664
50087
29928
58.11%
36.61%
37.73%
安图生物（603658.SH）：
化学发光业绩弹性最大
化学发光诊断产品为核心品种，免疫诊断技术升级过程中受益最大。
安图生物最早采用板式化学发光技术取代酶联免疫诊断，因此取得化学发光行业先发优势，2011年全自动化学发光免疫分析仪、2013年配套的化学发光诊断试剂上市后借助原有的销售渠道迅速放量，2015年销售额达2.04亿元，同比增速达180%，2015年毛利润超1.2亿元，占比40.5%，已成公司利润的主要来源。
微生物检测产品为其特色，未来亦有进口取代可能。
安图的微生物检测产品定位于中低端，和进口厂家进行差异化竞争。
微生物检测产品受益于限抗令，销售额快速增长，2015年营收达1.00亿元，2013-2015年复合增长率达到17%，2016年上半年实现营收5562.87万元，同比增加24
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