化学发光行业分析报告.docx

1、化学发光行业分析报告2017年化学发光行业分析报告2017年1月 目录1. 化学发光技术发展简介 42. 化学发光行业空间大，国产试剂 5 年看 100 亿有效市场 6 化学发光行业 2015 年市场容量约 120 亿元 6 化学发光行业增速快，未来 5 年有望达到 200 亿元。 6 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.73. 直接化学发光是免疫技术未来发展趋势 8 从技术上看，直接化学发光整体优于酶促化学发光 9 从市场表现看，直接化学发光占比更高 93. 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 9 国产化学发光技术较进口差距比较

2、大 9 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 10 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.114. 国内市场格局与相关上市公司 11 风险提示 14 图表目录图 1： 酶促化学发光原理 5图 2： 直接化学发光原理 5图 3： 国产化学发光 2013-2016H1 试剂销售 11表格 1： 免疫诊断技术发展简史 4表格 2： 化学发光主要厂家设备和产品情况统计 7表格 3： 化学发光三种技术比较 8表格 4： 国内主要化学发光生产企业装机和销售数据 12调研背景化学发光免疫诊断是近年来 IVD 行业中少有的高成长性子行业，技术驱动的特 征非

3、常明显。2015 年以来先后有迈克生物和安图生物登陆资本市场，都成为市场关 注的热点，一直以来市场都给予了极高的期望。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

4、 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：表格 1：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

5、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

6、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

7、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

8、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： 图 1： 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

9、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

10、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

11、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 248940%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 2013-20

12、15 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

13、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

14、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。表格 2： 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

15、测项 目数量罗氏诊断电化学发光免疫分析（ELCIA)三联吡啶钌三丙氨系统Elecsys2010/cobas e6011996/2006 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ABBOTT i-2000/i-40002002 年200传染病62贝克曼酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)AMPPDUniCel DxI 8002008 年400肿瘤标志物、激素47西门子酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)AMPPDIMM2000XPi2012 年200过敏原58直接化学发光免疫分析 (CLIA)吖啶酯CentaurXP2008 年20051索林直接化学发光免疫分析

16、(CLIA)ABEILIASION2012 年 4 月18061希森美康酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)CDP-starHISCL-50002014 年 10 月200深圳新产业酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)ABEIMaglumi 系列2010 年 11 月240肝纤维化119迈克生物酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)鲁米诺IS12002011 年 10 月12046北京科美板式化学发光鲁米诺CHEMCLIN CC 6002011 年安图生物酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)+板式化学发光鲁米诺A20002011 年 3 月200高血压63威海威高酶促化学发光免疫分析 (CLEI

17、A)鲁米诺AutolumiS30002011 年 4 月利德曼酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)AMPPDCI10002012 年 10 月31深圳迈瑞酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)AMPPDCL-20002013 年 7 月34027北京万泰直接化学发光免疫分析 (CLIA)吖啶酯Caris200（大冢技术）2014 年 6 月科华生物直接化学发光免疫分析 (CLIA)吖啶酯意大利 TGS（代理）进口注册中优生优育、自免酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)AMPPD卓越 C1800、C18202014 年 7 月23迪瑞医疗酶促化学发光免疫分析 (CLEIA)CM-2402015 年

18、 8 月240深圳亚辉龙直接化学发光免疫分析 (CLIA)吖啶酯iFlash30002016 年 3 月3003.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 Architect i 系列和西门子的 Centaur 系列。 这 三种发光技术对比如下表：表格 3： 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

19、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）闪光型（Fl

20、ash）：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

21、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

22、（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

23、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

24、。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

25、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

26、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。图 3： 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

27、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

28、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。表格 4： 国内主要化学发光生产企业装机和销售数据项目2013201420152016H1台均试剂收入(万元）数量（台）74283613安图生物试剂销售（万元）7617

29、109203571563620.99同比增速834.17%186.36%85.95%数量（台）107452509迈克生物试剂销售（万元）18334850984471669.22同比增速164.59%102.97%82.44%新产业（国内）数量（台）569628732新产业（国际）数量（台）42554489413.21试剂销售（万元）23189366645008729928同比增速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