华大智造研究报告:创新智造引领测序革命,缔造核心工具初露峥嵘

(报告出品方/作者:太平洋证券,盛丽华、谭紫媚)

一、 公司概况:从同步到引领,不断突破与超越

(一) 发展进程:国产测序平台的领跑者,缔造生命科技核心工 具

2013 年,华大控股以 1.176 亿美元收购美国 COMPLETE GENOMICS 公司,引进 其顶尖的生化及仪器技术;2014 年、2015 年相继发布 BGISEQ-1000、BGUSEQ-500 测 序系统;2016 年 4 月,华大智造成立。公司秉承“创新智造引领生命科技”的理念,致 力于成为“生命科技核心工具缔造者”,目前已形成基因测序仪业务和实验室自动化业 务两大板块,并围绕全方位生命数字化布局了如远程超声机器人等新兴领域产品。其 中,公司基因测序仪业务板块的研发和生产已处于全球领先地位,具备了独立自主研发 的能力并实现了临床级测序仪的量产。


(二) 财务简况:三大板块齐头并进,海外收入占比逐年增加

2017-2021 年期间,公司的营业收入 CAGR 为 48.76%。其中,2020 年、2021 年营业收入快速上升,分别为 27.80 亿元、39.29 亿元,主要系 2020 年新型冠状病毒肺炎疫 情在全球范围内爆发,疾控中心、医院、海关、第三方医疗检验机构、企业、政府机构 等单位向公司采购实验室自动化仪器、新冠病毒核酸提取试剂及相应耗材等产品,该部 分疫情相关销售收入分别为 19.85 亿元、23.44 亿元,占当期营业收入的比例为 71.41%、 59.67%。此外,在新冠疫情影响下,公司基因测序仪板块 2020 年的收入较 2019 年的 收入下降了 3.86 亿元,主要是新冠疫情导致公司下游客户需求有所下降;2021 年,新 冠疫情有所缓解,公司基因测序仪业务得以恢复,收入较 2020 年同比增加 6.61 亿元。

2018-2021 年期间,公司的归母净利润 CAGR 为 57.16%。其中,2019 年出现经营 性亏损,主要是因为:①公司尚处于市场拓展期,营业收入规模相对有限,而公司整体 研发支出及其他各类费用支出金额较高;②2019 年 10 月,智造控股以 9.9 亿元向 MGI HK 购买智造有限 100%的股权,公司就此笔股权转让计提中国代扣代缴税及美国所得 税合计人民币 1.36 亿元;③ 2019 年公司发行多笔可转债融资及进行股权融资,合计 计提利息支出人民币 8,256.14 万元。 公司预计 2022 年 1-9 月实现营业收入约为 32.81-34.41 亿元,同比增长 15.26%- 20.88%;实现归母净利润约为 18.93-20.23 亿元,同比增长 311.80%-340.08%;扣非净 利润约为 3.40-4.26 亿元,同比减少 17.40%至 34.08%。公司预计 2022 年 1-9 月归母净 利润同比大幅增加,原因系公司于 2022 年 7 月与 Illumina 就美国境内的所有未决诉讼 达成和解,并收到 Illumina 支付的 3.25 亿美元净赔偿费。而由于相关净赔偿费为非经 常性损益,且公司经营规模及研发投入持续扩大导致期间费用同比增加,所以公司预计 2022 年 1-9 月扣非净利润同比有所下降。


2017-2019 年,公司收入主要来源于中国大陆及港澳台地区,收入占比分别为 99.89%、97.34%和 90.66%;由于公司积极拓展海外市场,初步建立了全球化营销体系, 在中国大陆及港澳台以外地区取得的收入逐年增加。2020 年及 2021 年,公司在中国大 陆及港澳台以外地区的收入占比增长至 67.49%和 54.31%,主要原因系与抗击新冠疫情 相关的自动化样本处理系统、实验室自动化流水线和样本处理试剂耗材等产品出口大 幅增加。

从盈利能力来看,2017-2019 年公司的销售毛利率较为稳定,2020 年则大幅提升至 74.69%,主要系受新冠疫情影响,实验室自动化板块产品 MGISP-960 系列需求大增, 毛利率由 2019 年的 41.42%增加至 2020 年的 73.88%;同时样本处理试剂的销售收入大 幅提升至 12.42 亿元,而提取类样本处理试剂的毛利率较高,带动整体试剂耗材毛利率 增长。2021 年,公司的毛利率同比下降 8.24pct 至 66.44%,主要原因系与新冠病毒检 测相关的仪器设备的供求关系有所缓解,毛利率较高的 MGISP-960 系列产品于 2021 年 的销售占比及毛利率有所下降。 从期间费用来看,销售费用率和管理费用率稳中有升,研发费用率保持在较高水 平,高于迈瑞医疗、新产业、科华生物等同行业可比上市公司,主要原因是公司高度重 视研发,多年持续的高额研发投入,2019-2021 年研发费用分别为 3.43 亿元、7.00 亿元 和 6.08 亿元,占营业收入比分别为 31.46%、25.19%和 15.48%。

(三) 股权结构:汪建合计控股 47.07%,为公司实际控制人

公司发行后总股本 41,311.0000 万股,智造控股直接持有公司 37.04%的股份,并通 过华瞻创投间接持有公司 10.03%的股份,为公司控股股东。汪建通过智造控股、华瞻 创投合计间接持有公司 19,444.4388 万股股份,占比 47.07%,为公司的实际控制人。西 藏智研、西藏家华、深圳家华、深圳研智、深圳研家、深圳研华为公司及其关联方员工 的持股平台,合计持股 5.08%。 公司总部位于中国深圳,并在武汉、长春、青岛、香港和美国、日本、拉脱维亚、 阿联酋等地设有分、子公司。武汉智造主营业务为公司重要的生产基地,以基因测序仪 及配套设备试剂为代表的生命科学仪器研发、生产和销售,青岛智造拟作为未来业务的 生产基地;昆山云影主营业务为医疗机器人及智能医疗产品的研发、生产和销售,系公 司业务拓展方向。

此外,除了全球一流科学家团队及精通行业的管理者,公司还拥有一支规模庞大、 经验丰富、横跨各个学科领域的研发队伍,截至 2021 年 12 月 31 日,华大智造已拥有 研发人员 710 名、占比 34.63%,并且 50%以上的研发人员拥有硕士及以上学位,为公 司在基因测序、实验室自动化以及多组学等领域内提供了持续创新的源动力。 截至 2021 年 12 月 31 日,公司员工总数为 2,050 人,其中本科学历 989 名、占比 48.24%、硕士及以上学历 760 名、占比 37.07%。


二、 行业发展:高通量测序技术独领风骚,华大智造自主研发打破外企垄断

(一) 基因测序行业:高通量测序技术为主,华大打破外企垄断

1、多种基因测序技术并存,高通量测序技术占主流地位

人类基因组含有约 31.6 亿个 DNA 碱基对(即 3Gb 的数据),分布在细胞核的 23 对染色体中。碱基对是以氢键相结合的两个含氮碱基,以胸腺嘧啶(T)、腺嘌呤(A)、 胞嘧啶(C)和鸟嘌呤(G)四种碱基排列成碱基序列,其中一部分的碱基对组成了大 约 2.0 - 2.5 万个基因。基因测序技术(DNA Sequencing)是指获得目标 DNA 片段碱基 排列顺序的技术,从而解读 DNA 的遗传密码。

经过一系列并购,当前市场以 Illumina、Thermo Fisher(2014 年收购 Life Technologies)、华大智造(2013 年收购 Complete Genomics)为主。然而,由于测序技 术仍在持续完善,测序市场尚未形成定局。以美国 Helicos 的 SMS 技术(2012 年申请 破产,美国 SeqLL 和中国瀚海基因/真迈生物获得非排他专利授权)和美国 Pacific Bioscience 的 SMRT 技术为代表的单分子荧光测序技术,以及英国 Oxford Nanopore Technologies 的纳米孔测序技术,极大地推动了测序技术的产业升级。

(1)Sanger 测序技术由于测序通量低和数据产出费用高,在科研和临床应用领域 逐步被高通量测序技术取代,目前仅在部分实验室以及部分检测中使用,比如司法领域 以 Sanger 测序技术为基础的国际标准,使用此技术进行数据库建设和鉴定。 (2)高通量测序技术具有通量高、准确度高和成本低三大优势,尽管测序读长较 短,但是目前最长已经可实现超过 600bp 长度,并且通过双端测序等技术能够实现更 高基因组覆盖率,能够满足科研和临床的大部分需求,是包括国家基因组项目、组学研 究、临床科研和临床诊断等应用场景中主流的测序技术,占据的市场份额超过 90%。 (3)单分子测序技术相较于高通量测序技术读长更长,能直接对复杂重复基因组 进行序列测定,在基因组从头组装上具有优势,然而,单分子测序技术过程中模板未放 大增强导致测序错误率高,且该类错误是随机的,使其必须通过足够高的覆盖度或者算 法来提升准确度,这最终使得单分子测序在准确度和测序成本上难以与高通量测序技 术抗衡,应用场景仍然相对较少,市场份额不足 4%。

2、上游的技术壁垒最高,华大智造落子破局实现技术自主可控

基因测序产业链包括上游的仪器、耗材及试剂供应商、中游的服务提供商,以及下 游测序相关应用。其中,产业链上游的进入壁垒最高,全球具有自主研发并量产临床级 高通量基因测序仪能力的企业主要有 Illumina、Thermo Fisher 及华大智造。由于境外基 因检测技术起步较早、行业发展时间较长,境外供应商在基因测序仪器设备和试剂耗材 方面占据较大的市场份额,其中 Illumina 市场占有率较高。


根据公司招股书数据显示,在应用场景不断拓宽,测序能力进一步加强的共同促进 作用下,全球基因测序仪及耗材市场在过去数年间保持了两位数的增长。预计到 2030 年,全球基因测序仪及耗材市场将达到 245.8 亿美元的市场规模,2019-2030 年 CAGR 为 18.2%;中国基因测序仪及耗材市场将达到 303.9 亿元的市场规模,2019-2030 年 CAGR 达 19.7%。

虽然华大智造成立时间相对较晚,但随着公司对产品的不断更新改进,所产测序仪 的性能逐步完善提升:华大智造的基因测序仪测序准确度高,扩增累积错误率极低,生 产质量与产品价格较竞品均具备一定优势。在我国的高通量基因测序仪供应商市场中, 目前 Illumina、华大智造占据较大市场份额。

(二) 实验室自动化设备行业:技术积累带来发展机遇,后疫情 时代有望继续加速

1、实验室自动化优势明显,样本制备环节自动化应用潜力较大

实验室自动化是指充分运用实验室技术资源、信息资源和人的智力资源,在无人 或少人干预的情况下,按照规定的程序或指令自动进行样本制备、操作控制、检测、信 息处理、分析判断等实验流程。实验室各类自动化仪器配合功能强大的流程控制及信息 分析软件,可以完整地串联起分析前、分析中和分析后的步骤,实现临床实验室检测全 过程的数据收集、存储、分析和应用。


实验室自动化设备目前广泛存在于实验室操作的各个环节。其中,样本制备环节因 操作繁多,有较大的自动化应用潜力。自动化样本制备与手动样本制备相比,在制备效 率、制备质量、可追溯性、人员要求等方面具有明显的优势,可提高实验室的管理水平 和安全性。

实验室制备的样本种类包括核酸、蛋白质、细胞、组织等,其中核酸是目前主要的 研究对象之一。在核酸提取与样本制备方面,实验室自动化设备主要有自动移液工作站 和自动核酸提取仪。自动移液工作站专门用于配置体积较小的反应体系和进行各类液 体处理。自动核酸提取仪则集成了核酸提取、液体处理等多个功能,以基因组研究为例, 可以在降低检测时间和费用的同时减少人为污染、提高检测精准度及一致性。

2、后疫情时代有望继续加速,华大智造向全自动化及检测领域发展

根据 Grand View Research 的实验室自动化市场报告,2019 年全球实验室自动化设 备市场规模为 45.1 亿美元,预计将以 7.2%的 CAGR 增至 2025 年的 68.6 亿美元。除 2020 年全球新冠疫情的爆发推动了自动化样本制备设备需求的迅速提升之外,近年来 临床及药物研发领域对于降低运营成本、提高效率与准确度的需求也不断增强,从而促 进了全球相关用户对全自动化设备的需求提升。

从全球市场来看,实验室自动化市场发展较为成熟,尤其是在生化、免疫、多组学、 血液等检测领域,聚焦于实验室自动化设备领域的企业基本集中在欧美地区,主要包括 Tecan、Hamilton、Beckman Coulter 等。 国内企业仍处于成长初期,存在与国外行业龙头一定的竞争压力。此外,实验室自 动化设备种类和零部件繁多,实验室自动化设备在研发和生产制造方面涉及生物学、计 算机、医学、机械工业等多个领域的专利和技术,由于部分上游零部件尚未实现国产化, 国内企业在供应链方面亦面临着较大的挑战。

华大智造作为全球少数几个已经成功研发出基因测序仪的公司之一,对该领域相 关的自动化拥有深刻的理解,已积累以移液平台、温控平台等模块为核心的覆盖核酸样 本处理领域的各类自动化技术。基于该等技术的产品连接公司自主开发的测序仪,可建 成一站式基因检测工作站。随着未来更多自主研发的实验室自动化设备成功推出,公司 有望成为核酸检测领域技术领先的自动化设备厂商之一。

三、 公司亮点:以质量为基石,以控本为突破,逐步完善 商业生态圈

(一) 产品矩阵:新品随需求快速迭代,覆盖全生态应用场景

公司主要产品及服务涵盖基因测序仪业务、实验室自动化业务、新业务三大板块。 公司坚持以客户需求为导向,以渐进式的技术创新对新产品进行快速迭代,可及时响应 市场环境变化,实现产品性能的逐步完善和提升,为提升产品对多场景的适应能力提供 强大支撑。


1、基因测序仪板块:全系列、多型号,产品谱系齐全

公司基因测序仪业务板块产品主要包括基因测序仪及配套设备、测序配套试剂、数 据处理系统,用于高通量测序中的文库制备、测序反应和数据分析等步骤,适用于全基 因组测序、外显子组测序、靶向捕获测序、表观基因组测序、转录组测序和宏基因组测 序等多种应用场景。此外,公司基因测序仪业务板块还包括售后维保服务和产品技术支 持服务。

公司依托核心技术,紧跟基因测序仪“小型化”和“超高通量”的发展趋势,针对性开 发了中小型桌面式测序仪及大型和超大型测序仪,建立了全系列多型号产品矩阵,能满 足用户在不同应用场景的使用需求。其中,中小型桌面式测序仪主要应用于中低深度全 基因组测序、外显子组测序、肿瘤基因测序和宏基因组测序等项目;大型和超大型测序 仪主要应用于国家基因组、消费者基因组、人群队列研究等大型基因测序项目。 在测序配套试剂方面,公司依据客户需求开发了丰富的文库制备和基因测序配套 试剂耗材。随着公司更多的产品被投入市场,其售后服务数据的累积亦将反馈予公司, 从而实现产品运营数据质量和稳定性的不断改进。

2017-2021 年,公司基因测序仪业务的销售收入分别为 4.69 亿元、7.78 亿元、10.01 亿元、6.15 亿元、12.76 亿元。2018-2019 年,由于公司推出了多款新型测序仪器受到 下游客户广泛认可,并积极开拓海外市场,基因测序仪业务收入呈快速增长趋势。2020 年,受新冠疫情影响,基因测序服务行业下游对基因测序仪设备需求减少,基因测序仪 器收入整体下降,降幅为 38.55%。2021 年,公司基因测序仪业务的仪器设备销售收入 高于 2020 年,主要系由于新冠疫情有所缓解,公司基因测序仪业务得以恢复。 随着基因测序行业的整体复苏及下游客户的需求显现,未来公司的基因测序仪业 务收入有望恢复常态化的增长水平。其中,参考国外成熟企业 Illumina 的盈利模式和收 入结构,我们预计华大智造后续的试剂耗材收入增速有望高于仪器设备。

2、实验室自动化板块:满足多样化场景和个性化客户需求

公司实验室自动化业务板块产品主要包括自动化样本处理系统、实验室自动化流 水线、样本处理试剂耗材等。产品遵循模块化和定制化的设计和使用理念,主要用于样 本处理和文库制备步骤,可满足多样化的应用场景和个性化的客户需求。

新冠病毒疫情发生以来,核酸检测是临床诊断、解除隔离、康复出院的重要诊断依 据。为满足即时检测需求,公司迅速开发了自动化分杯系统 MGISTP-7000 以及自动化 样本处理系统 MGISP-960,解决了核酸检测过程中两大限速环节,极大提升了核酸检 测的通量。公司的自动化样本处理系统及相关提取试剂已成为全球多国快速提升新冠 病毒核酸检测通量的强大工具,目前已出口法国、阿联酋、印度、澳大利亚、美国、德 国等多个国家与地区,有利于公司的品牌及相关产品在更广泛市场的建立与推广应用, 提高客户对公司实验室自动化产品的认识与产生使用粘性。

2020 年,由于新冠疫情爆发及实验室自动化仪器设备的需求增加,公司的仪器设 备销售收入大幅增加,其中与新冠疫情相关的金额为 5.21 亿元;病毒样本检测量大幅 增加,带动相关配套样本处理试剂耗材销售收入也随之增长,其中与新冠疫情相关的收 入为 14.30 亿元。实验室自动化业务 2020 年及 2021 年与新冠疫情相关的收入总计分别 为 19.51 亿元和 20.27 亿元,占当年主营业务收入金额的比例分别为 70.85%和 52.02%, 剔除新冠疫情影响后当年收入金额分别为 1.11 亿元和 1.65 亿元,均高于 2019 年全年。 公司实验室自动化业务板块的样本提取及处理类产品是通用性产品,具有广阔的 应用场景,以“移液法”为主、“磁棒法”为辅,有别于国内绝大部分“磁棒法”提取自动化 设备供应商的解决方案,不仅能够完成核酸提取,还可以进一步完成文库构建。除应用 于新冠病毒检测领域外,公司实验室自动化业务亦可拓展更广泛的自动化应用领域,如 更大的分子诊断、基因测序、科学仪器等具有广阔发展前景的各领域或市场。因此,尽 管部分客户最初系基于抗击新冠疫情的需求而采购公司实验室自动化产品,但其未来 亦可能继续采购公司该业务板块的产品。

3、新业务板块:持续创新,响应多元化需求

新业务板块主要包括细胞组学解决方案、远程超声机器人、BIT 产品等。公司新业 务能够为行业下游客户提供更为多元化的产品及服务,为公司市场开拓和产品核心竞 争力提升打下扎实的基础。

(二) 核心竞争力:以质量为基石,以控本为突破,逐步建立并 持续完善商业生态圈

我国产业政策大力扶持生命科学与生物技术行业、特别是高精尖先进装备技术和 产品的发展;同时,且基于数据保密的需求,为实现从数据生产的源头构筑数据安全技 术的护城河,国内科研机构及企业倾向购买性能稳定的国产设备,本土品牌迎来了发展 新机遇。 就企业而言,打铁还需自身硬,自身综合能力的完善才能不负新时代的机遇。华大 智造自主研发测序技术路线,并在产品性能、性价比、生态链等方面打造相对优势,迎 接国产替代的浪潮。

1、产品质量:自主研发测序技术,具备国际竞争力

(1)专业团队:跨学科硬实力,形成合力显实效

基因测序仪器及试剂耗材行业属于知识与技术密集的跨学科行业,对具有丰富实 践经验的生物学、医学、计算机、统计学、生物信息学等复合型高端人才有较大需求。 高端复合型人才需要长周期的吸纳和培养,这在一定程度上也成为当前国内基因测序 行业进一步发展的瓶颈之一。 华大智造拥有高度融合的跨学科专业团队,涵盖光学、微流控、机械、自动化、电子、软件、生物、医学、基因组学、信息学、统计学、植物学、药学等学科。经过几年 的技术积累,公司已经掌握了测序应用全流程所需要的系统性工程技术,攻克了产业全 链条的核心限制因素和瓶颈环节,积累了丰富的提供整体解决方案的经验。


(2)技术专利:自主研发测序技术,多项专利奠定基础

公司以全资子公司 CG US 的技术为基础并不断自主创新,已建立自主可控的技术 体系:在基因测序领域已形成以“DNBSEQ 测序技术”、“规则阵列芯片技术”、“测序仪光机电系统技术”等为代表的多项源头性核心技术,并达到国际先进水准,在提高测序 质量和降低测序成本方面具有较为显著的优势。在文库制备、实验室自动化和其它组学 领域,公司逐渐发展出了以“关键文库制备技术”、“自动化样本处理技术”和“远程超声 诊断技术”为代表的新型生命数字化技术,为公司紧跟生命科学领域的研究前沿奠定了 坚实的基础。

(3)产品性能:基于技术特色及升级迭代,具备国际竞争力

公司专注于生命科学与生物技术领域相关产品的研发及生产领域多年,一方面形成大量专利、注册商标、计算机软件著作权等,另一方面也通过在基因测序仪的量产和 使用过程中,不断发现和解决问题、保持产品的更新迭代。新上市的机型因为没有经过 大规模使用,可能会存在较高的故障率,需要时间去提升稳定性、降低故障率(以一次 性开机的成功率为例,刚上市时可能 95%或者以下,经过 2-3 年的不断改进可提升至 98%左右的标准水平)。 基于其独特的测序文库方法、以及长期的客户交互和产品的持续迭代,当前公司的 产品质量具备国际竞争力。


2、测序成本:大幅提升测序通量,较竞品具备成本优势

随着该技术持续不断地发展,测序成本快速下降,有利于催生更多的行业中下游应 用场景,市场规模不断加大;并随着中游测序服务行业的快速发展,测序服务提供商对 测序仪器及试剂耗材的需求也日益提升,有利于进一步扩大行业上游的市场空间。此 外,精准医疗时代的到来以及肿瘤基因测序服务需求高速增长,将进一步推动行业中下 游的发展。然而,目前测序成本仍是掣肘整个测序产业链的关键因素。

以两家测序服务提供商为例:华大基因其直接人工占主营业务成本的比重由 2012 年的 29%逐渐降低至 2016 年的 21%,而直接材料则从 2012 年的 37%逐步提升至 2016 年的 52%,其中很大一部分源于向 Illumina 采购的测序仪及试剂耗材;贝瑞基因由于 需要向 Illumina 采购用于生产 NextSeq CN500 的零部件以及试剂原料,占比更甚。2016 年,华大基因开始加大对华大智造的采购金额,直接材料占成本的比重得以控制,到 2019 年一直稳定 50%左右。 我们认为,未来测序成本仍有望继续下降,其关键在于技术升级迭代、原材料降本、 自动化程度提升三个方面。

(1)技术创新:通过提升通量和速度,降低整体测序成本

测序技术的颠覆式创新,是人类全基因组测序成本降低的源动力。随着高通量测序 技术的大规模使用,人类全基因组的测序成本以超摩尔定律速度快速下降,从 2001 年 的 1 亿美元降低至 2009 年的 10 万美元,在 2015 年已降低至 1,000 美元左右。


随着更高通量基因测序相关设备的陆续推出及各国人类基因组计划的持续推动, 预计升级迭代及规模化效应将进一步降低测序成本,有助于基因测序更多地被应用于 科学研究及临床医学中,新的应用场景将持续不断涌现,使得基因组学中下游产业得到 长足的发展。

(2)原材料:循序渐进,已实现部分高价值原材料的国产化

现阶段,公司仪器设备的生产环节以组装和检测为主,主要通过定制采购方式购入 零部件,再进行组装和检测形成最终产品;因此,公司仪器设备的成本主要由直接材料 构成。试剂耗材方面,主要包括测序试剂、文库制备试剂、以及提取类样本处理试剂及 与其配套的耗材,成本主要亦由直接材料构成。通过生产工艺的改进(例如测序试剂的 生产过程中优化主要原材料引物的效用,单位耗用量降低),抑或降低原材料的采购成 本,均有利于直接材料成本的下降。

近年来与基因测序仪产业相关的国内原材料等上游供应商的生产及加工能力快速 发展,公司因此加大与国内供应商合作开发的力度,循序渐进地推进原材料的国产替 代。在测序仪、测序试剂等方面,现已实现部分高价值原材料的国产化,具备一定的成 本优势,降低依赖进口采购的风险。 例如,公司向华大控股采购酶及 dNTP 等测序试剂原材料,或自行采购酶及 dNTP 原材料委托华大研究院进行外协生产;对于此前向美国采购的光学器件、流体器件和晶 圆,也都开始逐步增加对境内供应商的原材料采购,储备后备供应商以提高原材料供应 的可靠性。


(3)自动化:减少手工操作,提升运行效率、同时控制成本

随着生命科学行业的迅速发展,实验室领域在不断创新的同时也面临着众多挑战, 如基因测序对于海量的实时数据和先进的技术方法需求的增大,推进实验室向高通量、 规模化、自动化样本处理和检测平台的飞速发展。例如,通过文库制备等过程的自动化, 大幅减少手工操作时间、提升工作效率;同时规模化放大后,耗材成本也有望下降。 基于 20 年基因组学应用的深厚底蕴、仪器制造和系统集成的资深能力,华大智造 推出 7x24h 高效运行的 MGIGLab-L 全自动文库制备生产线。通过全自动机器人整合 不同功能仪器,采用工位流水线设计理念,真正实现高通量测序文库制备全流程自动 化,达到年度百万级样本生产。

此外,ZTRON 一体机是华大智造将生物技术(BT)与信息技术(IT)融合创新的 可移动基因数据中心。特别针对高通量测序仪,集生信计算加速、海量基因数据存储及 实验室管理为一体,实现高性能(分析速度提升 60 倍、交付能力提升 2 倍)、高智能 (自动化流程、深度学习生信算法)、高安全(离线部署、GDPR 合规)、高可用(硬件 冗余保护、无单点失效)、高性价比(节省占用空间、减少 IT 维护成本)等产品特色。

3、生态储备:借力强大的合作伙伴,实现技术迭代及商业生态链的完善

(1)渠道拓展:以华大基因为起点,第三方客户收入占比逐渐提升

2017-2018 年,公司基因测序仪业务板块因产能限制,且产品与华大基因业务需求 的匹配度较高,因此主要销售对象为华大基因。随着公司产能不断扩大及营销体系不断 完善,基因测序仪业务的客户来源更为广泛。第三方客户数量从 2018 年的 88 家增加 至 2020 年约 400 家,整体关联交易占比从 2017 年的 99.37%降低至 2021 年的 15.61%, 第三方客户收入占比大幅提升。


(2)强势出海:初步构建全球化业务网络,海外收入显著增加

2019 年起,公司在海外市场的拓展取得成效,海外市场收入占比从 2018 年的 2.56% 增至 2021 年的 54.31%。公司通过 MGI HK、拉脱维亚智造、日本智造、美洲智造、MGI International Sales、迪拜智造和 MGI Singapore 等境外子公司,建立了本地化的营销服 务团队;目前已初步构建全球化业务网络,业务布局遍布六大洲 80 多个国家和地区, 在全球服务累计超过 1,300 个用户。

(3)生态圈:借力强大的合作伙伴,实现技术迭代及商业化潜力最大化

作为拥有核心测序技术的三家企业,Illumina、Thermo Fisher 与华大智造都已和应用端的众多企业达成了基于联合研发或仪器采购模式的合作: (1)联合研发模式:多为注重 IVD 业务的企业,由于临床对基因测序的需求,企 业需要能够获得 NMPA 医疗器械许可的仪器,故投入研发资金与测序平台提供商进行 合作研发并申报医疗器械注册证件。 (2)仪器采购模式:①体量相对较小且研发资金有限的企业,打算布局 IVD 模式, 选择直接采购相关器材;②拥有一定体量但战略倾向 LDT 的第三方实验室企业,主要 业务主要围绕自身实验室展开,大都选择选择多平台。

相比之下,华大智造起步相对较晚,目前以其测序平台为中心进行开发和应用的企 业相对较少,但是我们对华大智造的发展前景持乐观态度:(1)通过大量的独立第三方 评测,已经在一定程度上证明其质量和性能;(2)基于性价比、生物安全性等因素的考 量,越来越多的国内外政府和企业开始选择华大智造的产品;(3)除了测序仪及配套试 剂耗材,公司在不断完善相关的自动化设备,形成从样本到结果的整体解决方案,助力 客户的业务高效开展。 公司目前的合作伙伴包括科研级用户(卡洛林斯卡医学院、中科院遗传发育所)、 企业级用户(华大基因、吉因加、泛生子、燃石医学、安诺优达、贝康医疗等)以及海 关、疾控等其他机构。

(三) 未来之路:临床终端应用场景方兴未艾,其中肿瘤领域潜 力较大

从行业终端用户分布来看,应用场景以科学研究为主,行业发展与科研经费有着较 为直接的关系,后续新药研发市场或将成为科研端的新增长点。


四、 其他市场关注问题

(一) 不同分子诊断方法的比较:基因测序蓄势待发

分子诊断技术是指以 DNA 和 RNA 为诊断材料,用分子生物学技术通过检测基因 的存在、缺陷或表达异常,从而对人体状态和疾病作出诊断的技术。其基本原理是检测 DNA 或 RNA 的结构是否变化、量的多少及表达功能是否异常,以确定受检者有无基 因水平的异常变化,对疾病的预防、预测、诊断、治疗和预后具有重要意义。 分子诊断是当代医学发展的重要前沿领域之一,其核心技术是基因诊断,常规技术 包括聚合酶链式反应(PCR)、DNA 测序(DNA sequencing)、荧光原位杂交技术(FISH)、 DNA 印迹技术(DNA blotting)、单核苷酸多态性(SNP)、连接酶链反应(LCR)、基 因芯片技术(gene chip)等。

目前,大部分分子诊断实验室的核心技术都主要集中在检测特异性、相对较短的 DNA 或 RNA 片段上,用以诊断传染性疾病、鉴别影响药物代谢的特殊基因变异型或 检测与疾病有关的基因,如与癌症有关的基因。其中,荧光 PCR 产品灵敏度高、特异 性强、诊断窗口期短,可进行定性、定量检测,长期占据分子诊断的主要市场。 相对而言,基因测序的整体流程对于医务人员的操作难度和后续分析流程的复杂 程度较高、整体的测序周期和测序成本也较高,应用较为有限,例如针对唐氏综合征筛 查的无创产前基因检测。但是,荧光 PCR 技术一次只能检测一个或几个已知的目标基 因,而基因测序技术可以实现对大量基因的同时检测。以肺癌患者驱动基因检测为例,NGS 检测可以一次性检测几十甚至几百个基因,筛查全部用药的可能性,并弥补传统 方法不能检出免疫标志物 TMB、MSI 的不足。


(二) 不同基因测序路径的比较:高通量测序优势明显

高通量测序检测试剂的检测流程可以分为:样本收集、样本制备、测序、生物信息 学分析、报告和数据库管理等五个环节。其中,样本制备包括了核酸提取、分离及纯化、 文库构建等步骤;测序环节包括了测序平台、测序及碱基读取等步骤。虽然检测流程大 同小异,各代的测序技术原理却大相径庭、各有特色。

(1)双脱氧链终止法/Sanger 测序法:由 Sanger 等 1977 年发明提出,主要是巧妙 运用了双脱氧核糖核苷酸 ddNTP。 检测核酸模板在核酸聚合酶、引物、四种单脱氧核苷酸存在条件下复制或转录时, 如果在四管反应系统中分别按比例引入四种双脱氧核苷酸,只要双脱氧核苷酸掺入链 端,该链就停止延长,链端掺入单脱氧核苷酸的片段可继续延长。如此每管反应体系中 便合成以共同引物为 5’端,以双脱氧核苷酸为 3’端的一系列长度不等的核酸片段。 反应终止后,分四个泳道进行电泳。以分离长短不一的核酸片段(长度相邻者仅差一个 核苷酸),根据片段 3’端的双脱氧核苷酸,便可依次阅读合成片段的核苷酸排列顺序。

(2)高通量测序技术:区别于传统 Sanger(双脱氧法)测序,能够一次并行对大 量核酸分子进行平行序列测定的技术,通常一次测序反应能产出不低于 100Mb 的测序 数据。 通过物理或是化学的方式将 DNA 随机打断成无数的小片段(250-300bp),之后通 过建库富集了这些 DNA 片段。接下来将建完的库放入测序仪中测序,测序仪中有着可 以让 DNA 片段附着的区域,每一个片段都有独立的附着区域,这样测序仪可以一次检 测所有附着的 DNA 序列信息。最后通过生物信息学分析将小片段拼接成长片段。主要 的测序企业包括 Illumina(边合成边测序法)、ThermoFisher(半导体测序法)与华大智 造(联合探针锚定聚合测序法)。

(3)单分子实时测序技术:纳米孔+荧光可逆终止 dNTP 技术 原理:该测序是基于荧光标记的边合成边测序技术。DNA 模板被聚合酶捕获后, 4 种不同荧光标记的脱氧核糖核苷三磷酸(dNTP)通过布朗运动随机进入检测区域与 聚合酶结合,与 DNA 模板匹配的碱基生成化学键的时间比其他碱基停留的时间长很多,这有利于荧光标记的 dNTP 被激发而检测到相应的荧光信号,根据发射的不同波长 的荧光基团,可以识别延伸的碱基种类,之后经过信息处理可测定 DNA 模板序列。

(4)单分子纳米孔测序技术:纳米孔+电流检测技术。 原理:该技术设计了一种特殊的纳米孔,孔内共价结合有机分子接头,最终得到电 信号而不是光信号或 pH 信号的测序技术。当 DNA 碱基通过纳米孔时,A,C,G,T 4 种不同的碱基化学性质的差异会导致它们穿越纳米孔时引起的电学参数的变化量不同, 电荷将发生变化,因而短暂地影响流过纳米孔的电流强度(每种碱基所影响的电流变化 幅度是不同的),灵敏的电子设备检测到这些变化从而鉴定所通过的碱基。


五、 募集资金运用与未来发展规划

(一) 募集资金拟投资项目

根据公司第一届董事会第三次会议、2020 年第四次临时股东大会会议决议,公司 拟发行不超过 4,131.9475 万股人民币普通股(A 股)(行使超额配售选择权之前)。股票 发行成功后按投资项目的轻重缓急,募集资金(扣除发行费用后)拟投资以下项目:

本次公开发行 4,131.9475 万股,其中战略配售数量为 7,604,783 股,约占发行总数 量的 18.40%,发行后公司总股本为 41,311.0000 万股。本次发行价格为 87.18 元/股,募 集资金总额 360,223.18 万元,扣除发行费用后募集资金净额为 328,455.44 万元。

(二) 未来发展战略或规划

1、全面提升产品服务竞争力:公司未来将继续加强产品研发及生产,推进产品的 升级换代,提高产品合格率、交付能力、自动化效率等。同时,公司将进一步加强产品 谱系的健全,覆盖满足多种需求的自主可控的生命科学与生物技术工具和平台,满足各 应用场景的客户,并致力于进一步降低基因测序成本。此外,公司亦将围绕生命数字化 进行全方位布局,通过自主研发及战略合作等方式,覆盖从基因到个体层面的多层次产品,构建全谱系的技术和生态储备。 2、深化全球布局:公司布局美国、日本、拉脱维亚、阿联酋等国家和地区,建立 资质申报、培训及售后、技术研发、生产中心等海外业务网络。未来三年,公司将继续 完善海外资质申报、技术研发、营销和服务网络,进一步巩固及提升市场地位,利用自 身产品通量较大、服务成熟、产品类型多样、成本控制良好等优势,策略性地与海外客 户进行合作,实现对海外市场的渗透,提高公司的国际品牌知名度与影响力。 3、优化人力资源:公司重视人才引进与培养,将有计划地培养和引进多学科、多 层次的技术与产业人才,持续完善人才培训、管理和激励体系,构建国际水平人才团队, 保证核心人才的稳定。

(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

精选报告来源:【未来智库】。系统发生错误

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