Illumina (ILMN): Building The Picks And Shovels Of the Genomic Age

ゲノムシーケンシングコスト曲線

医療の歴史のほとんどにおいて、医師は症状を観察し、それらを軽減しようとすることしかできませんでした。これは、遺伝病を含む身体の機能不全から生じる非感染性疾患に特に当てはまります。

DNAの構造と機能の発見により、1962年ノーベル生理学・医学賞が与えられ、生物システムが真正にどのように機能するかについての理解が深まりました。 1993年ノーベル化学賞を受賞したPCR技術により、分析する新しい方法が開けられました。

これは、フルゲノムのシーケンシングが開始されたときにさらに拡大しました。最初のヒトゲノムは、13年の厳しい作業の末に2003年にシーケンシングされ、費用は30億ドルでした。すぐに、フルゲノムのシーケンシングはより安くなり、2007年までに「仅」100万ドルでフルゲノムをシーケンシングできるようになりました。 2014年までには、仅1,000ドルでした。今日、コストは約200ドルで、まだ低下しています。

これは、ムーアの法則を模倣しており、コンピューターを私たちの日常生活の一部にすることで、マイクロチップ1平方インチあたりのトランジスターの数が毎年2倍になることを予測し、コンポーネントあたりの製造コストが半減することを予測しました。

しかし、ゲノミクスコストの減少はさらに壮観でした。 Next Generation Sequencing (NGS) によって実現されました。シリコンチップの進歩を利用し、バイナリーコードではなく遺伝子コードを読み取ります。シリコンチップの製造が進むにつれて、NGSはより効率的になりました。

過去10年間で、ゲノムあたりのコストは、医療専門家が利用できるテストのアーセナルの中で安価なテストになるまでに崩壊しました。

ソース: Illumina

この革命の中心には、最大のゲノムシーケンシングマシン会社であるIlluminaがありました。

Illuminaの概要

Illuminaの数字

ゲノムシーケンシングマシンの最大の製造会社であるIlluminaは、数十年間にわたってこの分野の先駆者であり、シーケンシング技術を推進してきました。

現在、165カ国に22,000以上のシーケンサーが設置されています。

Illuminaのシーケンシングマシンの消耗品の約半分は臨床応用で使用され、残りの半分は公的および私的研究ラボで使用されます。臨床応用では、需要の半分はがん治療から来ています。その次に、遺伝子疾患テスト (GDT) が続きます。

ソース: Illumina

Illuminaのほとんどの収入はアメリカとヨーロッパから来ています。中国からの収入は7%のみです。 したがって、最近、Illuminaが中国の「非信頼できるエンティティリスト」に分類されたことは、トランプの関税に対する報復として、多大な影響を与える可能性は低いです。 ただし、2028年までに、中国での生産を機器と消耗品の両方に拡大する計画を中止する可能性があります。

ソース: Illumina

ショートリードゲノミクス

Illuminaはショート遺伝子シーケンシングに焦点を当てています。これは、小さなゲノムのセグメントを1つずつ読み取り、次にそれらをまとめて全体像を作ります。

これは、長いリードシーケンシングを使用する複雑な研究プロジェクトに使用されるタイプのシーケンシングではありませんが、これが最も一般的に行われています。長いリードシーケンシングは、Illuminaの長年のライバルであるPacific Bioscienceによって徐々にニッチ化されています。

ショートリードは、ジェノタイピング、遺伝子疾患に関連する単一核苷酸バリアントの発見、液体生検を使用したがんの早期検出（最も一般的なケース）に使用される方法です。

会社は、臨床応用のためのNGS（次世代シーケンシング）の需要が18%のCAGRで成長し、研究の場合は6%のCAGRで成長し、2033年までにセクターの総アドレス可能市場（TAM）が100億ドル（臨床）と25億ドル（研究）に達することを予想しています。

ソース: Illumina

ビジネスモデルと市場シェア

Illuminaはシーケンシングマシンの販売で収入を得ますが、収入のほとんどは、これらのマシンを操作してシーケンシングを実行するために使用される消耗品から来ています。これらの消耗品は、特殊な化学物質とDNA鎖で、各シーケンシングマシンは通常、元の製造元が提供する製品のみで動作します。

例えば、2024年4月期には、総収入11億ドルのうち6億9800万ドルが消耗品の販売によるものでした。再発生収入の多くは、Illuminaの最新の高速シーケンシングマシンNovaSeq Xに結びついています。2023年末にリリースされ、現在は完全に導入されており、消耗品の総収入の2040%を占めています。

これにより、Illuminaは安定した収入の流れを得るだけでなく、顧客も長期的なパートナーシップにロックインされます。

既存の顧客は、既存の研究または医療プロトコルがIlluminaのマシンと調整されているため、別のサプライヤーに切り替えることを躊躇する可能性があります。技術者や研究者がシーケンシングを実行するために再トレーニングを受ける必要があり、また、フォローアップ研究の結果を異なるマシン間で比較することも困難になる可能性があります。

したがって、再設計はコストがかかり、時間がかかり、また、既存のIlluminaエコシステムからの既存の顧客をロックインする効果により、競合他社の参入を大幅に制限する強力な競争上の優位性を歴史的に持っています。

市場支配力の反映として、2024年には、Illuminaは臨床ゲノミクス試験の市場シェアが90%以上を占めました。

したがって、ニッチ市場や特定の研究分野では競争が激化しています（例：PacBioのロングリード、Element Bioscienceのミディアムスループット、またはUltima Genomicsの低コストシーケンシングなど）が見られますが、Illuminaは依然としてDNAおよびゲノムシーケンシング市場のほとんどを支配しています。

Illuminaの財務実績

爆発的な進歩を遂げたにもかかわらず、ゲノミクステクノロジー、そして最初のCRISPRベースの遺伝子編集薬の承認のために、Illuminaの投資家にとっては過去数年が難しいものでした。

これは、パンデミックの期間中の強力な成長と期待に続く、バイオテクノロジー部門全体の衰退に続いたものです。

ソース: Google Finance

これらの株式市場の数字は、会社の成長を反映していません。シーケンシングアクティビティの年間成長率は30%で、特に高スループットおよびミディアムスループットの機器の採用が増えたためです。

また、Illuminaは次世代のシーケンシング技術の準備のために多大な金額をR&Dに費やしており、2024年だけで12億ドルを費やしています。

Illuminaの将来

マルチオミクス

ゲノムシーケンシングの安価で自動化された技術の出現により、以前になく大量の生物学的データが生成されました。

並行して、生体システムの複雑さにより、マルチオミクスという分野が生まれ、生物科学のすべてのオミクスサブセグメントをまとめるもので、バイオテクノロジーにおける次のステップと呼ばれています：

• ゲノミクス: 細胞の核にあるDNAシーケンスの分析。
• トランスクリプトミクス: DNAの指令を運ぶmRNAの分析。
• エピジェノミクス: 遺伝子シーケンスに影響を与えることなくゲノムを変更すること、または「エピジェネティクス」。
• プロテオミクス: タンパク質の分析、糖の修飾（翻訳後）を含む。
• メタボロミクス: 化学化合物と代謝の分析。
• マイクロビオミクス: 体内または体表に住むすべての微生物の分析。
• シングルセルマルチオミクス: 個々の細胞でのマルチオミクス分析。
• 空間生物学: 特定のmRNA、タンパク質、または細胞の位置を3Dで分析すること。

ソース: Ark Research

新しい分野も出現しています。たとえば、アグリゲノミクス（ゲノミクスを農業生産量の向上に使用）、エコロジカルゲノミクス（生態系の健康状態とその遺伝的多様性を正確に評価）、または合成生物学（特定の目的を持つ新しい遺伝子、特性、または生物を作成）などです。

これは圧倒的なもののように思えるかもしれません（そして、実際、分野の研究者にとってもそうです）。しかし、2つの重要な点を理解する必要があります。

• ゲノミクスは、マルチオミクスの中心にあり、最もよく理解されたデータセットであり、他の生物現象を整理する「指令セット」です。つまり、他のマルチオミクスデータと乖離したデータの間の接続要素となります。
• データ分析とAIの進歩は、特にそれらをゲノミクスデータと関連付けることで、このデータの洪水を役立つものにするのに大きな助けとなります。

マルチオミクス分析の複数のポイントでネイティブに統合されたソリューションを提供することを目指して、Illuminaは急速にソフトウェア会社として成長しています。

ソース: Illumina

これは、国立ゲノミクスプログラム、Nvidia (NVDA )、Broad Clinical Labsなど、多くの関係者との密接なパートナーシップを通じて実現されています。

ソース: Illumina

トランスクリプトミクス

ゲノミクスに加えて成長している分野はトランスクリプトミクスです。トランスクリプトミクスは、DNA情報を運ぶmRNAの分析であり、有用なタンパク質を作るための指令セットの詳細を示します。DNAが生物学的機械部品（タンパク質）の青図である場合、mRNAは、どのくらい、いつ、どこで遺伝子が活性化されるかを示します。したがって、トランスクリプトームは、遺伝子がどのくらい、いつ、どこで活性化されるかを示します。現在、ターゲット遺伝子に対するこのような分析は主に行われてきましたが、フルトランスクリプトームシーケンシングは、まだ高価で、技術的な課題があります。

Illuminaは2026年に、トランスクリプトミクスを空間生物学と組み合わせた新しいフルトランスクリプトームマシンを発表しました。空間生物学は、10x Genomics (TXG )によって支配されている分野でした。

Illuminaの空間技術により、研究者は実験ごとに数百万の細胞の空間的近接性を調べることができ、既存の技術よりも9倍大きいキャプチャ領域と4倍の解像度を実現します。

完全なエンドツーエンドソリューションとして、シングルセルおよび空間研究者にとって最高の価値を提供し、より安価な価格点で提供します。空間ソリューションは、スケールと精度の業界標準を超えています。

ソース: PR News Wire.

このソリューションは、IlluminaのNextSeqおよびNovaSeqシーケンサーと互換性があり、大規模プログラムのコストを削減するのに役立ちます。

このトランスクリプトミクスと空間生物学への積極的な参入は、2025年上半期にプロテオミクスソリューション（タンパク質分析）を発売するIlluminaの計画を補完し、マルチオミクス分析における役割をさらに強化します。

液体生検

個々の医療を通じてフルゲノム、複雑なマルチオミクス研究に加えて、シーケンシングの急速に成長している応用分野はがん治療です。

現在、がん細胞のフルゲノムシーケンシングは、がん治療の重要な要素となり、医師が特定の患者に最も効果的な治療法を決定するのに役立ち、Illuminaの臨床市場での売上を促進しています。

しかし、さらに大きな市場が開拓されつつあります。がんの早期検出のための方法で、液体生検と呼ばれます。これは、がんの異常な遺伝子シーケンス、またはctDNA（循環腫瘍DNA）を検出します。

これがユニークなのは、臓器特異的な放射線写真や生検に頼るのではなく、単に血液サンプルを使用することです。

マルチがん早期検出（MCED）とも呼ばれますが、この方法は有効であることがわかっているのですが、現在ではまだ高価で信頼性が低いため、臨床設定で使用するにはあまりにも高価で信頼性が低いと考えられています。一般集団へのスクリーニングに使用するにはなおさらです。

しかし、より強力なシーケンシングツールの出現により、状況は急速に変化しています。

ソース: Ark Invest

グレイル・サーガ

ここで、Illuminaにとって複雑な状況が生じます。会社は液体生検の先駆者であり、シーケンシング技術の深い専門知識を活用して、内部で独自の部門を推進しました。グレイルと呼ばれる会社です。

それをIlluminaからスピンオフさせ、後にIPO価格よりもはるかに高い価格で買い戻し、現在は米国とEUの競争当局によって再びスピンオフさせられています。

したがって、グレイルは現在、Illuminaから完全に独立した会社であり、NASDAQ (GRAL )に上場しています。

この全体的な混乱は、投資家がIlluminaの取締役の誠実さに疑問を抱くことにもつながり、特にアクティビスト投資家のカール・イカーンが積極的に動き出しているため、Illuminaの株価の低迷にも寄与しています。最終的には、IlluminaのCEOの退任につながりました。

しかし、これは現在過去の話です。グレイルはIPO以降強力に成長しており、新しい健康保険がグレイルのマルチがん早期検出テストをカバレッジに追加しています。TRICAREを含み、アメリカで最大の健康保険プランの1つです。

会社は2024年に2022年よりも約3倍多くのテストを販売し、米国以外の国でも成長を続けることを予想しています。

グレイルは液体生検会社の1つに過ぎません。Illuminaはグレイルを直接所有していないため、他の液体生検会社（例：Exact Sciences Corporation (EXAS )、Guardant Health (GH )、またはNatera (NTRA )）は、Illuminaの競合シーケンシング技術よりも優先する可能性は低いです。液体生検の市場は2034年までに13.9%のCAGRで成長すると予想されています。

ソース: Precedence Research

したがって、グレイルのスピンオフは、最終的にはIlluminaが液体生検技術で使用される遺伝子シーケンサーを提供する主要な会社として残るのに役立つかもしれません。どのテストプロバイダーが使用されているかに関係なく。

長期的な展望

Illuminaは、バイオテクノロジーと医療における進行中のゲノミクス革命に大きな貢献をしています。これは、遺伝子編集治療やがんスクリーニングの最初の数十億ドル市場が登場するにつれて、ようやく主流の認識に達しています。

これらは、Next-Generation Sequencing (NGS) 技術の市場浸透率がまだ低い分野であり、古い技術に比べてより感度が高く、コストが低く、侵襲性が低い技術に置き換わる可能性があり、10〜20倍の成長が見込めます。

ソース: Ark Research

長期的には、ゲノミクスとマルチオミクス技術が私たちの日常生活の一部になる可能性があります。たとえば、生まれたばかりの赤ちゃんは、健康保険から全ゲノム分析を受けることができるかもしれません。

このデータは、使用する薬の選択とその用量を微調整し、特定のがんやその他の健康リスクのリスクを評価し、最も適切なライフスタイルのアドバイスを提供するために使用できます。

これは、AI技術が新薬や治療法の開発を加速し、さらにマルチオミクス科学が生成する大量のデータを処理するのに役立つと同時に発生する可能性があります。

ソース: Ark Research

結論

Illuminaは、ゲノミクス分析のコストを低減する分野の「ピックとシャベル」の主要な株式の1つです。現在、トランスクリプトミクスとプロテオミクスを含む主要な新しいオミクス分野への拡大を進めており、既存の優れた評判とシーケンサーの設置ベースを活用してマルチオミクス会社として成長しています。

また、液体生検スクリーニングを使用したがんの早期検出における重要な分析ツールとなるでしょう。

投資家にとっては、バイオテクノロジー部門の低迷とグレイルに関する会社の管理層の決定の悪さにより、Illuminaの株価は課題に直面しました。

しかし、新しい人材が指揮をとり、グレイルがスピンオフされた（再び）ため、技術的優位性への回帰の道は明らかです。ソフトウェア、プロテオミクス、空間生物学、トランスクリプトミクスのツールが来年の2年間にラインナップされています。

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