Illumina 対 Pacific Bioscience：次世代ゲノムシーケンシング企業の選び方

次世代ゲノムシーケンシング

医学は、人間のゲノムに関する指数関数的に増大する知識により、革命の瀬戸際にあります。

ゲノムとは、個人の完全な遺伝配列のことです。最初のヒトゲノムは、13年にわたる努力の末、2003年にシークエンスされました。このプロジェクトの費用は30億ドルでした。2007年までに、フルゲノムをシークエンスする費用は「わずか」100万ドルとなりました。2014年にはたった1,000ドルに。現在、その費用は約600ドルです。

コンピュータを日常生活の一部にしたムーアの法則をご存知かもしれません。しかし、ゲノムコストの低下はそれ以上に驚異的です。

この進歩はNGS: 次世代シーケンシングによって可能になりました。シリコンチップの進歩を利用し、二進コードではなく遺伝コードを読み取ります。シリコンチップの製造が進むほど、NGSはより効率的になりました。

この劇的なコスト低下には2つの結果がありました:

• データの洪水が起こり、ますます多くのゲノムがシークエンスされ、すべての系統や可能な病態をカバーします。これはAIやビッグデータツールが現在利用し始めているものです。
• ゲノミクスを患者の診断ツールとして使用できる可能性です。

出典: Illumina

個人の全遺伝マップを持つことで、体内で何が機能しているか、何が機能していないかをはるかに簡単に見つけられます。例えば、健康な細胞のゲノムと癌細胞のゲノムを比較することができます。

研究者は大規模な解析を行い、ある人がアルツハイマー病にかかりやすい理由を、他の人と比較して見つけることができるようになります。

そして、これはすべてではありません。同じ技術でゲノムDNAのシークエンスが行われたことから、以下の新しい科学分野も創出できます:

• メタゲノミクス: 私たちの腸内に住む細菌のゲノムをシークエンスし、健康に大きな影響を与えるものです。
• トランスクリプトーム & エピジェネティクス: ゲノムが設計図なら、トランスクリプトームはその設計図が実際に、リアルタイムでどのように使用されるかです。これは多くの治療不可能な疾患や代謝問題の解決に非常に関連性があります。
• アグリゲノミクス: ゲノミクスを利用して農業収量と家畜の生産性を向上させます。
• 生態学的研究: 生態系の健康を正確に評価し、その遺伝的多様性を調べます。
• 合成生物学: 特定の目的を持つ新しい遺伝子、形質、または全生物体を創造することです: 例として、プラスチックを分解するバクテリアやバイオ燃料を生成する藻類があります。

企業の実績

前述の通り、NGSはDNAを自動化されたプロセスで読み取るよう設計された改良シリコンチップに依存しています。この分野を支配しているのはわずか2社です: Illumina とカリフォルニア州の Pacific Bioscience（以後、簡潔に PacBio と呼びます）。

Illumina は1999年に、PacBio は2004年に設立されました。

先行者利益は長らく Illumina に大きく有利に働いてきました。現在、Illumina の時価総額は340億ドルで、PacBio は25億ドルです。Illumina は世界で現在21,000台の装置を稼働させており、PacBio は1,000台以上です。

全体として、Illumina はこのセクターで支配的な企業であり、独占を目指しました。2019年、Illumina は PacBio を12億ドルで買収しようとしましたが、これは唯一の真剣な競合相手を排除することになっていました。

この取引は、競争維持への懸念から連邦取引委員会により阻止されました。現在の PacBio の評価額を考えると、株主にとっても良い結果でした。

両社は、1980年代のメインフレームコンピュータに似たビジネスモデルで運営しています。シーケンシング装置は100万ドル以上の価格で、操作が複雑で、かなりのトレーニングと経験が必要です。その結果、主な顧客は非常に大規模な病院、大学、そして大手製薬会社です。

現在、コンピュータ業界の1990年代に相当するゲノム分野に突入しています。操作が容易で安価なシーケンサーが、診断分野や小規模研究機関、すべての病院で新たな市場を開拓しています。

コストが下がれば下がるほど、ゲノム解析は小規模な検査施設にも浸透していくでしょう。これはPCR装置が研究ツールから大規模利用へと進化した過程と非常に似ています（パンデミック時のように）。

2027年までに、腫瘍学における診断用NGSの利用は2%から8%へと4倍になると予測されています。遺伝子検査でも倍増し、生殖健康と研究では半増加すると見込まれます。

それでも、2027年までにNGSの市場浸透率はわずか14%にとどまり、他の技術に比べてさらなるシェア拡大の余地があります。このことがNGS市場を年率18%で成長させ、2026〜2027年までに倍増させる原動力となります。

出典: Illumina

出典: PacBio

技術

Illumina の商業的支配が、同社製品が PacBio より優れていることを意味するわけではありません。精度もコストも似ています。両社とも画期的な新しいシーケンシング装置を発売しています。

出典: Illumina

PacBio

PacBio は最近 Omniome を取得しました、これにより非常に長いまたは非常に短い遺伝配列を読む精度に優位性が得られます。Onso システムは短い配列に特化し、Revio HiFi システムは長い配列を読み取り、24時間稼働でき、年間1,300件の完全ヒトゲノム（約1日4件）を読み取ることが可能です。

PacBio は、長い配列の需要が広範なNGS市場よりもはるかに速く成長すると予測し、同社のシステムは競合他社よりも10倍高精度であると主張しています。

出典: PacBio

この製品に対する PacBio のマーケティング戦略はかなり攻撃的で、Illumina の同等製品を直接批判しています。この記事でご覧いただけるように。

興味深いことに、これによりゲノムシーケンシングの総コストも削減できる可能性があります。技術的な詳細に入らずに言えば、短い配列は包括的な全体に再構築する必要があります。そのため、500ドルの短読ゲノムは診断ツールとして実用的になるために、追加で1000ドルの解析が必要になることがあります。

したがって、950ドルの Revio 長配列解析は、より高精度であるためこのステップを省き、診断用途ではより安価になります。

Illumina

Illumina はNovaSeq Xを発売しており、2023年全体で完売が予想されています。NovaSeq X シリーズの目的は、膨大な新データを生成することです。

これは、Illumina のシステムがオープンプラットフォームと標準化されたデータ形式で動作することと組み合わさり、科学研究間の比較が容易になり、研究者間の協力が促進されます。

買収に関して、Illumina は自社から分離したGrail というスピンオフの買い戻しを試みています。Grail は血液サンプル（リキッドバイオプシー）だけでがんを非常に早期に検出できます。これは真の医療革命となり得ます。同社は2016年にスピンオフされ、以降20億ドルを調達しました。Illumina は全株式を買い戻すために97億ドルを支払う用意があります。

問題は、この取引が欧州委員会により、Illumina がリキッドバイオプシーで独占的地位を得ることを防ぐために阻止されたことです。米国のFTCも異議を唱えましたが、Illumina はそれらを無視して買収を進めました。

現在、Illumina はEUからの罰金として最大6億900万ドルを予備金として確保しなければなりません。また、規制当局により Grail を再度スピンオフさせられ、大きな損失を被る可能性があります。これは Illumina の経営陣にとって悪い評価となります。まず Grail をスピンオフすべきではなかったこと、次に買収と規制リスクをより適切に管理すべきだったことが指摘されます。

二つのGNSリーダー間の戦略的違い

大局的に見ると、PacBio はついに Illumina の追随者に留まらない独自の戦略を展開しつつあり、Illumina の大規模データ収集に対し、高信頼性データに焦点を当てています。これは市場が成熟し、より高度なユーザーや長いシーケンスといったニッチな用途が十分に大きくなった結果でもあります。

テック業界の例えを続けるなら、Illumina がゲノミクスの巨大で汎用的な Microsoft (MSFT ) であるのに対し、PacBio は専門的で高性能な Apple (AAPL ) に変わりつつあります。

ビジネス比較

競争状況

PacBio が高精度の長配列解析に注力することは、今後数年間の診断分野で優位性をもたらすはずです。PacBio の経営陣は、これによりヒトゲノミクスでの市場浸透率が5%から10%、腫瘍学（がん）で1%から5%に向上すると考えています。

これらの目標はやや野心的かもしれませんが、現時点で PacBio は長いシーケンス手法を活かした臨床解析で優位性を持っていると考えています。

Illumina の優位性はコスト面にあるようです。NovaSeq X システムは全ゲノム解析を200ドルに引き下げると期待されています。この価格は、臨床医が日常的にゲノムシーケンシングを行うために必要と長らく予測されてきました。

この価格は、ある国が全人口、あるいは新生児全員に対してゲノムシーケンシングを実施することを正当化できるほど低く、全体としてNGS市場を大幅に拡大させるでしょう。

個人的には、需要の成長は Illumina と PacBio の経営陣を含むすべての人々を驚かせるかもしれないと予想しています。1990年代初頭に PC の台頭が驚きをもたらしたのと同様です。10年後には、ゲノムデータを日常的に確認し、個別化された食事設計や薬剤投与量の最適化、特定の感染症やがんに対する感受性の算出に活用することが当たり前になるでしょう。

評価

Illumina の 株価は2021年7月のピークから50%以上下落し、過去6か月は横ばいです。それでも、売上高倍率（P/S）が7.3と依然として高価です。

過去10年間、売上は年率14.1%で成長し、依然として積極的に拡大しています。

ILMN 価格チャート

株式に関する質問は、即時の収益性に関するものです。Grail の買収費用と、会社の売上高の最大10%に相当する可能性のあるEU罰金、さらに Grail の再スピンオフの圧力が株価に影響を及ぼしています。

それでも、同社はNGS市場の大部分を支配しており、4〜5年で市場規模が倍増する見込みです。また、R&D予算は圧倒的に最大で、ゲノムあたりのコストをさらに3倍に削減しようとしています。したがって、価格/ゲノムの面で引き続き成果を上げる限り、ほとんどのゲノム研究や一般医療用途において標準的な存在であり続けると予想します。

PacBio の 株価は過去2年間でさらに波乱に満ちた動きを見せました。

2020年6月には1株あたり3.73ドルでした。2021年6月には34.97ドルに上昇し、パンデミックが引き起こしたバイオテクノロジーと遺伝子検査の全体的な急増に後押しされました。その後、2022年7月に4.37ドルに下落し、現在の11.21ドルまで回復しました。

PACB 価格チャート

同社の長期成長プロファイルは、過去5年間で売上が「わずか」9.9%成長したことです。

すべての指標で、PacBio は Illumina よりも高く評価されているようです: 売上高倍率は非常に高い18.3です。2017年以降、2020年にのみ利益が出ており、他の年はフリーキャッシュフローと純利益で赤字を記録しています。

2021年にソフトバンクからの9億ドルの大規模投資のおかげで、同社は現在利益が出ていなくても資金枯渇のリスクはありません。

どちらを選ぶべきか？

技術的観点から見ると、両社とも優れています。非常に先進的な技術を持ち、実質的な競合は互いだけです。

もちろん、一部のスタートアップは参入を試みています。例えば Ultima Genome のように、しかし、非常に保守的な市場への参入は困難であり、PacBio が Illumina の影に乗らないよう奮闘していることがその例です。

私は 1980〜1990年代のテック企業に例えてきました。Illumina は当時の Intel (INTC ) や Microsoft に似ていると考えます。優れたコア技術と膨大なユーザーベースを持ち、事実上業界標準を設定しています。

規制当局からの苦情は、当時 Microsoft が過大かつ過剰な権力を持つと非難された状況を思い起こさせます。Grail の買収に関する状況がどのように整理されるかが、価格低下や回復のきっかけになる可能性があります。

コスト低下と新たなユースケースが市場成長を促し、Illumina はその大部分を獲得できます。支配的な立場により、製造とR&Dの固定費を分散させる大きな市場の最大の受益者でもあります。

この文脈では、Illumina の投資家は長期的に良好なリターンを得られる可能性が高く、同社の支配的地位から利益を得られます。リスク回避型の投資家は、Grail の買収に関する確定的なニュースを待ってから資金を投入する方が好ましいかもしれません。

対照的に、PacBio はリスクの高い投資です。常に収益性に苦しんでおり、パンデミック時のバイオテクノロジーブームの最中にソフトバンクから好条件で資金注入がなければ、財務的に危機に陥っていた可能性があります。

このような過去の課題にもかかわらず、PacBio は Illumina に追随できただけでなく、いくつかの面で技術的に優位に立っています。全体として、Illumina よりはるかに小規模なR&D予算で運営している点は、単独での成果と考えます。

このため、PacBio の腫瘍学とヒト健康分野への積極的な拡大戦略は、当初はかなり成功すると予想しています。

実際に、例えは当てはまり、PacBio は1990年代の Apple のようです。Apple は1995〜1997年に苦境に立ち、倒産寸前でしたが、最後の瞬間に資金注入で救われました。

それは、無駄のないイノベーションと技術的に優れた製品の開発により、コスト削減よりも最適な性能を求める専門家のニッチに訴求し、今日の巨大企業へと成長しました。

したがって、PacBio は Illumina よりもリスクは高いものの、リターンも大きい投資タイプだと考えます。業界が診断手段として長いシーケンスを採用するという野望が失敗するかもしれません。あるいは成功し、すでに急速に成長している NGS セクターよりも速く成長するかもしれません。

いずれにせよ、これは経験豊富な投資家に適した投資であり、非常に変動が激しい可能性があります。シーケンシング技術の微妙さを十分に理解していることも有益です。これは、PacBio の長期的成功が Illumina のベースシーケンサー精度を上回る能力に依存するため重要です。