バイオチップ市場 サイズと展望 2025-2033

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市場動向

世界のバイオチップ市場の推進要因

慢性疾患の蔓延

がん、心血管疾患、神経疾患などの慢性疾患の罹患率の上昇により、早期発見と正確な疾患モニタリングが可能な診断機器の必要性が高まっています。バイオチップにより、多数の疾患に関連するバイオマーカーの多重調査が可能になり、より正確な診断、予後、個別化された治療選択が可能になります。世界中の医療システムが病気の予防と管理を優先するにつれて、バイオチップベースの診断が普及すると予想されています。

アメリカがん協会によると、米国では2024年に新たながん患者が200万人を超えると予測されており、これは記録破りの数字です。早期発見、治療の改善、喫煙の減少により、1991年以降、がんによる死亡率は低下しているにもかかわらず、この数字は続いています。しかし、悪性腫瘍のトップ10のうち6つは増加傾向にあり、大きな成果が脅かされています。バイオチップは、血液サンプル中の循環腫瘍細胞（CTC）と腫瘍由来のエクソソームを識別できるため、非侵襲的ながんの検出と監視が可能になります。

さらに、バイオチップベースの検査では、体細胞変異、コピー数の変化、遺伝子発現パターンについて腫瘍ゲノムを特徴付けることができ、医師が標的薬を選択し、がん患者の治療結果を追跡するのに役立ちます。世界保健機関（WHO）によると、がんは世界で2番目に多い死亡原因であり、死亡者の約6人に1人を占めています。2023年までにがんによる死亡者は1,000万人に達すると予想されており、これは毎日約26,300人が死亡することを意味します。がんによる負担は今後20年間で約60％増加すると予測されており、医療システム、個人、コミュニティにさらなる負担がかかります。世界的ながんの負担が増加するにつれて、腫瘍学アプリケーション向けのバイオチップ技術の需要も高まり、今後数年間で市場が拡大することになります。

世界のバイオチップ市場の制約

開発および実装コストが高い

バイオチップ技術の開発には、研究開発費、設備費、規制遵守など、初期投資が膨大になる可能性があります。さらに、スタッフのトレーニング、インフラストラクチャの変更、品質管理手順など、バイオチップベースのアッセイを既存の研究室プロセスに組み込むコストは、特にリソースが限られた環境では導入の障壁となる可能性があります。検査によっては、バイオチップのコストは数百ドルから数千ドルになる場合があります。たとえば、Hydra-1K バイオチップは、1 回の検査につき 7 ドルから 15 ドルかかる場合があります。DNA シーケンシングは最も高価な検査の 1 つで、最大 70 万ドルかかります。

研究の結果、バイオチップベースのアッセイを臨床検査室や医療現場に統合するには、インフラストラクチャ、トレーニング、品質保証手順への追加投資が必要になります。検査室では、バイオチップ機器、試薬、補助機器を購入し、標準操作手順 (SOP) と品質管理手法を開発する必要があります。バイオチップの操作、データ分析、結果の解釈について検査室のスタッフをトレーニングすることは、正確で信頼性の高いテスト結果を保証するために不可欠です。さらに、ヒトのバイオチップは約 1,000 米ドルですが、マウス、酵母、ショウジョウバエのチップは 400 ～ 500 米ドルかかります。バイオチップ技術の開発と実装にかかる費用は、特に小規模企業やリソースが限られた環境では、市場への参入と受け入れを妨げます。

世界のバイオチップ市場の機会

個別化医療への応用拡大

ゲノミクス、分子診断、標的薬の進歩によって推進されたカスタマイズ医療技術の出現は、バイオチップ技術の新たな展望を切り開きます。バイオチップは、個々の遺伝子変異、バイオマーカープロファイル、および治療反応の調査を可能にし、それによって腫瘍学、薬理ゲノミクス、および感染症における精密医療プロジェクトを前進させます。医療システムがカスタマイズされた治療戦略と患者中心のケアを推進するにつれて、バイオチップベースおよびコンパニオン診断の必要性はおそらく高まるでしょう。たとえば、2022年1月、チェコ科学アカデミー（CAS）の研究者チームは、バイオチップを使用してCOVID-19ウイルスを識別するデバイスを作成しました。研究者によると、バイオチップは抗原検査と同じくらい速く、PCR検査と同じくらい正確です。バイオチップ技術と多数のアプリケーションを組み合わせることで、バイオチップ市場の成長が加速すると予想されます。

たとえば、2022年3月、米国を拠点とする企業であるNutcrackerは、バイオチップに基づくRNA製造プラットフォームを改善するために、シリーズCの資金調達で1億6,700万米ドルを調達しました。バイオチップベースの技術は、RNAベースの治療法の開発に役立つと期待されています。バイオチップとナノ粒子送達技術は、包括的な隔離された自動化された製造の実現に役立ちます。

したがって、個別化医療が臨床現場でより広く使用されるようになると、分子診断およびコンパニオン診断のためのバイオチップ技術の必要性が高まり、世界中で市場の成長が促進されると考えられます。

分析

世界のバイオチップ市場は、タイプとエンドユーザーに基づいてセグメント化されています。

市場はタイプ別にさらに DNA チップ、タンパク質チップ、ラボオンチップ、組織アレイ、細胞アレイに分類されます。

DNA チップ部門は世界の業界をリードし、総収益の 35% 以上を占めています。DNA チップは DNA マイクロアレイまたは遺伝子チップとも呼ばれ、DNA 配列を調べるために使用されるバイオチップ プラットフォームです。これらのチップは、生物学的サンプルにある相補的な DNA ターゲットとハイブリダイズする固定化された DNA プローブを搭載した小さなパッチで構成されています。DNA チップの用途には、遺伝子発現プロファイリング、SNP ジェノタイピング、比較ゲノムハイブリダイゼーション (CGH)、DNA シーケンシングなどがあります。研究者はこれらを使用して、遺伝子発現パターンを調査し、遺伝子変異を発見し、疾患の背後にある分子経路を理解することができます。

さらに、さまざまな疾患の学術研究や臨床診断テストにも広く活用されています。たとえば、サンディエゴのバイオテクノロジースタートアップであるロズウェルバイオテクノロジーズは、2021年11月に個人の分子を分析するための分子マイクロチップを製造する予定です。この技術は、病気の検出技術、薬物研究、健康モニタリングに変革をもたらします。同社はこの技術を使用してDNA配列を改善する予定です。2022年には、がんの診断と治療セグメントがDNAチップ市場のかなりのシェアを占めました。バイオチップは、がんの検出を含む従来の医療診断機能に取って代わると期待されています。

さらに、安価で迅速、そして広く入手可能なため、さまざまな状況で高度ながん検出が可能になります。また、市場での遠隔医療の導入も容易になります。同様に、シンガポールのバイオエンジニアリング・ナノテクノロジー研究所は、薬剤耐性がん細胞を検出できるバイオチップを開発しました。

一方、ラボオンチップ（LOC）は、予測期間を通じて最も速いCAGRを示す可能性が高いです。医療におけるラボオンチップの使用が増えるにつれて、早期診断、医薬品の特許、個別化治療に役立つことが期待されています。その結果、低コストと低サンプル量により、新興国でのポイントオブケア診断におけるLOC技術の応用が増加すると予測されています。

さらに、業界ではラボオンチップ（LOC）プラットフォームベースの免疫測定法が頻繁に進歩しています。高度なLOCプラットフォームには、マイクロ流体チップ、紙、ラテラルフロー、電気化学、新しいバイオセンサーコンセプトが含まれます。予測期間中、ポイントオブケア診断の需要が最も急速に増加し、このセグメントを活性化させる可能性があります。たとえば、2022年2月、Onera Healthは、ウェアラブルデバイス用の超低電力生体信号センサーサブシステムであるOnera Biomedical Lab-on-Chipを発表しました。この小さなバイオメディカルチップは、多数の生体信号を処理することを目的としており、健康機器に大きなチャンスを生み出します。その結果、このような進歩がこの市場の拡大を加速させています。

市場はさらに、エンドユーザーによって、バイオテクノロジーおよび製薬会社、学術研究機関、病院および診断センターに分かれています。

バイオテクノロジーおよび製薬会社セグメントは、2023年に60％を超える最大の収益シェアを占めました。バイオテクノロジーおよび製薬業界は、創薬、開発、個別化治療などの用途で、バイオチップ技術の重要な消費者です。企業は、バイオチップ技術をさまざまな健康アプリケーションに統合するための広範な研究開発を行っています。製薬業界の競争を考えると、企業はFDAの承認に失敗する可能性のある医薬品の研究に多額の投資をする方法を見つける必要があります。一方、バイオチップは、医薬品の発見と開発のための新しい道を開くと期待されています。バイオチップは、特に一塩基多型（SNP）分析と遺伝子発現プロファイリングのための創薬プロセスでバイオマーカーを開発するために使用されます。

学術機関および研究機関の最終用途カテゴリは、予測期間中に最も急速に成長すると予想されます。教育機関および研究機関は、基礎研究、技術開発、トランスレーショナル スタディを通じてバイオチップ技術の進歩に大きく貢献しています。学術機関の研究者は、ゲノミクス、プロテオミクス、細胞生物学、組織工学など、さまざまな用途にバイオチップを使用しています。バイオチップ プラットフォームにより、仮説に基づく研究、バイオマーカーの発見、疾患プロセスのメカニズムの調査が可能になります。

これらの機関は、この技術の研究開発に取り組んでおり、バイオチップの他の用途を模索しています。たとえば、2022年1月には、マドリード・カルロス3世大学（UC3M）、マドリード工科大学（UPM）などの専門家チームが、研究室での試験管内皮膚の製造プロセスを簡素化する改良型バイオチップを開発しました。このデバイスは、医療および化粧品のテストに使用される予定です。

地域分析

世界のバイオチップ市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。

北米が世界市場を支配

北米は、バイオチップ市場における世界の最も重要なシェアを占めており、予測期間中に15.3％のCAGRで成長すると予測されています。北米は、この地域の重要な市場プレーヤーと医療インフラの発展により、予測期間中に大幅に増加すると予測されています。さらに、この地域では、マイクロアレイ技術の研究開発に多額の投資をしている医療企業との重要なコラボレーションが行われています。たとえば、2022年9月、イルミナ社は、より迅速で強力で持続可能なシーケンシングを可能にする新世代の生産規模シーケンサーであるNovaSeq Xシリーズを発表しました。画期的な新技術であるNovaSeq X Plusは、年間20,000を超える全ゲノムを生成でき、これは以前のシーケンサーの2.5倍のスループットであり、ゲノムの発見と臨床的洞察が大幅に向上して、病気をより深く理解し、最終的には患者の生活を変えることができます。

さらに、マイクロ流体技術は、リソースが限られた環境での分子診断、感染症、慢性疾患など、さまざまな用途のポイントオブケア（POC）診断にも頻繁に使用されています。たとえば、2021年1月にFrontiers of Bioengineering and Biotechnology誌に掲載された論文によると、ラテラルフローアッセイ（LFA）はポイントオブケア検査で一般的に使用されており、特定のバイオマーカーを見つけることで癌などの疾患を診断および予後予測するために使用できます。抗体と核酸増幅を使用して、LFAはさまざまな疾患やタンパク質を検出するために日常的に使用されています。したがって、マイクロ流体研究における最近のブレークスルーは、自己完結型で自動化され、使いやすく、高速な統合デバイスの作成を目指しています。

さらに、この地域の慢性疾患の発生率の高さも、この分野の成長を後押ししています。たとえば、カナダがん協会の研究者は、2023年には239,100人のカナダ人ががんと診断され、86,700人がこの病気で亡くなると予測しています。この数字には、非黒色腫皮膚がんの症例は含まれていません。同様に、IDFは、IDF NAC地域で5100万人以上の糖尿病患者を抱える23か国のうちの1つとしてメキシコを挙げています。糖尿病はメキシコで2番目に多い死亡原因であり、推定発生率は15.2％（成人1280万人）です。調査参加者が報告した最も一般的な合併症は、目（46％）、足（38％）、口腔衛生（37％）の問題でした。その結果、この地域では慢性疾患を抱える人々の数が多いため、分析対象の産業が拡大しています。

近年、米国では学術研究におけるハイスループットスクリーニング（HTS）技術への関心が急上昇しています。たとえば、2022年10月、Ginkgo BioworksはMerckとの提携を発表し、Merckの医薬品有効成分（API）生産活動で生体触媒として使用する最大4つの酵素を開発しました。Ginkgoはこの提携を利用して、細胞工学と酵素設計における豊富な経験と、自動化されたハイスループットスクリーニング、製造プロセスの開発/最適化、バイオインフォマティクス、分析における能力を活用し、標的の生体触媒発現に最適な株を提供します。

アジア太平洋地域は、予測期間中に 15.9% の CAGR を示すと予想されています。この地域の急速な拡大は、主に中国とインドによって担われるでしょう。この地域の産業成長の主な要因は、技術へのアクセス性の向上、大規模な患者プール、医療インフラの改善です。この地域の成長は、成熟した企業がバイオチップ技術を新興国にアウトソーシングして総製造コストを削減する傾向が強まっていることも後押ししています。

欧州市場は、特に英国でゲノミクスとプロテオミクスにおけるバイオチップの受け入れが拡大しているため、予測期間を通じて世界のバイオチップ市場で一貫した収益CAGRで成長すると予測されています。ゲノミクスプロジェクトの開発により、地域全体で市場に大きな需要が生まれます。たとえば、2018年12月、Genomics Englandと国民保健サービス（NHS）は、2024年までに500万件の遺伝子検査を達成することを目指す10万ゲノムプロジェクトを開始しました。2021年5月、英国に拠点を置くライフサイエンス企業Sphere Fluidicsは、分離された売上を分析するために使用できるマイクロ流体バイオチップ技術を開発しました。

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バイオチップ市場のトップ競合他社

1. Thermo Fisher Scientific, Inc.
2. Agilent Technologies, Inc.
3. PerkinElmer Inc.
4. Illumina, Inc.
5. Bio-Rad Laboratories, Inc.
6. Standard BioTools
7. GE HealthCare
8. Thermo Fisher Scientific, Inc.
9. LI-COR, Inc.
10. QIAGEN
11. Randox Laboratories Ltd

最近の開発状況

• 2024年1月～ マイクロエレクトロニクス開発企業のArcher Materials社は、室温量子コンピューティングデバイスと、複数の疾患を検出できるバイオチップを開発し、好調な年を迎えました。
• 2024年4月～ アジレントは、GenetiSure Dx Postnatal Assayで欧州IVDRクラスC認証を取得しました。