バイオチップ市場 サイズと展望 2025-2033

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バイオチップ市場の成長要因

慢性疾患の罹患率の上昇

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伴い、早期発見と正確な疾患モニタリングを可能にする診断機器の必要性が高まっています。バイオチップは、様々な疾患に関連するバイオマーカーの多重解析を可能にし、より正確な診断、予後予測、そして個別化された治療法の選択を可能にします。世界中の医療システムが疾病の予防と管理を優先するにつれ、バイオチップに基づく診断は普及すると予測されています。

• 米国がん協会によると、米国では2024年に新規がん患者数が200万人を超えると予測されており、これは過去最高の数字です。これは、早期発見、治療の改善、喫煙率の減少により、1991年以降、がんによる死亡率が低下しているにもかかわらずです。しかしながら、上位10位の悪性腫瘍のうち6つが増加しており、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）と腫瘍由来エクソソームを識別できるため、非侵襲的ながん検出と監視が可能になります。

さらに、バイオチップを用いた検査では、腫瘍ゲノムの体細胞変異、コピー数変化、遺伝子発現パターン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1,000万人ががんで亡くなると予測されており、これは毎日約26,300人ががんで亡くなることを意味します。今後20年間でがんによる負担は約60%増加すると予測されており、医療システム、個人、そして地域社会にさらなる負担をかけることになります。世界的ながんの負担が増加するにつれ、腫瘍学アプリケーション向けバイオチップ技術の需要も高まり、今後数年間で市場拡大が見込まれます。

市場の抑制要因

高額な開発・導入コスト

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、初期投資が高額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、インフラの改修、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検査プロセスに組み込むためのコストは、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。検査内容によっては、バイオチップのコストは数百ドルから数千ドルに及ぶ場合があります。例えば、Hydra-1Kバイオチップは、1検査あたり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額な検査の一つであり、最大70万ドルの費用がかかります。

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機関に導入するには、インフラ、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）と品質管理手法を策定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担当者をトレーニングすることは、正確で信頼性の高い検査結果を確保するために不可欠です。さらに、ヒト用バイオチップの価格は約1,000米ドルであるのに対し、マウス、酵母、ショウジョウバエ用のチップは400～500米ドルです。バイオチップ技術の開発と実装にかかる費用は、特に中小企業やリソースが限られた環境において、市場参入と普及を阻害する要因となっています。

市場機会

個別化医療における応用の拡大

ゲノミクス、分子診断、標的医薬品の進歩に牽引されたカスタマイズ医療技術の出現は、バイオチップ技術に新たな展望をもたらしています。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、治療反応の調査を可能にし、腫瘍学、薬理ゲノミクス、感染症における精密医療プロジェクトを前進させます。医療システムが患者一人ひとりに合わせた治療戦略と患者中心のケアを推進するにつれ、バイオチップベースおよびコンパニオン診断の需要は高まると予想されます。例えば、2022年1月には、チェコ科学アカデミー（CAS）の研究チームが、バイオチップを用いてCOVID-19ウイルスを特定するデバイスを開発しました。研究者によると、バイオチップは抗原検査と同等の速度とPCR検査と同等の精度を備えています。バイオチップ技術と様々な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期待されています。

• 例えば、2022年3月には、米国に拠点を置くNutcracker社が、バイオチップをベースとしたRNA製造プラットフォームの改良を目的として、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貢献する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、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利用されるようになるにつれて、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需要が高まり、世界的な市場成長を促進すると考えられます。

タイプインサイト

市場はさらに、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チップセグメントは世界の業界をリードし、総売上高の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、生物学的サンプル中の相補的なDNA標的とハイブリダイズする固定化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、DNAチップを使用することで、遺伝子発現パターンの調査、遺伝子変異の発見、疾患の背後にある分子経路の理解が可能になります。

さらに、DNAチップは様々な疾患の学術研究や臨床診断検査にも広く利用されています。例えば、サンディエゴのバイオテクノロジー系スタートアップ企業であるロズウェル・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分子マイクロチップの製造を計画しています。この技術は、疾患検出技術、医薬品研究、健康モニタリングに変革をもたらすでしょう。同社は、この技術を用いてDNAシーケンシングの精度向上を目指しています。2022年には、がん診断・治療分野がDNAチップ市場の大きなシェアを占めました。バイオチップは、がん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、バイオチップは安価で迅速、かつ広く入手可能であるため、様々な状況で高度ながん検出が可能になります。また、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高いCAGR（年平均成長率）を示すと予想されます。医療におけるラボオンチップ（LOC）の利用が拡大するにつれ、早期診断、医薬品特許、個別化治療への貢献が期待されています。その結果、低コストと少量サンプルという利点から、新興国におけるポイントオブケア診断におけるLOC技術の適用が拡大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）プラットフォームをベースとした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、そして革新的なバイオセンサーコンセプトが含まれます。ポイントオブケア診断に対する需要の急速な増加は、予測期間中にこのセグメントの成長を牽引する可能性が高いでしょう。例えば、2022年2月、Onera Healthはウェアラブルデバイス向けの超低消費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。この小型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、医療機器に大きなビジネスチャンスをもたらします。その結果、こうした進歩がこの市場の拡大を加速させています。

エンドユーザーインサイト

市場はさらに、バイオテクノロジー・製薬企業、学術研究機関、病院・診断センターに分かれています。バイオテクノロジー・製薬企業セグメントは、2023年には60%を超える最も大きな収益シェアを占めました。バイオテクノロジー・製薬業界は、創薬、開発、個別化治療などの用途において、バイオチップ技術の重要な消費者です。これらの企業は、バイオチップ技術を様々な医療用途に統合するための広範な研究開発を行っています。製薬業界の競争の激化を考えると、企業はFDAの承認を得られない可能性のある医薬品の研究に多額の投資を行う方法を見つける必要があります。一方、バイオチップは、医薬品の創薬・開発に新たな道を開くことが期待されています。バイオチップは、創薬プロセスにおけるバイオマーカーの開発に利用されており、特に一塩基多型（SNP）解析や遺伝子発現プロファイリングに利用されています。

予測期間中、学術研究機関の最終用途カテゴリーが最も急速に成長すると予想されています。教育研究機関は、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発展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、様々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は、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解明を可能にします。

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も模索しています。例えば、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）、その他の機関の専門家チームが、研究室でのin vitro皮膚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、医療および美容試験への利用が計画されています。

地域別インサイト

北米は世界のバイオチップ市場において最大のシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）15.3%で成長すると予測されています。北米は、この地域における重要な市場プレーヤーの存在と医療インフラの発展により、予測期間中に大幅な成長が見込まれています。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行っている医療企業との緊密な連携が進んでいます。例えば、2022年9月、イルミナ社は、より迅速で強力かつ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、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2万件以上の全ゲノムを生成でき、従来のシーケンサーの2.5倍のスループットを実現します。これにより、ゲノムの発見と臨床的知見が大幅に向上し、疾患の理解を深め、最終的には患者の生活を変えることにつながります。

さらに、マイクロ流体技術は、リソースが限られた環境における分子診断、感染症、慢性疾患など、様々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。例えば、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広く利用されており、特定のバイオマーカーを見つけることでがんなどの疾患の診断と予後予測に使用できることが示されています。抗体と核酸増幅を用いたLFAは、様々な疾患やタンパク質の検出に日常的に使用されています。このように、マイクロ流体研究における近年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開発を目指しています。

さらに、この地域における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。例えば、カナダがん協会の研究者たちは、2023年には239,100人のカナダ人ががんと診断され、86,700人が死亡すると予測しています。この数値には、非黒色腫皮膚がんの症例は含まれていません。同様に、IDF（イスラエル国防軍）は、IDF NAC地域において5,100万人以上の糖尿病患者を抱える23カ国のうちの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1,280万人）です。調査参加者が報告した最も一般的な合併症は、眼（46%）、足（38%）、口腔（37%）の問題でした。その結果、この地域には慢性疾患を抱える人々が多く、分析対象産業の拡大に貢献しています。

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）技術への関心が急増しています。例えば、2022年10月、Ginkgo BioworksはMerck社との提携を発表し、Merck社の医薬品有効成分（API）製造活動における生体触媒として最大4種類の酵素を開発することを目指しています。 Ginkgoは、この提携を通じて、細胞工学と酵素設計における豊富な経験、そして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、そして分析における能力を活用し、標的となる生体触媒発現に最適な菌株を提供します。

アジア太平洋地域のバイオチップ市場動向

アジア太平洋地域は、予測期間中に15.9%の年平均成長率（CAGR）を示すと予測されています。この地域の急速な成長は、主に中国とインドが担うでしょう。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、膨大な患者プール、そして医療インフラの改善です。この地域の成長は、成熟企業によるバイオチップ技術の導入拡大や、製造コスト削減を目的とした新興国へのアウトソーシングによっても牽引されています。

欧州市場は、特に英国において、ゲノミクスおよびプロテオミクス分野におけるバイオチップの普及が進んでいることから、予測期間を通じて世界のバイオチップ市場において一貫した収益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発展は、地域全体の市場に大きな需要を生み出しています。例えば、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実施することを目指す「10万ゲノムプロジェクト」を開始しました。2021年5月には、英国に拠点を置くライフサイエンス企業Sphere Fluidicsが、単離サンプルの分析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は、常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。