近年來，基因測序產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，并吸引了大量資本和企業(yè)的進入。隨著測序成本的大幅降低，越來越多的普通大眾開始享受基因測序帶來的福祉，進一步推動了醫(yī)療和科研領域高通量測序系統(tǒng)的全面普及。

目前，全球各國政府正積極主導本國人類基因組計劃，共有13個國家已出臺人類基因組計劃，覆蓋全球數(shù)百萬人口。市場研究預估，全球測序產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模在2022年將達124.5億美元，其中亞太地區(qū)將達23.9億美元。

前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)顯示，到2020年中國基因測序行業(yè)市場規(guī)模將達到98億元左右，未來幾年內(nèi)國內(nèi)基因測序市場需求將穩(wěn)步釋放，市場規(guī)模保持良好增勢。

核心技術破局，突圍行業(yè)巨頭技術壟斷

基因測序儀是基因測序產(chǎn)業(yè)的上游核心，也是基因檢測、基因編輯、基因合成產(chǎn)業(yè)中的決定性設備。長久以來，基因測序上游技術被少數(shù)外國企業(yè)把持，并有著嚴密的專利保護。

如何把“命門”掌握在自己手里？來自《科技日報》的報道顯示，華大智造在后發(fā)劣勢的情況下，通過技術引進和創(chuàng)新，采取不同的技術路線，正換道邁進更快、更準的測序“金標準”，避免了生物技術領域的“缺芯少魂”，建立起國家級生命數(shù)字化平臺，推動中國基因測序產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)由參與、接軌、同步到部分引領的跨越發(fā)展，也為精準扶貧和健康中國提供重要戰(zhàn)略支撐。

這一核心突破的背后，是曾代表中國參加人類基因組計劃的華大集團不斷加碼上游基因測序儀業(yè)務。2013年，華大收購美國Complete Genomics公司，獲取核心專利技術，隨即在深圳組建了自己的測序儀研發(fā)團隊。這一當時在華大內(nèi)部屬于“保密編制”的研發(fā)團隊，通過國產(chǎn)技術轉化，在2015年10月交付出擁有完全自主知識產(chǎn)權的BGISEQ-500 高通量桌面型基因測序儀，并在半年后的2016年4月，正式組建成立深圳華大智造科技有限公司。

截至目前，華大智造已累計投入超過50億元研發(fā)經(jīng)費，實現(xiàn)測序技術源頭式專利布局，申請技術專利580余項，其中PCT專利80余項，并逐步形成了自身獨有的核心技術DNBSEQTM。

DNBSEQTM

據(jù)了解，DNBSEQTM測序技術主要包括：DNA單鏈環(huán)化和DNB制備、規(guī)則陣列芯片、DNB加載、cPAS、雙端測序技術、堿基識別算法等。在DNBSEQTM測序技術中，儀器氣液系統(tǒng)會先將DNA納米球泵入到規(guī)則陣列芯片并加以固定，然后泵入測序模板及測序試劑，最終獲得待測樣本的堿基序列信息。目前，cPAS已經(jīng)廣泛被應用于華大智造開發(fā)的BGISEQ-500、BGISEQ-50、MGISEQ-200、MGISEQ-2000以及MGISEQ-T7等型號基因測序儀中。

DNB制備示意圖

值得一提的是，與其他現(xiàn)有的測序技術相比，DNBSEQTM測序技術結合了DNB的低錯誤積累和規(guī)則陣列芯片的高信號密度，能夠提高檢測的準確性并實現(xiàn)更高效的大規(guī)模并行測序。如在WGS/WES等具體應用中，該技術產(chǎn)出數(shù)據(jù)重復序列率低，可減少數(shù)據(jù)浪費?；赑CR-Free的建庫方法，還具有更好的SNP和InDel準確性。此外，BGISEQ/MGISEQ系列測序平臺的標簽跳躍少，也可有效降低樣本錯誤分配的“張冠李戴”問題。

DNB加載過程示意圖

另外，針對業(yè)內(nèi)測序普遍讀長較短的缺點，2018年華大智造還發(fā)布了新一代長片段建庫技術——stLFR（單管無分隔長片段讀?。?。目前，基于該技術轉化的試劑盒產(chǎn)品已正式上市。相比傳統(tǒng)WGS文庫和其他同類產(chǎn)品，stLFR文庫僅需1ng DNA且無需預擴增即可獲得高質(zhì)量的全基因組測序文庫，二倍體定相區(qū)塊N50值可達10Mb，能夠有效檢出倒位、異位、刪除等結構變異，實現(xiàn)常規(guī)手段無法實現(xiàn)的結構變異檢測，并達到相同深度的常規(guī)全基因組測序文庫表現(xiàn)的最佳水平。此外，該產(chǎn)品單管無分隔反應，無需微量移液設備或復雜微流控系統(tǒng)；其全部反應在磁珠上完成，易于高通量自動化建庫，因此大幅降低了長片段文庫構建的復雜程度和成本。

全系列產(chǎn)品布局，進擊全球市場

目前，華大智造是全球三家、中國唯一能自主研發(fā)并量產(chǎn)臨床級高通量基因測序儀的公司。在高端測序儀器之外，華大智造還研制包括自動化樣本前處理、質(zhì)譜、影像等全套生命數(shù)字化設備和系統(tǒng)解決方案。

作為主力機型，華大智造推出的MGISEQ-2000全面型基因測序儀在雙芯片獨立運行平臺的基礎上，可同時支持兩種不同規(guī)格的芯片。其單次運行能夠完成最大1080Gb的下機數(shù)據(jù)，在PE100讀長模式下滿負荷運行僅需48小時，一年的運行通量相當于1000個以上人全基因組數(shù)據(jù)量。與之同期發(fā)布的MGISEQ-200特點是更為方便靈活，在PE100讀長模式下滿負荷運行可產(chǎn)生60Gb的下機數(shù)據(jù)，僅需不到48小時，平均一天能完成24個腫瘤樣本的快速檢測。除此之外，該公司于2018年10月發(fā)布的MGISEQ-T7則是其產(chǎn)品布局中的“明星”機型。值得一提的是，MGISEQ-T7還是目前全球日生產(chǎn)能力最強的基因測序儀，單日數(shù)據(jù)產(chǎn)量可達6Tb，PE150測序僅需24小時，且每Gb測序費用僅為5美金，這也是目前全球最低的測序成本。

近期，華大智造還聯(lián)合中國中醫(yī)科學院中藥研究所研制并發(fā)布了中草藥DNA條形碼高通量基因測序一體機。該儀器是全球首創(chuàng)中草藥基因測序智能鑒定儀，可精準、快速、簡易、穩(wěn)定鑒定中草藥樣品，標志著中國藥用植物鑒定從跟跑到領跑的全面超越，在收獲業(yè)內(nèi)訂單的同時，更激發(fā)出其他細分市場的產(chǎn)品定制需求。

推動基因測序產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展

伴隨市場的深化拓展的同時，華大智造還致力于與上下游共建穩(wěn)健、開放的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。2018年7月，華大智造在中國首次啟動測序者計劃，近10家基因行業(yè)機構成為這一聯(lián)盟生態(tài)伙伴。2019年3月，在第37屆J.P. Morgan醫(yī)療健康大會上，華大集團執(zhí)行副總裁、華大智造總裁余德健正式啟動全球測序者計劃。針對歐洲和亞太地區(qū)的測序者計劃也隨后在瑞典斯德哥爾摩和韓國啟動。該計劃旨在為行業(yè)內(nèi)企業(yè)和科研機構提供從測序平臺、試劑、到培訓和應用指導在內(nèi)的全方位支持，形成上下游聯(lián)動，共同推動基因組學技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，形成一個與合作伙伴協(xié)同創(chuàng)新、開放共贏的生命科學產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

從中國測序者計劃到全球測序者計劃，可以預見的是，一個與合作伙伴協(xié)同創(chuàng)新、開放共贏的生態(tài)圈，將有助于基因測序行業(yè)領跑者華大智造，更快地進入全球更多市場的基因測序領域，服務全球更多客戶。

結語

作為中國唯一、全球僅三家能夠自主研發(fā)并量產(chǎn)臨床高通量基因測序儀的明星公司，華大智造首輪融資的完成，標志著其研發(fā)能力、國際化能力受到了認可，有助于中國生命科學和產(chǎn)業(yè)高端裝備制造實現(xiàn)從跟蹤到引領的跨越。對于本次首融資，華大智造將通過本次融資進一步加強新型基因測序儀的研發(fā)、生產(chǎn)工作，打造圍繞生命數(shù)字化的全方位產(chǎn)品布局，并致力于基因測序產(chǎn)業(yè)的市場開拓和生態(tài)建設。

相信在未來的基因測序市場，我們將看到越來越多中國智造的基因測序技術和產(chǎn)品。同時，也相信在一個開放共贏的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，將助力中國基因產(chǎn)業(yè)通過協(xié)同創(chuàng)新，更快進入全球市場，加速實現(xiàn)由參與、接軌、同步到引領的跨越發(fā)展。

來源：生物探索