《自然—生物技術》長文報道中國企業單分子測序系統

　　編者按：去年10月，位于深圳的瀚海基因發布了一款應用于臨床檢測的高性價比測序儀原理樣機GenoCare，完全無需擴增，可在單分子水平上直接讀取未經修飾的原始DNA片段，具有廣泛的臨床應用前景。近日，Nature Biotechnology就此撰文進行報道，文章如下：

瀚海基因董事長兼CEO賀建奎和GenoCare測序儀。圖中綠色和黃色點代表核酸單色熒光標簽，每個點代表一個單分子。（圖片來源：Nature Biotechnology, Volume 34, Page 123-124, 2016）

　　縱觀整個基因測序產業鏈，處于上游的測序儀研發制造環節一直被Illumina、Thermo Fisher等測序巨頭們所占據，然而，一家位于中國深圳的測序公司——瀚海基因，其研發的應用于臨床檢測的高性價比測序儀將給這些國外的測序巨頭們帶來潛在的威脅。去年10月，該公司發布了一款針對臨床應用的單分子基因測序原理樣機——GenoCare。此后，基因測序領域競爭持續升溫。

　　在2016年1月舊金山舉行的第34屆JP摩根健康大會上，Illumina推出了主要針對臨床的臺式測序系統MiniSeq，并將于2016年第一季度開始銷售。同時，由J.Craig Venter聯合創辦的位于圣地亞哥的測序公司Human Longevity也發布了他們的腫瘤測序項目，該項目包括正在研發的一系列產品，例如全生殖細胞系、腫瘤基因組及腫瘤全外顯子組分析。

　　目前，瀚海基因著眼于中國市場。該公司繼承并發展了美國加州理工學院的ZL技術。該技術最初由位于美國馬薩諸塞州劍橋市的Helicos Biosciences公司推向市場。Helicos測序公司由單分子測序領域泰斗級人物斯蒂芬?奎克（Stephen Quake）教授于2004年創辦，并于2012年最終破產。賀建奎是南方科技大學生物物理學及基因組學科學家，他的另一個身份是瀚海基因的CEO。在奎克實驗室完成博士后工作后，賀建奎回到中國創辦了這家致力于臨床診斷的基因測序公司。奎克現在擔任這家公司的首席科學顧問。

　　瀚海基因的測序儀主要針對臨床應用。GenoCare測序儀可在單分子水平上直接讀取未經修飾的原始DNA片段。然而傳統的測序儀則需要利用PCR技術對DNA進行擴增，同時還需要其他一些樣品制備步驟，與之相比GenoCare測序儀是一個完全無需擴增的測序技術。該技術將光匯聚到DNA分子上，防止背景噪聲對測序結果產生影響，進而實現了對單鏈DNA上微小信號的檢測。盡管在全基因組測序通量上還不及Illumina和Thermo Fisher的測序平臺，但是這項技術對患者特定病灶位點的基因測序而言，具有快速且價格低廉的特點，可使醫生能夠根據特定的突變來為患者制定和調整治療策略。

　　“我真的很喜歡它。它與羅氏454、Ion和Illumina一樣利用了傳統的邊合成邊測序技術，但做到了單分子檢測”，來自AxioMx公司的測序專家及生物技術企業家Michael Weiner對GenoCare測序儀這樣稱贊道。

　　隨著整個人類基因組測序費用已經降到了1000美元，瀚海基因計劃提供100美元的臨床測序服務，并將其納入中國的醫保范圍內。賀建奎說：“一旦我們降低了成本，并使其達到100美元，那么13億中國人將能夠把臨床測序作為常規檢驗，從抽血到檢測報告整個過程不到20個小時”。

　　該公司已經開展了與廣東省內三家醫院的早期合作。其試點項目有唐氏綜合征和其它染色體三體的無創產前測試（染色體21、13和18三體）；以及包括50個癌癥基因的panel和100種遺傳疾病檢測。目前，這些檢測在市場上需要花費500美元甚至更多。2016年1月份，瀚海基因簽約了第一個無創產前檢測的客戶——香港和美醫療，這是一家擁有30家婦幼醫院的上市公司。

　　目前，測序服務商以及潛在的客戶都處在等待和觀望中。在國內擁有Illumina HiSeq X Ten全基因組測序平臺的北京諾禾致源公司CEO李瑞強說：“無需PCR擴增，單分子測序可以避免測序偏差，但錯誤率高已被證明是一個挑戰。省去PCR擴增的麻煩是非常重要的進步。但我們看到，Helicos失敗了，PacBio和OxfordNanopore兩個公司的產品測序錯誤率都很高。不過，我們還是很有興趣，并希望看到瀚海基因的儀器走向市場。”

　　賀建奎強調目前他們正努力解決這些問題。他說：“我們通過1000X的測序來彌補單次錯誤率高的不足。從測序癌癥基因與乙型肝炎病毒結果來[1]，我們的錯誤率已經接近Illumina和Thermo Fisher的水平。其中5X的測序準確性達到了100%。”中國正準備發布精準醫療計劃。據說在未來15年預算在600億元人民幣（91億美元）[2]。該計劃預計在今年春天正式啟動，目前全國各大醫院正在加緊建設精準醫學中心。

　　賀建奎估計，中國的臨床基因檢測市場每年將有2000萬的無創產前診斷，300萬癌癥panel基因檢測，2000萬遺傳病檢測，3000萬癌癥早期篩查，以及1000萬乙肝病毒檢測。他希望GenoCare能承擔一半的檢測任務。自2013成立以來，瀚海基因通過三輪融資和政府撥款已經獲得了1.2億元（約1830萬美元）資金。他希望在2017年GenoCare可以經由綠色通道申報，通過中國食品和藥品管理局的審批。

　　Weiner說：“我不確定他們是否比Illumina更便宜。但是它可以降低勞動力成本，因而能填補偌大的基因測序市場中的一片空白。”賀建奎認為自己的公司是一個三代測序儀提供商，其競爭者主要來自納米孔測序技術相關企業，如羅氏公司和Oxford Nanopore。”

　　李瑞強說：“有更多的選擇對測序服務商來說是一件讓人高興的事情。這是一個很熱的領域，Thermo/Life Tech、Illumina、PacBio和Qiagen公司都推出了新的測序儀器。我們希望看到更多的技術，這樣可以讓用戶針對特定的臨床應用選擇最適合他們的技術。”