腫瘤基因專家致力挖掘單細胞大數據潛能

　　近年來，隨著測序技術的迅猛發展，單細胞測序技術已逐漸走入人們視野。2013年，單細胞測序技術成為《自然》評選的“Method of the Year”。大多數的基于NGS的基因檢測，都是在大量細胞宏觀水平上，對整個細胞群進行遺傳分析。單細胞測序技術則是在單個細胞的水平上，對其遺傳物質進行檢測，從而從更精細的水平觀察突變如何協同作用來驅動疾病。因而，相較于常規的基因檢測，單細胞測序可以獲得更為龐大的細胞遺傳信息。

　　但在單細胞測序領域，如何對這些龐大的細胞遺傳信息進行分析仍是一大難題。以免疫細胞T細胞為例，單細胞測序技術可以發現T細胞亞群、不同的T細胞狀態、不同細胞亞群的異質性及其潛在效用。這些細胞信息都需要通過生物信息學工具進行分析、整合，才能充分發揮單細胞測序的優勢，對龐雜的細胞遺傳信息進行更深入的了解。

　　百奧智匯致力于單細胞測序技術和生物信息技術研究，通過與醫院、科研機構以及制藥公司合作，挖掘單細胞基因組學和生物信息學在人類疾病診斷和治療上的應用。

　　“生物信息學+單細胞測序”賦能疾病診療

　　百奧智匯成立于2018年，創始人張澤民博士曾任羅氏生物信息部門首席科學家，在生物信息領域有著20多年的沉淀，同時他也是國際知名的腫瘤基因組學專家，擁有超過60多項美國ZL和多項歐洲ZL。

　　公司的核心團隊成員擁有基因組學、生物信息學、ICT以及投資等專業背景。此外，公司擁有中科院院士、北大終身教授在內的科學顧問委員會為公司研究提供支持。委員會成員包括中國理論生物學、生物信息學和非編碼RNA研究的先驅學者陳潤生院士，陳院士曾參與人類基因組1%和水稻基因組工作草圖的研究。

　　單細胞測序技術應用廣泛，對疾病診斷和治療、臨床試驗乃至臨床前試驗都具有重要意義。例如，醫院往往具有珍貴臨床樣本，單細胞測序技術可以對這些樣本進行更深入的數據挖掘和分析，為疾病診斷、治療提供指導。以腫瘤為例，傳統的腫瘤基因研究往往把特定部位的腫瘤當做一個單一的組織，從而尋找疾病相關的基因突變，或者基因表達量的變化。而利用單細胞測序技術可以實現對腫瘤更深層次的理解，甚至超越現有人們對腫瘤研究的認知。

　　對于單細胞測序研究以及生物信息學分析，張澤民博士頗有心得。“腫瘤的組織不是單一的，而是內部結構極為復雜的混合體，在這個混合體中可能只有一些微量的個體細胞發生病變。”張澤民博士解釋道，“腫瘤微環境中具有異質性的各種腫瘤細胞和免疫細胞，這些少量或者單個的細胞的病變從腫瘤組織層面來看是微小的，很可能被湮沒在大量其他細胞中，但在單細胞層面可能是巨大的變化。

　　因此，如果不能在單細胞層面對腫瘤進行理解，并應用生物信息學手段分析這些數據，就不能發現疾病治療相關的靶點、生物標志物，也不能準確理解疾病的本質。

　　當然，單細胞測序技術并不局限于腫瘤診療的應用。研究表明，許多疾病例如心臟病、糖尿病、腦積水、關節炎和自身免疫疾病等，往往與少量細胞的病變密切相關。

　　此外，應用生物信息學手段對單細胞測序數據進行分析，可以挖掘目前的試驗與已發表文獻試驗的數據相關性，幫助研究人員對動物模型、體外試驗的動物細胞數據進一步深入理解。例如，面對藥物刺激時，這些動物模型體內哪些細胞發生了變化？是否有新的細胞亞型產生？新產生細胞亞型的基因表達與體內原有細胞表達有哪些差異？這些問題可以通過單細胞測序手段進行分析。

　　一體化單細胞測序分析服務，提高科研效率

　　“我們不僅僅提供單細胞數據產生服務，也提供生物信息科研服務。”張澤民博士告訴動脈網記者，公司面向科研機構、醫院和制藥企業等提供一體化單細胞數據產生及分析服務。公司采用業界尖端的高通量單細胞測序儀器，可以突破傳統低通量單細胞測序一次只能處理一到十個細胞的局限，實現同時成千上萬個單細胞水平的基因測序。

　　生物信息科研服務為科研機構、醫院等提供單細胞數據分析解決方案，為不同分析需求的客戶提供各類單細胞基因組學分析服務。其中，既包括幫助客戶識別功能性細胞亞群的基礎分析服務，也包括稀有細胞亞型識別、細胞譜系追蹤、單細胞細胞間相互作用分析等定制分析服務。這也是百奧智匯的核心業務方向和特色服務。

　　在多年的研究中，公司研發團隊自建了行業領先的單細胞基因組數據庫，庫中儲存了100多個單細胞研究數據集。其中包括不同癌種之間免疫細胞種類、狀態、相互關系，以及細胞內部表達的特殊基因等數據。“單細胞數據產生和單細胞數據分析往往存在脫節，我們希望通過生物信息學工具和已有的研究成果，加速單細胞研究。“張澤民博士表示。

　　此外，百奧智匯也致力于開發更多的科研工具加速單細胞數據分析，科研工具開發主要是兩個方向，一是生物信息工具開發，包括數據可視化、不同樣本之間聯系分析的相關工具；二是數據整合分析工具，通過將不同的已知單細胞數據匯總，發掘不同研究數據的相關性。”張澤民博士解釋道。

　　2019年6月，百奧智匯完成IDG資本的A輪投資。資金將用于推進單細胞基因組研究，特別是建立單細胞大數據平臺、智能分析流程和深度解決方案。張澤民博士表示，單細胞研究從樣本制備、高通量測序，到數據庫建立的時間在技術成熟、儀器完備的情況下可能僅需一周的時間，但數據分析可能耗時數月甚至數年。百奧智匯憑借其單細胞數據生物信息分析的豐富經驗，可以提高科研人員效率，根據分析課題的難易程度，將分析時間縮短為數周或者數月。

　　目前，百奧智匯在免疫類疾病的單細胞研究數據已取得了一定的成就，研究成果發布在《Nature》、《Cell》、《Nature Medicine》等知名期刊雜志中。

　　談及未來單細胞測序的發展，張澤民博士笑談：“盡管現階段單細胞測序尚未普及，但隨著測序成本降低，人們也將逐漸意識到單細胞測序作為一種全新的方法看待疾病，在疾病診療的巨大潛力。未來五年，單細胞測序也將迅猛發展，助力發現新的治療靶標、制定新型治療策略。”