经济学人:基因组数据管理下一个风口
实现基因组疗法的巨大潜力既是商业项目也是科学项目。随着人们开始采集并筛选基因组数据,基因金矿逐渐显露,但“淘金”工作规模宏大且极其复杂。新技术还在加剧测序行业的竞争,大型制药公司和云计算企业也希望从人类基因组这一海量数据库中找到新的发展模式。
关于碱基的一切
新公司注目管理基因组数据的机遇
长久以来,解读人类基因组的计划都承诺会彻底改变疾病诊断、药物设计甚至行医的方式。如果有了解读人类基因信息的能力,从预测哪种药会对某位病人有效,到确定某人罹患疾病的可能性,这一切都有望成为可能。
基因组信息已经改变了一些医疗实践。测序改进了筛检胎儿是否患有唐氏综合症的方法,使其从有风险的侵入性检查,变成通过母体血样就可检测出胎儿的DNA异常。今后这种方法也将扩展到其他遗传病和医疗应用,其中一个有希望的领域是治疗某些癌症。通过验血检测肿瘤的基因变化,药物失效时医生就能更早发现。前景如此光明,已经有人预测,到2022年这类“液体”活检可能会成为价值110亿美元的生意。
实现基因组疗法的巨大潜力既是商业项目也是科学项目。它能依赖的公司很少,但数目却在不断增加。这些公司竞相用更便宜的方法得出数据,更快地进行分析,更安全地存储并且将其全部转化成有用的信息。
事实证明这些任务比预想的更困难。随着人们开始采集并筛选基因组数据,基因金矿逐渐显露。然而,创建并使用这一信息洪流的工作规模宏大且极其复杂。每一套人类基因组数据都有约100吉字节,采集的总量每七个月增加一倍;到2025年它需要的存储空间比地球上所有的YouTube视频加起来还要多,也超过天文学家从太空获取的所有信息。
有家值得一提的公司位于这一新生的基因组数据行业的中心。位于加州圣迭戈的Illumina是基因信息测序仪器的主要供应商。它的统治地位以及在降低成本上起到的作用(见图表)堪比Intel对芯片制造的掌控。根据市场调查公司“研究与市场”(ResearchandMarkets)的数据,2015年在这一价值33亿美元的市场中,Illumina占据了70%的份额。目前它的客户主要是研究人员,随着客户范围向医疗从业人员扩展,到2020年这一市场可能会增至120亿到200亿美元之间。
但并没有什么能够保证Illumina会继续统领市场。位于加州门洛帕克(MenloPark)的太平洋生物科学(PacificBiosciences)也研发出一款类似用途的仪器。这款仪器在某些任务上完成得比Illumina更好,因此十分畅销。Illumina的另一个竞争对手是马萨诸塞州沃尔瑟姆(Waltham)的赛默飞世尔(ThermoFisher)。该公司的仪器应该会更受诊所青睐,因为它操作更简单,而且能更有效地瞄准那些人们可能最感兴趣的序列。
有孔,有钱
新技术对Illumina和它目前的竞争对手都构成了威胁。英国一家小公司“牛津微孔”(OxfordNanopore)开创出一种新的测序方法。它让DNA通过微小的孔,当不同的分子“字母”或碱基通过时,微孔电阻的变化便会被记录下来。现有的方法是给DNA的四个字母标上不同标志,然后读出标签的顺序。
现在使用微孔来确定DNA序列还没有使用标记那么准确,但这种方法可以把测序仪做得小巧、便携并且可以更快读出数据;有朝一日它也许会带来一些新的服务,例如实地诊断以及现场检测感染。尽管尚不清楚这种技术能否加入整个人类基因组测序行业的竞争,但这条英国小鱼看来的确搅动起了波澜。今年2月Illumina提出两起诉讼,控告该公司专利侵权。
一旦被测序,基因数据就成为了其他商业公司的原材料。弄懂所有这些数据便成为了一个蓬勃发展的活动领域。克雷格?文特尔(CraigVenter)是基因组学的先驱,也是同样位于圣迭戈的人类寿命公司(HumanLongevityInc,HLI)的老板。他正在整合最大最全的基因组和临床数据的数据库,希望通过这一数据库寻找新药的靶标。
了解一种疾病或紊乱的基因基础对于确定解决这些问题的疗法来说至关重要。基于这一点,HLI最近和英国制药公司阿斯利康(AstraZeneca)签下一份为五十万基因组测序的十年协议,据报道价值数亿美元。为新药寻找靶标潜力巨大,因此文特尔认为HLI可能有一天会转型成为制药公司。
制药公司竞相为药物找寻有希望的靶标,这可能会促成更多这样的合作,因为制药厂想要拿到数据,帮它们改善药品的研发储备。确实,在另一个交易中,包括艾伯维(AbbVie)、百健(Biogen)、罗氏(Roche)、武田(Takeda)和葛兰素史克(GSK)等在内的十家公司,都与一家名为GenomicsEngland的公司建立了伙伴关系。该公司由英国政府成立,为十万名患者的基因组测序。
基因组数据不但需要存储,更需要分析,这就要依靠云计算公司。文特尔说他的公司每月会向亚马逊支付一百万美元的计算和存储费用。现在这还不算一门大生意,但它在不断发展。有预测称,随着数字信息量的持续增长,到2018年云计算公司收取的费用估计可达每年10亿美元。包括亚马逊和谷歌在内的公司正在争相成为首选的管理基因组序列的平台。
云公司招揽生意的方式之一是同时提供弄懂数据的工具。2月微软宣布与SpiralGenetics合作,该公司已经研发出管理并分析基因组序列的方法。5月华为发布中国精准医学云平台,并采用了分析公司明码生物科技提供的工具,可以一次性分析数千组完整的人类基因组。许多别的公司也在提供种种方式来分析云端数据,其中包括DNAnexus、SevenBridges和Illumina旗下的BaseSpace。
基因测试越来越便宜,这也带来了新的机遇。位于旧金山的Invitae已经在试图将自身打造成基因组测序界的亚马逊,它让订购医学级测试的流程变得非常简单便宜,使得测试基因遗传疾病就像网上买书一样便捷。基因测试在医学范畴之外也有广泛的应用。例如,基因组测序可以用来检查食物能否安全食用,也可以用来打击野生动物非法贸易,或者用来监控抗生素耐药性的蔓延情况。
但是利润不一定会很快增长。医疗保健提供商和政府无疑是大买家,不过在花钱采购新型测试上,它们也是出了名地迟缓。如要开展直接面向消费者的基因测试生意,需要说服个人相信这样的测试值得做,并且让监管者确信这些测试安全又准确。一直以来基因组学都有着无限光明的前景,然而实际操作起来却又困难重重。这一点将来也不会改变。
本文来源于:经济学人集团
欢迎关注中科紫鑫人事招聘相关信息:http://www.ngscn.com/index.php/Job/employ