全球最精准!第三代基因測序儀將在深圳量產

瀚海基因研發團隊核心成員與第三代基因測序儀合影留念。南方日報記者 朱洪波 攝

7月31日,南方科技大學(下簡稱“南科大”)“孔雀團隊”第三代基因測序儀重大成果發布會在深圳市民中心舉行。南科大生物系“80后”副教授賀建奎創辦深圳市瀚海基因科技有限公司(下簡稱“瀚海基因”),帶領科研團隊歷時3年艱苦攻關,自主研發推出的第三代基因測序儀GenoCare正式亮相,這是目前全球准確率最高且唯一定位用於臨床應用的第三代基因測序儀,這一成果讓中國基因測序技術不再依賴進口設備,可直接與英美比肩。

記者獲悉,目前瀚海基因已落戶羅湖區大梧桐新興產業帶,將在羅湖區建設生產線實現量產。隨著第三代基因測序儀的量產及運用,預計2019年左右,人們隻要花費約100美元就可測自己的基因信息,進而可進行疾病提前預防、干預,精准醫療、個人健康管理、飲食指導等。這比目前約1000美元的基因測序費用降低了近九成。

A GenoCare有多牛?

全基因組測序用時從一周降為一天

瀚海基因GenoCare第三代單分子測序儀7月31日在深圳揭開神秘面紗。該儀器在光學以及生化試劑方面取得了關鍵技術突破,可以直接讀取患者最原始的DNA或RNA分子序列,大大改善了臨床基因測序的成本、速度和質量。

帶有遺傳信息的DNA片段稱為基因。而基因測序,是指分析特定DNA片段的鹼基序列。資料顯示,第一代基因測序儀完成一個人的全基因組的價格是30億美元,一個人測一次基因序列相當於建了一艘航母﹔第二代基因測序儀測一個人的全基因組的價格降到1000美元,而且大幅降低了測序時間——從3年降為1周以內。目前佔據全球70%市場的美國illumina公司採用的就是第二代基因測序技術﹔而由賀建奎團隊研發的第三代基因測序儀,可在24小時內完成這一工作,量產后測序價格有望降到100美元。

“二代基因測序儀就像在白天中觀測螢火虫,必須要把幾百上千隻螢火虫匯集在一塊才能看到。”賀建奎介紹,GenoCare第三代基因測序儀的核心技術為單分子熒光測序,“我們是把背景變得漆黑,就像讓人在黑夜中輕鬆地找到那隻小小的發著微光的螢火虫。”此項技術使用全內反射熒光成像方法,能夠實現對單個熒光分子的檢測,無需PCR擴增,成本大幅度下降,在臨床使用時有巨大的優勢。

該儀器的性能及准確率如何?賀建奎教授團隊聯合中美兩國科學家團隊,協作使用Genocare三代測序儀對大腸杆菌測序。數據結果顯示,Genocare與測序行業龍頭美國illumina生產的MiSeq二代基因測序儀的一致性達到99.7%。Genocare通量(指單位時間內所能產生的數據量)和准確度(指測序結果的准確程度)兩個指標達到全球領先水平。這意味著瀚海基因GenoCare成為目前全球准確率最高的第三代測序儀,也是唯一定位用於臨床應用的第三代測序儀。

據介紹,目前基因測序設備及配套生物試劑基本上被國外企業壟斷,國內市場嚴重依賴進口,核心技術受制於人。此次瀚海基因成功研發第三代測序儀,不僅打破了國外的壟斷,而且憑借完整的自主知識產權,有望在全球市場佔據一席之地。同時將從源頭帶動深圳本地光學、精密機械、生物制劑等多個領域的發展,促進大數據、精准醫療和生物制藥企業的聚集,最終撬動上千億的產業鏈。

中國科學院院士陳潤生在發布會上表示,基因測序技術全球競爭激烈,瀚海基因能夠在此方面取得創新成果,非常不易,有其重大價值。陳潤生說,從第一代基因測序到現在,整個的測序的能力大大提高,成本大大降低。“歷史會記住人類遺傳密碼的發展,而測序儀是其核心的、不可或缺的設備。”

原中國科學院北京基因組研究所副所長於軍稱,在基因測序方面,之前中國是“跟跑”“並跑”,而瀚海基因第三代測序儀的問世,宣布中國在基因測序領域“領跑”時代的到來。

B 它將為人類帶來什麼?

你能否當宇航員或許隻需看看“基因身份証”

記者了解到,GenoCare今年初就有了700余台訂單,訂單來自美國、德國、日本以及我國的香港、台灣等地,目前採購者主要為大學、醫院、研究所。該儀器目前應用的幾大領域包括腫瘤早期診斷和用藥、新生兒遺傳疾病篩查、孕婦產前診斷、不明發燒發熱病原體檢測等。

賀建奎透露,目前GenoCare只是小批量試產,“我們正在羅湖區建設大批量生產該儀器的生產線,計劃年底建好,屆時將實現GenoCare的大批量投產以及三代測序儀的國產化。今年底我們就可以接受國內外醫院、科研機構的訂單,到明年初大家就可以享受三代測序儀帶來的福利。”

第三代基因測序儀GenoCare將帶給人們什麼?賀建奎介紹,未來隨著基因技術的推進、運用,人們隻要花費100美元就可以擁有一張基因身份証。“它包含你身上所有基因的信息,在醫院診斷、治療、用藥等方面都將從基因身份証中受益。未來體檢也將會針對人們的身體特點進行專門的檢測。”基因信息的運用未來也會非常廣泛,不僅可以對癌症等疾病進行預防、干預,還可進行精准醫療、個人健康管理、飲食指導等,進而幫助人們延長壽命。此外,還可進行藥物開發以及特殊人才的尋找等,“比如通過基因檢測,看看你適不適合做運動員、宇航員等。”

賀建奎希望未來5—10年,基因測序儀會像B超、X光機一樣,成為醫院裡常見的儀器。他們也將與臨床醫生以及科研學者共同努力,讓基因科技更好地服務人類醫療和健康。

記者了解到,目前瀚海基因已落戶羅湖大梧桐新興產業帶,這也是羅湖區引進的首個“孔雀團隊”,羅湖區將給予該企業產業空間、配套經費、人才等多方面的支持。羅湖區將以第三代基因測序儀和高端精密儀器作為產業牽引,結合基因測序檢測和細胞治療,打造從精准檢測到精准治療的全生命周期的閉合產業鏈,應用到如基因身份証、精准醫療、健康管理等諸多領域。為確保瀚海基因在生命健康領域繼續處於世界領先行列,還將建立瀚海研究院,布局基因測序產業和生命健康產業創新技術。

■延伸

解密瀚海基因“成長密碼”

第三代基因測序儀GenoCare,這個由中國科學家自主研發、全球領先的科研成果,猶如一匹“黑馬”,短短幾年間將深圳的基因測序技術帶向世界前沿。一個平均年齡28歲的團隊,是如何做到的?在31日的發布會上,賀建奎分享了瀚海基因的“成長密碼”。

“孔雀團隊”平均年齡28歲

我要做科學家,也要做企業家。新時代的教授,要從事科學研究,有原創的重大科研成果,同時也要把科研成果轉化成生產力,為社會創造價值。”在斯坦福大學求學時,賀建奎就這樣暗下決心。他的導師斯蒂芬·奎克是賀建奎的榜樣。斯蒂芬·奎克教授擁有美國“四院院士”的頭銜,不僅是世界上首個第三代單分子測序儀Helicos的發明人,還是一位擁有12家公司的著名企業家。賀建奎堅信,高校產學研可實現相互支撐、相互促進。

2012年完成斯坦福大學博士后研究員的工作后,賀建奎懷揣夢想,來到南科大工作。“如果不是南科大的海外人才引進制度,根本不會有我和瀚海基因,”賀建奎說道。不同於傳統高校,南科大創新體制機制,鼓勵教授創新創業。南科大支持教授每周有一天在企業服務,明確教職工可以獲得以職務發明及技術作價入股企業進行轉化收益的70%,給予了教授們充分的信心。

來到南科大后,28歲的賀建奎創辦了瀚海基因,在斯蒂芬·奎克教授的支持下,他重新研發第三代基因測序儀。“國內雖然有1000多家從事與基因相關工作的公司,但無一例外都是從美國買來基因測序儀。有朋友建議我把國外的技術抄一抄在國內賺錢,但我更想做點有意義的事情,讓中國有自己的基因測序先進技術,改變這一領域被歐美壟斷的情況。”賀建奎說。

然而,因為缺少社會資源和技術積累、測序儀研發技術難度大等原因,賀建奎瞄准的第三代基因測序儀項目在2013年啟動之初,並不被業界看好。面對挑戰,賀建奎沒有退縮,拉上幾位同學、好友開始創業。研發第三代基因測序儀最重要就是人才與技術,賀建奎學習硅谷模式,全球范圍聘請頂級科學顧問,通過各種游說,將測序儀研發領域擁有超過10年經驗的超級“大牛”囊括其中。這些顧問在研發方向方面,通過提供技術方案,解讀實驗數據,為初創公司提供了許多思路與幫助。

在深圳市及南科大的人才引進制度的保障下,瀚海基因在海內外廣泛招賢納士,目前瀚海基因已經建立起基因測序領域的頂尖人才高地,擁有博士12人,碩士24人。2016年,瀚海基因核心團隊成員還以排名第一的名次獲得了深圳市的“孔雀團隊”資助。賀建奎說,深圳重視對創新型科技企業的扶持,為其團隊研發出全球領先的技術提供了很大的幫助。

珠三角為精准醫療提供“沃土”

像很多初創企業一樣,瀚海基因的發展也經歷了坎坷。

“項目早期時並不被有些人看好,公司有兩次接近倒閉,賬上已經沒有錢了,我凌晨3點還睡不著覺。雖然有被投資人拒絕,但也有投資人支持我們。”賀建奎說,公司成立前4年,沒有任何銷售收入,得益於深圳風險投資活躍,他們得到了支持,才有了如今的成果。從最早的100萬元天使投資開始,經過5輪融資,瀚海基因已總共募集了2億元。利用充足的資金,賀建奎組建起一支高水准的研發團隊。

“珠三角的先進制造集群,是在美國都無法比擬的。”賀建奎說,精准醫療是一項專業綜合性和學科交叉性極強的產業方向,需要光機電一體化、電子信息、生物技術、大數據計算等多個產業技術的基礎作為支撐和保障,以深圳為代表的珠三角地區正是精准醫療產業發展的“沃土”。

基因測序是極其復雜交叉的高技術產業,瀚海基因一方面借助深圳乃至珠三角在醫療器械、先進制造、生物技術上已經具有的雄厚產業和人才基礎,另一方面也利用珠三角獨特的區位優勢從全球范圍內快速獲取所需要的產業資源。例如,GenoCare光學系統中的部分核心器件來自於日本和德國,測序芯片和微流控系統需要新加坡、美國的供應商提供支持,珠三角地區在地理、交通、物流等方面的優勢能夠保障外部資源以最快的速度滿足瀚海基因供應需求,“這對我們擁有自主知識產權產品,非常關鍵。”賀建奎說。

(責編:李士燕、牛攀)

(发布:)

;