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让基因测序为人人服务
作者:唐凤 发表时间:2017年07月03日

 

  近日,华大基因首发上市申请已获证监会通过,终于叩开了A股大门。华大基因素来有“基因界腾讯”之称,其主营业务是通过基因检测等手段,为医疗机构、科研机构、企事业单位等提供基因组学类的诊断和研究服务。

  华大基因上会,再次将基因测序产业推到前台。有分析显示,华大上市甚至能带动整个基因检测产业的发展,“让基因测序为人人服务”的梦想似乎不再遥远。但实际上,我国基因测序产业仍有很长的路要走。

  “目前,我国的基因测序市场还没完全打开。”国家千人计划专家、南方科技大学研究员、瀚海基因董事长贺建奎在接受《高科技与产业化》记者采访时表示,“这里的市场有多大,很大程度上取决于测序成本。”

  成本决定成败

  贺建奎提到,测序技术和大数据分析的发展使得精准医学成为可能,反过来,人们对健康的追求也推动了基因测序产业的发展。

  精准医学是指根据每个病人的个人特征量体裁衣式地制定个性化治疗方案。

  2011年,美国科学院、美国工程院、美国国立卫生研究院及美国科学委员会共同发出“迈向精准医学”的倡议。

  2015年1月,时任美国总统的巴拉克·奥巴马在国情咨文演讲中提出了“精准医学”计划,呼吁美国要增加医学研究经费,推动个体化基因组学研究,依据个人基因信息为癌症及其他疾病患者制定个体医疗方案。

  在我国,基因测序作为战略新兴产业的重要分支,也得到国家的支持,去年,发布的《关于促进医药产业健康发展的指导意见重点工作部门分工方案》,意在推动基因测序仪等体外诊断设备和配套试剂产业化发展。近期,《“十三五”生物技术创新专项规划》也聚焦基因测序,提出助力行业发展。

  “这些实际需求和利好政策无疑加速了基因测序行业发展。”贺建奎说。有分析报告显示,2011-2015年,基因测序全球市场增长速度惊人,根据Illumina公司的测算,基因测序的市场规模有200亿美元左右。

  而面对迅速发展的产业态势,降低测序成本成为各大企业的首要目标。“基因测序的价格以超摩尔定律下降,使得基因测序经济性推广成为可能。简单而言即成本越低,市场规模就越大,而高通量测序技术的研发则是成本降低的主导手段。”贺建奎说。

  测序技术已经发展了很长时间。1987年前后,自动化测序技术出现,产生第一代测序仪。“当时的测序费用十分高昂,测序个人基因需要10年30亿美元,很难有市场可言。”贺建奎提到。

  2000年到2003年,二代测序仪推出,使得人类全基因组测序成本降到1000美元以下。尤其是二代测序技术NGS的出现和推广,让测序成本开始加速下降。于是,二代测序技术凭借其高通量、低成本和高准确度取代第一代技术成为市场主流。“一部苹果手机的价格就能检测基因,这吸引了一部分特殊人群,包括孕妇、某些疾病的高危人群等。这部分人的比例约占总人口的4%~5%。”

  而第三代技术将主要基于单分子测序,目标是100美元做测序。“再往后就是免费测序,实现基因测序为人人服务,这样一来,市场面对的就是全国13亿人。”贺建奎提到。

  产业链有待补齐

  目前,基因测序市场的细分领域,包括了仪器、耗材、测序服务、数据处理、终端应用等多个方面。产业链则分为三大块,分别是上游测序设备和试剂耗材,中游的基因检测服务和信息分析,下游的终端用户。

  而我国基因测序产业主要聚集在中游,上游设备与耗材多依赖进口,产业链缺失。

  目前,仪器技术壁垒高且形成寡头垄断格局,二代测序市场主流测序平台主要是:Illumina、Life technologies、罗氏和PacBio。而前两家测序仪公司的全球市场占有率接近90%。

  在基因测序产业链上游,国内产品销售主要采取进口品牌贴牌注册和收购获取技术及产品等方式。

  “要想在上游取得成功,有几个关键要素。长期的技术积累,持续投入,以及必须有成体系的完整知识产权保护。”贺建奎告诉记者,而这些方面我国起步较晚,也相对落后。

  不过,在测序试剂、耗材、检测项目开发等领域,国内企业也已经有所布局,并取得一定发展。例如,2015年,贝瑞和康的基因测序仪(NextSeq CN500),以及胎儿染色体非整倍体检测试剂盒通过国家食品药品监督管理总局(CFDA)的批准。

  而瀚海基因则一直围绕第三代测序技术进行攻关。经过5年研发,推出单分子测序平台GenoCare。“在仪器、试剂、生物信息和化学等各方面,获得完整的知识产权,有50个国家专利、14个PCT专利。”贺建奎表示,这也是全亚洲首个第三代测序仪,已经获得CFDA备案。

  据介绍,GenoCare使用了该公司独有的全内反射荧光显微成像技术,不仅耗时耗材均大幅减少,而且不需要放大扩增(PCR),解决了实验室建库成本高且使用者操作难度大的问题。

  对于产业链中游而言,数据分析也是目前行业发展的瓶颈环节。高特佳投资集团执行合伙人李新颜曾提到,生物信息分析涉及的数据存储、解读、及共享是整个基因测序行业目前面临的难题之一。目前其市场份额基数较小,但蕴含巨大的市场潜力。

  贺建奎也指出,数据库是决定检测比对结果准确度和精确度的重要因素之一,但目前我国缺少全国性的政府支持的可信度高的开源大数据库,这在一定程度上制约了产业发展。

  此外,针对下游终端用户的有关工作也有待完善。基因测序的催化剂在需求,而落脚点在科普教育。

  “基因知识十分深奥和专业,因此学界、业界和政府相关部门有义务为民众普及相关知识。”贺建奎说,消费者认识的基因越多,想要发现已知或未知疾病机理的欲望就越强烈,就更倾向于寻求基因检测服务。

  贺建奎还指出,“我们也应呼吁行业自律。”例如,有些公司推出的天赋基因测试就是没有扎实科学依据的,有欺骗消费者的嫌疑。

  鹿死谁手未可知

  面对巨大的基因检测市场,各国企业纷纷上马第三代测序仪,期望抢占市场高地。

  而对于我国基因检测产业而言,群雄逐鹿的格局有望使其摆脱第一二代测序仪落后欧美10年的局面,有机会弯道超车。

  目前只有美国太平洋生物、英国牛津纳米孔和中国瀚海等公司在做第三代基因测序仪,这也让全球基因测序技术形成中美英“三足鼎立”格局。“目前鹿死谁手还未可知。”贺建奎笑道。

  另一方面,我国基因测序市场也有自己的优势。

  我国人口数量多,因此基因多样性也大,基因库更丰富。但迄今为止,大多数基因组研究都集中在有欧洲血统的白人身上,数据显示,全球基因组关联研究——将遗传性状与健康、疾病或耐药性模式联系起来的研究,多达81%的主要针对欧洲人。因此,这些结果可能并不完全适用于亚洲人。

  “我国人口占了世界总人口的1/4,但针对华人的基因数据研究却远低于欧美人口。因此,将来对基因测序的需求也相对较高。”贺建奎说。

  2017年,Illumina将全基因组测序成本降低到800美元,整个基因领域都为之振奋。无疑,基因测序成本会随着技术进步不断下降。而这反之将进一步推动基因测序的普及。

  此外,服务产品也将更深入到农业、健康等各个领域。“我们的目标简单来说就是让更多人享受到科技进步的福利。”贺建奎说。

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