編者按：2022年，在元宇宙、AI、量子等眾多前沿領域，不僅有大廠和創(chuàng)業(yè)公司，還有更多傳統(tǒng)機構也蜂擁而入。無論是大洋彼岸的Roblox、Meta，還是身邊的AR、VR、腦機、算力，各種概念和產(chǎn)品層出不窮。前沿科技領域卷起的商業(yè)旋風，正從上游加速傳導下游，通過由虛入實場景化應用，匹配真實需求與未來世界，在彼此細分的商業(yè)賽道上大浪淘沙，這究竟是一個醞釀巨大機會的“新風口”，還是看破不說破的商業(yè)謊言？

今年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎頒給了瑞典科學家斯萬特·帕博，以表彰其“在已滅絕的人類基因組和人類進化方面的發(fā)現(xiàn)”。“已滅絕的人類基因組”聽起來遙遠，但斯萬特·帕博在這一發(fā)現(xiàn)上借助的“基因測序”技術已圍繞人們身邊。

就算沒檢測過，也一定聽過孕婦無創(chuàng)產(chǎn)前基因篩查、腫瘤患者用藥檢測等名詞，都是運用了基因測序技術。以基因測序為代表，衍生了基因療法等系列醫(yī)學外延，這些基因解決方案經(jīng)歷過不可逾越的困境，又在不同疾病領域獲得成功，在困境中點燃了希望。無論是基因測序的無限遐想，還是基因療法的可能與不可能，但至少選擇更多了。

【資料圖】

病理微觀到分子層面

基因（Gene）在醫(yī)學百科里的釋義是指攜帶有遺傳信息的DNA序列。從重大疾病診斷到遺傳病篩查，基因檢測正走進人們的生活。

一家基因測序公司相關負責人對這點也有感觸，前兩日在外出差的他，看到機場的宣告牌貼上了一些與產(chǎn)前、寵物基因檢測相關的內(nèi)容，不禁感慨，“基因檢測慢慢地走進人們?nèi)粘Ｉ钪辛?rdquo;。

有準媽媽的家庭一定對基因檢測不陌生，在嬰兒出生前檢查可能存在的遺傳病，比如唐氏綜合征、先天性心臟病、神經(jīng)管缺陷、地中海貧血等，這需要借助基因檢測的手段。

盧煜明被譽為無創(chuàng)DNA產(chǎn)前診斷之父。在牛津大學做醫(yī)學生時，盧煜明知道孕婦要做很多檢查，有一項是抽胎兒羊水做監(jiān)測，但這項手術有0.5%的流產(chǎn)風險。1997年，盧煜明在母體血液里檢測到胎兒的DNA，這一發(fā)現(xiàn)被發(fā)表在醫(yī)學期刊《柳葉刀》上，也成了盧煜明的成名作。

因開發(fā)了無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測技術（NIPT），盧煜明使得全球90多個國家的數(shù)百萬孕婦不用再羊水穿刺，無需創(chuàng)傷就可進行產(chǎn)前胎兒基因檢測。2022年9月，被譽為諾貝爾獎“風向標”的拉斯克獎公布，盧煜明獲得拉斯克臨床醫(yī)學研究獎。

2022年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎也與基因科學有關。“盡管我熱衷PCR（多聚酶鏈式反應技術），但是參照凱利·穆利斯的方案并非易事。他的方案包括把DNA放到98℃的水浴中加熱，使DNA雙鏈分開，之后放到55℃水浴中冷卻，讓合成引物與目標序列結合，接著加入熱敏感的酶，在37℃的水浴中孵化混合物，合成新的鏈。”這是《尼安德特人》著作中對少量木乃伊和袋狼樣品提取DNA的描述。

2022年10月3日，“2022年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎”獲獎名單在瑞典首都斯德哥爾摩卡羅琳醫(yī)學院揭曉，瑞典科學家斯萬特·帕博獲得獎項，以表彰他在“關于已滅絕人類基因組和人類進化的發(fā)現(xiàn)”方面的貢獻。斯萬特·帕博正是《尼安德特人》的作者。

從醫(yī)學角度，基因檢測是更微觀的一種體現(xiàn)。業(yè)內(nèi)人士給北京商報記者打了個比方，“基因檢測實際上不再是用肉眼，而是通過測序儀進行數(shù)字化的方式，將病理微觀到一個分子的層面。舉例來說，一個人發(fā)燒，可以看到他臉發(fā)紅或者感受到臉發(fā)燙，但通過基因檢測的方式，便可以知道他發(fā)燒的原因是什么，比如是不是免疫系統(tǒng)的一些炎癥因子活躍導致。這也就是說，基因檢測可以讓我們了解到具體是基因的何種變異導致了異變”。

人類基因組計劃的啟動

如果要描述國內(nèi)基因測序的發(fā)展階段，諾禾致源首席科學家田仕林認為，基因測序技術現(xiàn)在已進入產(chǎn)業(yè)規(guī)?；瘧秒A段。

1999年9月9日，為了承擔“人類基因組計劃1%”的任務，汪建、楊煥明、于軍、劉斯奇四人共同創(chuàng)辦華大。據(jù)了解，“人類基因組計劃”是由6個國家、16個中心共同參與的大科學計劃，中國科學家承擔其中1%（約3000萬對堿基）的測序任務。

人類基因組計劃推動了高通量測序技術的快速發(fā)展。“20年期間，測序技術經(jīng)歷了三代技術迭代，無論在測序周期、測序成本和測序通量上，都是遠超摩爾定律的發(fā)展規(guī)律”。據(jù)田仕林介紹，在早期只有第一代測序技術之時，人類基因組計劃耗資30億美元才獲得了大部分的人類基因組信息，目前，完成一個人類的全基因組測序只需要不到1000美元即可完成。

“基因測序是一種新型的基因檢測技術。”齊碳科技聯(lián)合創(chuàng)始人謝丹在接受北京商報記者采訪時表示，“我們身體的細胞里有一套基因天書，閱讀和解碼這本天書需要借助于相關基因測序儀器?；驕y序能夠從唾液、血液、組織液等樣本中，分析測定基因全序列，進而鎖定個人病變基因，預測罹患多種疾病的可能性，廣泛應用于疾病早篩、新生兒遺傳病檢測診斷和疾病輔助診斷等醫(yī)療健康領域。”

以病原檢測為例，謝丹給北京商報記者舉了個例子，基于公司的QNome測序平臺研發(fā)的宏基因組病原檢測解決方案可快速、穩(wěn)定檢出病原，從檢測樣本到出報告，可將時間由原來的12個小時以上縮短至6-8小時，抓住搶救生命的黃金時間。

華大、諾禾致源以及齊碳科技分別代表了基因測序產(chǎn)業(yè)鏈上的不同環(huán)節(jié)?？v觀整個行業(yè)，基因測序產(chǎn)業(yè)鏈上游以基因測序儀及耗材生產(chǎn)研發(fā)商為主，以華大智造、齊碳科技等為代表，諾禾致源則代表了基因測序產(chǎn)業(yè)鏈上的中游環(huán)節(jié)，提供基因測序和數(shù)據(jù)分析服務。下游則以醫(yī)院、科研院所、高校、企業(yè)應用等為主，他們所從事的更多是基礎科研、臨床應用等工作。

2011年初，諾禾致源成立，旗下業(yè)務涵蓋了生命科學基礎科研服務、醫(yī)學研究與技術服務、建庫測序平臺服務。“諾禾致源圍繞基因科技產(chǎn)業(yè)的上中下游，通過不斷創(chuàng)新研發(fā)，形成產(chǎn)業(yè)內(nèi)最全面的生命科學產(chǎn)品”，田仕林表示，諾禾致源2020年3月面向全球推出高通量測序（NGS）領域多產(chǎn)品并行的柔性智能交付平臺——Falcon，F(xiàn)alcon集成了66臺精密設備，進一步優(yōu)化NGS測序流程，實現(xiàn)從樣本提取、檢測、建庫、庫檢、文庫 pooling 及生物信息分析的全流程智能化作業(yè)。相比人工協(xié)作、單環(huán)節(jié)人機半自動傳統(tǒng)產(chǎn)線，F(xiàn)alcon產(chǎn)品周期平均壓縮60%。

以測序技術更迭為代表的產(chǎn)業(yè)上游變化也推動著行業(yè)發(fā)展。2021年12月，上游國產(chǎn)廠商齊碳科技宣布其成功研發(fā)出第一款商業(yè)化納米孔測序儀QNome-3841。納米孔測序作為全球最新一代的基因測序技術，具有Mb級長讀長、速度快、實時輸出測序結果、操作精簡、小巧便攜等特點，可開拓更多應用場景。

今年9月，華大智造成功登陸科創(chuàng)板，旗下超高通量基因測序儀——DNBSEQ-T7共同參與“鳴鑼開市”儀式，該測序儀每天可以完成60個人的全基因組測序。

競速單分子測序技術

無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測技術只是基因測序行業(yè)的一個應用場景，基因測序在藥物研發(fā)以及靶向治療，乃至于農(nóng)業(yè)育種等方方面面都有可發(fā)揮的潛力。隨著政策利好的發(fā)布，基因測序行業(yè)也將迎來進一步發(fā)展。

據(jù)BCC Research數(shù)據(jù)，2021年，全球基因測序市場規(guī)模約為157.22億美元，其中中國市場的這一數(shù)據(jù)為15.9億美元。BCC Research預測，到2026年，中國基因測序市場將增長至42.35億美元，年復合增長率約為21.6%。

上述產(chǎn)業(yè)規(guī)模有望加快實現(xiàn)。發(fā)改委于2022年5月印發(fā)的《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》提到，要加快發(fā)展高通量基因測序技術，推動以單分子測序為標志的新一代測序技術創(chuàng)新。

“單分子測序屬于第三代測序技術，即長讀長測序，其最大的優(yōu)勢就是能夠產(chǎn)生更長的DNA序列，這為物種基因組序列圖譜準確構建和精準檢測基因組遺傳結構變異提供了堅實基礎。特別是，單分子測序技術的準確性、通量和成本也逐漸優(yōu)化改良，開始廣泛應用于生命科學研究領域。”田仕林認為，“《“十四五”生物經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》政策的發(fā)布將帶來產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大。”

以單分子測序為代表的三代測序技術已逐漸成熟，其更大規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)化應用將在2023年陸續(xù)展開。田仕林認為，“目前，單分子測序技術已逐漸成熟，但其規(guī)?；瘧眠€低于二代短讀長測序技術。政策對上游而言，是思考如何通過技術創(chuàng)新將成本降低，投入規(guī)?；褂?。對中游而言，則是如何利用單分子測序技術形成更多的產(chǎn)品。以醫(yī)學臨床為例，二代短讀長測序技術可以準確地檢測較小的遺傳突變，用于醫(yī)學診斷指導。而對于基因大結構變異，長讀長的單分子測序技術是首選技術”。

伴隨新一代測序技術創(chuàng)新的重要性上升至國家戰(zhàn)略層面，謝丹認為，這個政策無疑是起到了行業(yè)發(fā)展加速器的作用，國產(chǎn)測序技術的發(fā)展空間也將更加廣闊，一方面，政策吸引越來越多的人才和資本等創(chuàng)新資源進入這一行業(yè)，推動行業(yè)快速發(fā)展；另一方面，也催生了更多國產(chǎn)化需求，國產(chǎn)品牌憑借地緣優(yōu)勢，迎來新的一輪增長機遇。

從全球市場來看，目前基因測序行業(yè)設備及試劑耗材提供商主要包括華大智造與Illumina、ThermoFisher、Pacific Biosciences和Oxford Nanopore等，其中Illumina和ThermoFisher等企業(yè)使用的高通量測序技術合計擁有超90%的全球市場份額。

國產(chǎn)測序儀企業(yè)的出現(xiàn)有望打破這一市場格局。在上游賽道，除了前述的華大智造、齊碳科技外，2015年，由北京大學謝曉亮院士、黃巖誼教授、陳子天博士團隊創(chuàng)立的賽納生物科技（北京）有限公司，落戶北京亦莊經(jīng)濟開發(fā)區(qū)。其研發(fā)的創(chuàng)新性高通量基因測序平臺具有完全自主知識產(chǎn)權，是中國本土的原創(chuàng)測序技術。

技術國產(chǎn)化對商業(yè)公司帶來的直接好處是成本降低，規(guī)?；瘧酶唵巍Ｓ行袠I(yè)人士稱，無論是政策，還是資本資源，抑或者技術積累方面來看，基因測序技術的國產(chǎn)化土壤已經(jīng)形成。

基因測序已經(jīng)從“醫(yī)食住行”多方面滲透進人們生活。2018年，諾禾致源與四川農(nóng)業(yè)大學合作分析了201個野生和栽培土豆品種的基因組變異。經(jīng)過測序分析，共獲得600萬個高質量SNP(單核苷酸多態(tài)性)，這一研究發(fā)現(xiàn)為后續(xù)培育高產(chǎn)、高質量、抗逆性強的優(yōu)質土豆品種提供了基因資源。

“任何一項技術都是與人息息相關，醫(yī)學檢測、分子育種、合成生物……”田仕林認為，基因測序的未來將圍繞上述幾大應用場景徐徐展開。

北京商報記者 姚倩

標簽： 基因測序 基因技術 科技大賞