高通量第二代基因測(cè)序儀實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)設(shè)備“零的突破”

今年6月初，在北京舉辦的國(guó)家“十二五”科技創(chuàng)新成就展上，“深圳智造”的科技創(chuàng)新產(chǎn)品備受矚目。其中，由深圳華因康基因科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱“華因康”)研發(fā)的國(guó)內(nèi)首臺(tái)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高通量第二代基因測(cè)序儀，填補(bǔ)了我國(guó)臨床高通量基因測(cè)序儀的空白。

談到基因測(cè)序，很多人第一反應(yīng)是“科學(xué)前沿”“實(shí)驗(yàn)室成果”，似乎離人們的生活還很遙遠(yuǎn)。事實(shí)上，用千元人民幣、僅需10小時(shí)，人體內(nèi)的基因信息即可被“翻譯”出來(lái)。

“通過(guò)對(duì)血液或者組織中微量DNA的高通量深度測(cè)序解析，10個(gè)小時(shí)后即可獲得個(gè)人基因信息報(bào)告，醫(yī)生可據(jù)此輔助診斷疾病，來(lái)進(jìn)行個(gè)性化的治療，個(gè)性化的用藥，這就是精準(zhǔn)醫(yī)療最關(guān)鍵的核心技術(shù)?！比A因康創(chuàng)始人盛司潼如此解釋基因測(cè)序技術(shù)帶來(lái)的影響。隨著腫瘤發(fā)病率逐年上升，以基因測(cè)序技術(shù)為基礎(chǔ)的精準(zhǔn)醫(yī)療越來(lái)越成為預(yù)防、治療腫瘤的重要手段。

2011年3月，作為首批廣東省引進(jìn)的海外創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)成員，盛司潼帶領(lǐng)的“高通量基因測(cè)序系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)”也成為深圳市首批引進(jìn)的“孔雀團(tuán)隊(duì)”之一，該團(tuán)隊(duì)致力于將基因組學(xué)的前沿科研成果轉(zhuǎn)化為可臨床應(yīng)用的基因檢測(cè)技術(shù)。2014年12月，由該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)生產(chǎn)的國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品、中國(guó)首創(chuàng)的高通量基因測(cè)序儀HYK-PSTAR-IIA，獲得國(guó)家食藥總局醫(yī)療器械注冊(cè)證，成為我國(guó)精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域第一款基因測(cè)序儀，打破了美國(guó)在基因測(cè)序行業(yè)長(zhǎng)期高價(jià)壟斷的局面。

如今，華因康已在全球擁有5個(gè)研發(fā)生產(chǎn)基地，7條成熟的產(chǎn)品線，其基因測(cè)序儀在華中、華南、華東、華北、西北等地的市場(chǎng)已經(jīng)陸續(xù)鋪開(kāi)，且已與上海瑞金醫(yī)院、浙江省腫瘤醫(yī)院等數(shù)十家醫(yī)療機(jī)構(gòu)密切合作，推廣國(guó)產(chǎn)基因測(cè)序系統(tǒng)在我國(guó)臨床上的應(yīng)用。

產(chǎn)品面世

打通科研成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”

2008年1月，作為國(guó)家首批“千人計(jì)劃”入選者，盛司潼結(jié)束了其在美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)的科研工作，帶著自主研發(fā)的高通量基因測(cè)序?qū)＠夹g(shù)回國(guó)，在深圳創(chuàng)立了華因康。

20世紀(jì)末，人類基因組計(jì)劃花費(fèi)30億美元破解人類生命密碼，而高通量基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，使得測(cè)序價(jià)格進(jìn)入千美元基因組時(shí)代。然而，在2008年前，基因測(cè)序設(shè)備制造在國(guó)內(nèi)尚屬空白，我國(guó)上游基因測(cè)序設(shè)備和耗材供應(yīng)基本上為外資企業(yè)所壟斷，關(guān)鍵技術(shù)長(zhǎng)期掌握在以Illumina、ThermoFisher為代表的歐美基因測(cè)序設(shè)備及試劑耗材生產(chǎn)商手上。

早在2003年，盛司潼就開(kāi)始了基因測(cè)序設(shè)備的研發(fā)。在高強(qiáng)度技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，公司成立的第一年，華因康就推出了第一代高通量基因測(cè)序儀，在國(guó)內(nèi)引起轟動(dòng)。因?yàn)檫@臺(tái)測(cè)序儀，華因康公司一夜成名，很快被科技部選定為“中國(guó)企業(yè)創(chuàng)新基金重點(diǎn)項(xiàng)目承擔(dān)企業(yè)”。此后幾年，盛司潼及其團(tuán)隊(duì)就一直進(jìn)行測(cè)序平臺(tái)的優(yōu)化和改良，讓它更適用于臨床。

創(chuàng)業(yè)期間，由于研發(fā)費(fèi)用大，盛司潼也曾想過(guò)靠直接購(gòu)買(mǎi)國(guó)外的產(chǎn)品做基因測(cè)序服務(wù)來(lái)盈利，但一想到自己的技術(shù)已處于國(guó)際前沿，且中國(guó)基因測(cè)序設(shè)備和試劑必須要有自己的基因測(cè)序平臺(tái)，他一直堅(jiān)持著。幸運(yùn)的是，這期間得到國(guó)家“863計(jì)劃”等項(xiàng)目的大力支持。2010年，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)獲得首批“廣東省引進(jìn)海外創(chuàng)新科研團(tuán)隊(duì)”稱號(hào)。2011年3月，盛司潼帶領(lǐng)的“高通量基因測(cè)序系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)”成為深圳市第一批引進(jìn)的“孔雀團(tuán)隊(duì)”之一，獲得深圳市政府3000萬(wàn)元的財(cái)政資助。

“這5年里，我們團(tuán)隊(duì)最大的成果就是從創(chuàng)新科研走到臨床應(yīng)用，打通了從科研到產(chǎn)業(yè)鏈這條路。”盛司潼說(shuō)。2014年12月，由其團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)生產(chǎn)的國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品、中國(guó)首創(chuàng)的高通量基因測(cè)序儀HYK-PSTAR-IIA，獲得國(guó)家食藥總局三類醫(yī)療器械注冊(cè)證，其科研成果轉(zhuǎn)化的“最后一公里”被打通。而該測(cè)序儀填補(bǔ)了中國(guó)臨床高通量基因測(cè)序儀的空白，為國(guó)內(nèi)生物基因的應(yīng)用帶來(lái)變革，并帶動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

2015年10月，臨床型基因測(cè)序儀HYK-PSTAR-IIA正式上市。值得注意的是，這臺(tái)基因測(cè)序儀也是目前我國(guó)批準(zhǔn)的唯一一款擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的臨床型二代基因測(cè)序儀。據(jù)了解，目前國(guó)內(nèi)具備生產(chǎn)測(cè)序儀能力的有三家公司，為華大基因、華因康基因和中科紫鑫。華大基因2013年收購(gòu)了CG，并于2014年和2016年分別推出BGISEQ-1000和BGISEQ-500測(cè)序平臺(tái)，其通過(guò)“購(gòu)買(mǎi)”方式進(jìn)入基因測(cè)序設(shè)備制造領(lǐng)域。中科紫鑫已經(jīng)發(fā)布了BIGIS測(cè)序儀，但仍未獲得國(guó)家食藥總局的醫(yī)療器械注冊(cè)證。

“曾經(jīng)有人做過(guò)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)科研成果轉(zhuǎn)化率不到10%，一些高大上的科研技術(shù)轉(zhuǎn)化比較難，但是我們的團(tuán)隊(duì)在深圳這個(gè)創(chuàng)新的大環(huán)境下，經(jīng)過(guò)7年努力，終于走通了科研轉(zhuǎn)化這條路，讓科技走入人們的生活?！笔⑺句f(shuō)。

據(jù)介紹，與目前國(guó)內(nèi)外的二代基因測(cè)序儀相比，HYK-PSTAR-IIA高通量基因測(cè)序儀專為臨床設(shè)計(jì)，尤其重視臨床應(yīng)用中測(cè)序周期、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、檢測(cè)成本、設(shè)備操作等方面的體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)單輪測(cè)序最短僅需10小時(shí)，準(zhǔn)確率達(dá)99.9%以上。此外，其價(jià)格比外資企業(yè)的同類產(chǎn)品要低一半左右，也使目前這一醫(yī)療服務(wù)收費(fèi)價(jià)格降至千元人民幣左右。更為重要的是，華因康公司基因測(cè)序的技術(shù)數(shù)據(jù)解析以中國(guó)人的基因庫(kù)為樣本搭建，更適用于中國(guó)人的臨床基因診斷，在疾病個(gè)體化治療和個(gè)體化用藥方面也更精準(zhǔn)。

方案建設(shè)

平臺(tái)應(yīng)用覆蓋精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域

“精準(zhǔn)醫(yī)療”眼下已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外的熱詞。2015年，美國(guó)啟動(dòng)了精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃，中國(guó)政府也預(yù)計(jì)將投入600億元用于該領(lǐng)域;今年，精準(zhǔn)醫(yī)療等重要項(xiàng)目已正式列入國(guó)家“十三五”科技發(fā)展重大專項(xiàng)。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，全球精準(zhǔn)醫(yī)療市場(chǎng)已突破600億美元，并且預(yù)計(jì)未來(lái)5年均呈復(fù)合增長(zhǎng)趨勢(shì)，可以預(yù)計(jì)精準(zhǔn)醫(yī)療市場(chǎng)將迎來(lái)一場(chǎng)巨大的發(fā)展浪潮。

盛司潼最大的目標(biāo)是通過(guò)高通量基因測(cè)序平臺(tái)，助推中國(guó)的精準(zhǔn)醫(yī)療計(jì)劃——研發(fā)一批國(guó)產(chǎn)新型防治藥物和醫(yī)療器械，形成一批由我國(guó)定制、國(guó)際認(rèn)可的疾病診療指南。

6月18日，在深圳舉行的首屆國(guó)際癡呆與認(rèn)知科學(xué)高端論壇上，華因康牽頭發(fā)起的“863項(xiàng)目示范基地”正式啟動(dòng)。該項(xiàng)目針對(duì)老年癡呆癥，旨在依托高通量測(cè)序技術(shù)平臺(tái)，利用基因組學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)技術(shù)，建立老年癡呆癥千萬(wàn)級(jí)樣本的基因信息及基因數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)大數(shù)據(jù)的挖掘分析建立基因輔助診斷評(píng)估模型，從而建立基因相關(guān)疾病診斷的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)65歲以上老年人老年癡呆癥發(fā)病率在5.6%，85歲以上老人的發(fā)病率高達(dá)30%，有家族病史的發(fā)病率甚至超過(guò)50%。隨著測(cè)序技術(shù)與人類基因組學(xué)的發(fā)展，越來(lái)越多與阿爾茨海默癥發(fā)生相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基因被發(fā)現(xiàn)，這促使老年癡呆癥的篩查與破譯有了飛速突破?！盎驒z測(cè)能及早發(fā)現(xiàn)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)基因，有望延遲老年癡呆的發(fā)生?！笔⑺句f(shuō)。

他表示，HYK-PSTAR-IIA基因測(cè)序儀不僅是一臺(tái)儀器，更是一整套測(cè)序平臺(tái)。測(cè)試平臺(tái)本身是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，包括從樣本的提取、保存、建庫(kù)，到上機(jī)測(cè)序、數(shù)據(jù)計(jì)算、質(zhì)量分析，再到結(jié)果報(bào)告出具，所需的設(shè)備、試劑種類繁多。如果醫(yī)院采購(gòu)，需要系統(tǒng)了解、分批采購(gòu)，勢(shì)必是一個(gè)大工程。如果檢測(cè)流程全靠人工操作，對(duì)于偶爾開(kāi)展的科研項(xiàng)目可能影響不大，但對(duì)于頻繁開(kāi)機(jī)檢測(cè)的臨床應(yīng)用項(xiàng)目而言，一次檢測(cè)就將是一個(gè)龐大的工程。

“華因康在產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就專注于打造系統(tǒng)的基因測(cè)序解決方案。”盛司潼說(shuō)，這就不僅為客戶解決了技術(shù)平臺(tái)搭建和操作問(wèn)題，還提供了眾多測(cè)序系統(tǒng)平臺(tái)的臨床應(yīng)用解決方案。目前，HYKPSTAR-IIA基因測(cè)序平臺(tái)應(yīng)用涵蓋了重大疾病早期篩查、精準(zhǔn)個(gè)體化用藥指導(dǎo)、遺傳病早期篩查等，全面覆蓋精準(zhǔn)醫(yī)療領(lǐng)域，并開(kāi)發(fā)出200多項(xiàng)針對(duì)腫瘤、心腦血管、糖尿病、遺傳代謝病等精準(zhǔn)醫(yī)療的基因檢測(cè)項(xiàng)目。

圍繞高通量基因測(cè)序這一核心平臺(tái)，華因康還不斷開(kāi)發(fā)平臺(tái)內(nèi)的新技術(shù)產(chǎn)品線，比如診斷試劑盒、診斷試劑、分析軟件等產(chǎn)品。據(jù)介紹，PSTAR基因測(cè)序系統(tǒng)已獲得14個(gè)醫(yī)療器械注冊(cè)證，包括測(cè)序配套、試劑及分析軟件，其中試劑盒已獲得8個(gè)，新應(yīng)用將不斷拓展，為基因測(cè)序解析工作提供全套系統(tǒng)解決方案。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展

人才和核心技術(shù)成帶動(dòng)力量

8年時(shí)間，華因康已經(jīng)從一個(gè)初創(chuàng)型企業(yè)，成長(zhǎng)為在全球擁有深圳、廣州、武漢、北京、新加坡5個(gè)研發(fā)生產(chǎn)基地，7條成熟的產(chǎn)品線以及完善的產(chǎn)品供應(yīng)鏈的企業(yè)。測(cè)序儀在華中、華南、華東、華北、西北等地的市場(chǎng)已經(jīng)陸續(xù)鋪開(kāi)，且與上海瑞金醫(yī)院、浙江省腫瘤醫(yī)院等數(shù)十家醫(yī)療機(jī)構(gòu)密切合作，推廣國(guó)產(chǎn)基因測(cè)序系統(tǒng)在臨床中的應(yīng)用。

5年來(lái)，“孔雀計(jì)劃”不僅讓企業(yè)發(fā)生了蝶變，實(shí)現(xiàn)了從科研到臨床的轉(zhuǎn)變，更帶動(dòng)了深圳整個(gè)生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動(dòng)整個(gè)城市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的氛圍。

“華因康是深圳生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)縮影?！笔⑺句f(shuō)，在引進(jìn)“孔雀團(tuán)隊(duì)”時(shí)，深圳非常具有前瞻性，把人才與產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)相結(jié)合，以攻克產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)為目標(biāo)，加速重大創(chuàng)新成果產(chǎn)業(yè)化、打造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，在有效提升產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí)，更將深圳推上了國(guó)家級(jí)前沿科技潮頭。近年來(lái)，深圳大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，尤其重視通過(guò)引進(jìn)海外高層次人才的核心技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而華因康的成功模式反映出深圳戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)迅速崛起背后的原因。

“第一批‘孔雀團(tuán)隊(duì)’回來(lái)后，政府對(duì)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的支持力度加大，更多的海內(nèi)外人才聚集到深圳，為深圳戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展形成良好的氛圍?！笔⑺句f(shuō)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展的配套也越來(lái)越成熟。

不僅“孔雀計(jì)劃”吸引了一大批科研團(tuán)隊(duì)來(lái)到深圳，“孔雀團(tuán)隊(duì)”也吸引了越來(lái)越多的人才加入。盛司潼介紹，團(tuán)隊(duì)申請(qǐng)“孔雀計(jì)劃”項(xiàng)目時(shí)，高通量基因測(cè)序系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)核心成員只有十幾個(gè)人，目前已經(jīng)成長(zhǎng)為幾百人，包括不少海歸博士和教授。更重要的是，與國(guó)內(nèi)科研院校、產(chǎn)業(yè)界的合作也更加廣泛。

人才聚集驅(qū)動(dòng)科技創(chuàng)新。盛司潼告訴記者，華因康不僅有企業(yè)，還成立了高通量生物技術(shù)研究院，聚集了一批優(yōu)秀的科研人員。正是有一支強(qiáng)大的科研團(tuán)隊(duì)，公司申請(qǐng)獲批的國(guó)內(nèi)外發(fā)現(xiàn)專利從最早的幾十項(xiàng)增加到目前的300多項(xiàng)，基因測(cè)序核心發(fā)明專利全球第一。

不僅如此，華因康還在國(guó)內(nèi)牽頭完成基因測(cè)序領(lǐng)域第一項(xiàng)重要的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，為我國(guó)參與國(guó)際基因領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。盛司潼認(rèn)為，標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際上行業(yè)技術(shù)進(jìn)行對(duì)話的語(yǔ)言，高通量基因測(cè)序技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立不僅促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更重要的是，提升了我國(guó)在國(guó)際精準(zhǔn)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的話語(yǔ)權(quán)和競(jìng)爭(zhēng)力。

2016年4月4日，華因康基因與從事基因大數(shù)據(jù)研發(fā)的Vishuo在新加坡共同簽署戰(zhàn)略聯(lián)盟合作協(xié)議，共創(chuàng)“基因測(cè)序 精準(zhǔn)醫(yī)療大數(shù)據(jù)”模式，以新加坡為中心輻射東南亞各國(guó)，共同推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療基因測(cè)序、分析、注解系統(tǒng)解決方案在臨床中的廣泛應(yīng)用。

盛司潼及其團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是，將科學(xué)技術(shù)變成對(duì)大家有用的產(chǎn)品和服務(wù)，“希望這個(gè)技術(shù)能走進(jìn)大眾的日常生活，基因不再是讓人難懂的‘天書(shū)’，各種疾病可以通過(guò)基因檢測(cè)來(lái)做部分的診斷、篩查，讓基因檢測(cè)成為常規(guī)的醫(yī)學(xué)檢測(cè)，老百姓花幾百元就可以做一次檢測(cè)。”盛司潼說(shuō)。

深圳市眾循精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院院長(zhǎng)、羅湖醫(yī)院集團(tuán)副院長(zhǎng)吳松

國(guó)產(chǎn)化基因測(cè)序儀成本更低更接地氣

高端醫(yī)療設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化已經(jīng)成為我國(guó)醫(yī)院臨床應(yīng)用的大趨勢(shì)。深圳市眾循精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)研究院院長(zhǎng)、羅湖醫(yī)院集團(tuán)副院長(zhǎng)吳松告訴記者，目前國(guó)產(chǎn)化的基因測(cè)序儀與國(guó)外品牌產(chǎn)品的差距在逐漸縮小，而且成本更低，也更接地氣。

“華因康的基因測(cè)序儀是我國(guó)最早自主研發(fā)生產(chǎn)的一款設(shè)備，從醫(yī)院臨床使用的情況來(lái)看，相比國(guó)外品牌，其基因測(cè)序儀有自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，可以根據(jù)臨床需要進(jìn)行單個(gè)位點(diǎn)的測(cè)序，而且價(jià)格也更實(shí)惠價(jià)格?！眳撬烧f(shuō)，這個(gè)價(jià)格不止是測(cè)序儀的價(jià)格，還包括檢測(cè)試劑的價(jià)格，國(guó)外品牌測(cè)序儀使用的檢測(cè)試劑耗材價(jià)格很貴，導(dǎo)致測(cè)序成本很高，也常受到國(guó)外設(shè)備廠家的限制。相比之下，國(guó)產(chǎn)設(shè)備和試劑耗材的價(jià)格更實(shí)惠，醫(yī)院和患者的成本也會(huì)大幅降低。

在高通量基因測(cè)序領(lǐng)域，華大基因也通過(guò)購(gòu)買(mǎi)CG公司進(jìn)入基因測(cè)序設(shè)備制造領(lǐng)域，并推出新的基因測(cè)序儀。“從結(jié)構(gòu)到系統(tǒng)，這款測(cè)序儀跟國(guó)外設(shè)備的效果也差不多?！眳撬烧f(shuō)，不過(guò)華大基因的測(cè)序儀目前還主要用于科研，還需要在后續(xù)數(shù)據(jù)的處理上有所提高，開(kāi)發(fā)出更適合臨床應(yīng)用的測(cè)序設(shè)備。

吳松說(shuō)，目前國(guó)產(chǎn)的基因測(cè)序設(shè)備在臨床使用上越來(lái)越靠譜，他也積極鼓勵(lì)在臨床上使用國(guó)產(chǎn)化的儀器。在生物技術(shù)領(lǐng)域，只有推廣國(guó)產(chǎn)化測(cè)序設(shè)備的應(yīng)用，本土的技術(shù)研發(fā)才會(huì)越來(lái)越好，國(guó)內(nèi)生物制造行業(yè)也需要出現(xiàn)一個(gè)“華為”。而且國(guó)產(chǎn)化設(shè)備的使用，也能讓臨床遺傳資源掌握在中國(guó)企業(yè)手中。不過(guò)，雖然測(cè)序設(shè)備的差距在逐漸縮小，但是在臨床使用的穩(wěn)定性方面，國(guó)產(chǎn)設(shè)備仍有些不足，還需要整個(gè)產(chǎn)業(yè)不斷努力提高整體的技術(shù)水平。