第一代测序仪

在张江高科技园区一个恒温实验室里，一台高通量基因测序仪正在运行。检测人员通过&ldquo 簇生成&rdquo 的过程，将血样中提取的基因片段&ldquo 种植&rdquo 到一个小玻璃片上，其中包含300亿个碱基对，人体的所有基因密码都刻在上面。这个玻璃片被放入仪器中，电脑就会自动对基因片段进行解读。&ldquo 这就是新一代的全基因组测序系统。&rdquo 项目总监许骋说。 　　目前，国内一些医疗机构的基因检测多是针对常见突变片段的检测，而涵盖了所有基因片段的新一代全基因测序技术仅在少数高等院校用于科研，在临床应用的还很少。而许骋所在的机构，主要与各大医院合作，为肿瘤患者、高危人群进行基因检测的临床服务，另一方面也为医疗机构的科研项目提供基因检测技术支持。&ldquo 在积累的上千例科研样本中，送样的高危人群中，接近一半都发现了致病基因突变。&rdquo 　　&ldquo 因为癌细胞的碱基对变化不易察觉，所以要通过深度测序，使基因指数扩增，从而使我们可以检测到微量的基因突变。&rdquo 检测人员解释说。仪器连接的电脑上显示着这次运行的质量控制数据&mdash &mdash Q30是98%。 　　&ldquo 机器运行一次的成本是2万美元，如果测序指控标准达不到80%，这些数据就会作废。&rdquo 检测人员说。 　　&ldquo 运行一次计算出的数据量是非常庞大的，有600G，可以同时做20个人的全基因片段检测。&rdquo 如此庞大的数据最终通过光纤输入到底层的大型电脑服务器上。这个巨大的&ldquo 大脑&rdquo 有一堵墙那么高，每分每秒进行以&ldquo Tb&rdquo 、&ldquo Pb&rdquo 为单位的数据计算。 　　实验室的一楼还有一个样本库，从患者体内抽取的外周血样本就存储在4℃冰箱里，长期存放的样本都储存在零下80℃的冰箱，此外还有零下196℃的液氮罐。去年，这里曾对两万多例样本进行基因检测。 　　基因是生命的密码，遗传的信息在生命长河中代代相传。&ldquo 每个健康的人平均携带100余种有潜在致病危害的基因突变。新一代全基因组测序，是应用高通量测序技术对人体全部基因进行超过100次地毯式排查，发现隐秘的300万个基因差别，对上百万个分子进行同时检测，从而找到潜在的致病基因缺陷。&rdquo 许骋说。 　　2008年，现代分子生物学之父James Watson历时4个月，进行了首个个人全基因组测序。研发中心副主任吴孟华说，全基因组测序检测，可以绘制个人全基因组图谱，将揭秘人体所携带的所有类型的基因变异，发现潜在的危险因素，包括家族遗传性疾病、心脑血管疾病、代谢性疾病等各类疾病的风险。 　　&ldquo 乔布斯生前就曾花费30万美元在斯坦福大学医学院做了全基因组测序。&rdquo 曾在斯坦福大学医学院工作的许骋那时第一次接触了全基因组测序技术，许骋介绍，按照美国的标准流程，出具检测报告后，遗传咨询师将为检查者进行解读。&ldquo 美国有4000多个经过认证的遗传咨询师，目前中国只有几十位经过卫生部培训的遗传咨询师。&rdquo 　　每个人有30亿个基因编码，由A\T\G\C四个元素以不同方式进行排列组合。运用新一代测序技术，60多个致癌基因可以在一天内全部解读出来，30亿个基因编码将在11天内全部解读完。即使是这样的尖端基因测序技术，也不能保证100%没有遗漏。 　　许骋说：&ldquo 新一代测序技术的不足是，在把DNA打断时，有些基因编码可能会丢失，因此我们设计前就知道哪些区域可能会遗漏，结果出来后再与标准样本进行比对，发现&lsquo 漏网之鱼&rsquo 就用第一代测序技术进行弥补。&rdquo

我国第一代离子色谱研发参与专家蒋仁依老师，因病医治无效，于2016年3月15日逝世，享年76岁。　　蒋仁依，男，1940年11月24日出生，江苏无锡人，教授级高级工程师。曾担任过北京矿产地质研究院分析测试研究室主任、中国离子色谱专业委员会委员兼秘书长、有色金属分析测试情报网理事。　　1963年7月毕业于苏州大学化学系，之后被分配到北京矿产地质研究院分析测试研究室工作，从事过矿石物相分析、极谱分析、同位素地质年龄质谱分析等工作。　　1983年在国内开创了离子色谱法测定矿物气液包裹体中的液相成分的方法，同时，在国产ZIC--1型离子色谱仪的应用研究与开发中与北京五所及青岛崂山电子仪器实验所的相关人员一起合作，做了大量工作。同时与天津化工研究院，洛阳725研究所的技术人员一起，获得国家技术监督局和国家船舶工业总公司两个科技进步二等奖。　　蒋仁依老师为第一代离子色谱的研发做出了突出的贡献，同时还培养了一批优秀的实习生和研究生，其中包括南京大学、中国地质大学、中南工业大学、地球化学研究所的学生以及大连理工大学研究生、寿王坟铜矿的学生等。　　仪器信息网曾经在2013年离子色谱30周年会议前采访过蒋仁依老师。　　蒋仁依谈离子色谱追梦之旅

宇宙中第一代星系是如何形成的？暗物质的性质是什么？这两大谜团能否同时通过天文观测进行研究揭秘？最近，我国天文学家提出，通过测量21厘米森林的一维功率谱，未来的平方公里阵列射电望远镜（SKA）将能够同时揭秘宇宙第一代星系和暗物质的性质。相关研究发表在国际学术期刊《自然天文》上。探测21厘米森林一直面临极大挑战宇宙中存在大量的中性氢气体。这些气体中的氢原子在基态能级超精细结构之间的跃迁，会产生电磁波波长为21厘米的线辐射，也就是中性氢21厘米线。中性氢21厘米线为天文学家探索宇宙提供了巨大的机遇。“中性氢21厘米线为探测宇宙黎明与第一代星系提供了独一无二的手段。同时，利用中性氢21厘米谱线探测宇宙黎明与再电离也是平方公里阵列射电望远镜最重要的科学目标之一。”论文共同通讯作者、中国科学院国家天文台研究员陈学雷说。同时，宇宙早期各种结构及其周围的氢原子气体会在高红移射电点源的光谱上产生密集的21厘米吸收线。“这些吸收线丛，被天文学家形象地称为21厘米森林。”陈学雷说，多年来，探测21厘米森林一直面临极大挑战。“主要原因有两方面：一是21厘米森林信号微弱，并且探测它所依赖的宇宙黎明时期的射电亮源难以获取；二是21厘米森林信号同时受到第一代星系加热效应和暗物质性质的影响，因此在观测上我们很难区分这两种效应。这就使得21厘米森林探测难以实际用于限制第一代星系的加热效应或暗物质的性质。”论文共同通讯作者、中国科学院国家天文台副研究员徐怡冬解释。近年来，已经有一批高红移射电噪的类星体被发现，而且平方公里阵列射电望远镜也进入了工程建设阶段，开展21厘米森林探测已迫在眉睫。在这项研究中，我国天文学家提出了一种原创性的统计测量方案，使得21厘米森林不仅能够限制宇宙第一代星系的性质，还可以同时测量暗物质粒子的质量。新方法有望拓展人类对宇宙的认知“我们意识到由第一代星系的加热效应和温暗物质引起的信号变化，在光谱上的尺度分布特征存在明显不同。通过一维功率谱分析，我们未来可以从统计上区分这二者。”徐怡冬介绍。“21厘米森林的一维功率谱确实可以成为一箭双雕的宇宙学探针，它为揭开暗物质和第一代星系之谜提供了一种极有前景的新途径。”论文共同通讯作者、东北大学教授张鑫强调。针对此研究，加拿大圆周理论物理研究所教授凯瑟琳麦克评论道：“这项研究提出了一种有趣的方法，能够利用21厘米森林功率谱同时限制宇宙X射线对星系际介质的加热，以及温暗物质的可能效应这两种现象。虽然以前的研究已经检查了21厘米森林作为星系际介质探针的可能性，但将温暗物质效应作为一个独立信号包含进来，则为未来的观测提供了一个新的科学目标。”《自然天文》的编辑团队也针对这项研究发表了评论：“我们宇宙的最远处总是极为神秘，由于被尘埃、吸收光的原子和中间介质中的气体阻挡而很难直接观测。这项研究将吸收转化为一种优势，利用它打破了其他方法所遭遇的不同效应的简并，并可用于阐明早期宇宙的结构形成。”研究人员表示，这一突破性方法的发展对于解开暗物质和宇宙早期天体形成的奥秘具有重要意义，并将进一步推动我们对暗物质的理解，揭示宇宙结构形成及演化的过程。通过更深入的观测和分析，我们有望在不久的将来获得关于暗物质性质和早期星系形成的更多见解，进一步拓展我们对宇宙的认知。

7月29日下午，在宁德时代首场线上发布会上，董事长曾毓群发布了第一代钠离子电池。与此同时，宁德时代的市场定位也发生了历史性的转变，在宁德时代的最新简介中，“锂离子电池研发制造公司”的身份，正式变成了“新能源创新科技公司”。寻找打破短板的材料体系，是所有钠离子电池研究者的主攻方向。宁德时代也正是在材料体系上率先取得重要突破，才使得钠离子电池从实验室走向生产线。宁德时代公布的信息显示：第一代钠离子电池在常温下充电15分钟，电量就可以达到80%，具备了快充能力；不仅如此,在零下20℃低温的环境下，仍然有90%以上的放电保持率；同时在系统集成效率方面，也可以达到80%以上；此外，钠离子电池优异的热稳定性，也超越了国家动力电池强标的安全要求。曾毓群认为，“碳中和”催生了万亿瓦时级的电池需求，新的应用场景不断产生，给了不同技术施展的舞台，多元化的技术路线将是未来电池行业的主旋律。实现碳达峰碳中和，努力构建清洁低碳、安全高效能源体系，是党中央、国务院作出的重大决策部署。日前，国家发展改革委、国家能源局正式发布了《国家发展改革委 国家能源局关于加快推动新型储能发展的指导意见》，该指导意见是国家层面首次明确提出量化的储能发展目标：到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。新型储能技术创新能力显著提高，核心技术装备自主可控水平大幅提升，在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步，标准体系基本完善，产业体系日趋完备，市场环境和商业模式基本成熟，装机规模达3000万千瓦以上。新型储能在推动能源领域碳达峰碳中和过程中发挥显著作用。到2030年，实现新型储能全面市场化发展。新型储能核心技术装备自主可控，技术创新和产业水平稳居全球前列，标准体系、市场机制、商业模式成熟健全，与电力系统各环节深度融合发展，装机规模基本满足新型电力系统相应需求。新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。另外，在技术层面上，针对“提升科技创新能力”发布了以下内容：开展前瞻性、系统性、战略性储能关键技术研发，以“揭榜挂帅”方式调动企业、高校及科研院所等各方面力量，推动储能理论和关键材料、单元、模块、系统中短板技术攻关，加快实现核心技术自主化，强化电化学储能安全技术研究。坚持储能技术多元化，推动锂离子电池等相对成熟新型储能技术成本持续下降和商业化规模应用，实现压缩空气、液流电池等长时储能技术进入商业化发展初期，加快飞轮储能、钠离子电池等技术开展规模化试验示范，以需求为导向，探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。在储能及动力电池需求高速增长拉动下，锂离子电池的需求呈现爆发式增长。2020年动力电池和储能电池的市场规模已达174GWh，而未来10年的复合增长率将超过30%，到2030年，交通和储能对锂离子电池的需求将激增至5.9TWh。然而，锂矿资源储量有限，全世界75%的锂矿资源都分布在澳大利亚和智利中，我国锂资源大量分布于西部山区和盐湖地区，开采难度极大，这就导致我国80%的锂资源供应依赖进口，为摆脱对锂资源依赖的途径，只能开辟新的技术路线。相比之下，钠资源分布在地壳中的储量尤为丰富，是锂的1000倍以上。而且钠的化学性质、电池工作原理都和锂非常相似，两者在元素周期表里属于同一主族。因此，钠也被认为是可利用的电池关键原料，在全球范围内成为新一代电池研究热点。“储量大”这一特点使钠电池在成本上具有天然的优势，同时，钠离子电池低温性能出色，有着更为广阔的使用范围。无论是锂离子电池还是钠离子电池，解决技术难题，提升技术指标，都少不了研发人员的不懈努力，以及科学仪器的精密测量助阵，宁德时代21C创新实验室去年在福建宁德正式奠基，该实验室总投资33亿元，占地约270亩，预计今年底建成部分并投入使用。据悉，该实验室将布局新储能材料化学体系、新储能系统设计与工程、新储能材料应用场景三大主攻方向，和先进材料与器件、先进方法与装备、产业建设体系、能源政策智库四大支撑方向。目前，宁德时代并未有相关实验室信息公开，但是小编针对电池材料和器件的研究方法，整理了在电池材料表征方法以及电化学测量方面的科学仪器，点击下列仪器/技术名称可直达仪器信息网专场。电池材料表征手段：1. 成分分析中比较普遍的有电感耦合等离子体（ICP）技术，包括ICP-MS和ICP-AES，可用来分析物质的组成元素及各种元素的含量；二次离子质谱（SIMS）技术，可以对同位素分布进行成像，探测样品成分的纵向分布；X射线光子能谱（XPS），能测定表面的组成元素以及各元素的化学信息；X射线荧光光谱分析（XRF），应用于电池材料主成分及杂质元素分析，检出限可达10-9的量级；此外，还有电子能量损失谱（EELS）、扫描透射X射线显微术（STXM）、X射线吸收近边谱（XANES）等2. 形貌表征主要通过扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）和原子力显微镜（AFM），实现对电极材料的形貌表征。3. 晶体结构表征，通过X射线衍射技术（XRD）可以获得材料的晶体结构、结晶度、应力、结晶取向、超结构等信息；核磁共振（NMR）能够探测材料中的化学信息并成像，可探测枝晶反应、测定锂离子自扩散系数，对颗粒内部相转变反应等进行研究；中子衍射（ND）在锂离子电池材料的晶体结构表征中也发挥着重要作用。4. 官能团的表征对电极材料通常使用拉曼光谱，对电解液材料通常使用傅里叶变换红外光谱和深紫外光谱。5. 其他性能此外，还有通过中子衍射（ND）或核磁共振（NMR）得到材料离子运输的信息， 通过开尔文探针力显微镜（KPFM）探测材料表面电势以此得到样品表面的电势分布，还有比表面积分析仪、角分辨光电子能谱（ARPES）、电子淹没技术（PAT）、卢瑟福背散射（RBS）等仪器，在电化学材料的检测中都有着重要的作用。电化学性能测试——电化学工作站对于电化学性能测试，如线性伏安扫描测试(LSV)、电化学阻抗谱测试(EIS)、循环性能(CP)等，都可以通过电化学工作站进行测定。此前，仪器信息网特别采访了上海市磁共振重点实验室副主任、华东师范大学胡炳文研究员，他在采访中也提到了宁德时代将推出第一代钠离子电池的消息。胡炳文课题组主要研究将磁共振仪器应用在电池领域，详细内容可点击此处查看：顺磁共振：电池研究方法中冉冉升起的新星——访华东师范大学胡炳文研究员。

近期，中国科学院生物物理研究所研究员李栋课题组、牛津大学教授Marco Fritzsche课题组和伦敦大学学院博士后Emad Moeendarbary课题组合作，在Nature Communications上，同期发表题为Astigmatic traction force microscopy (aTFM)和Two-dimensional TIRF-SIM-traction force microscopy (2D TIRF-SIM-TFM)的研究论文。研究人员提出了两种新型生物力显微成像方法：像散牵引力结构光照明超分辨显微镜（aTFM-SIM）和二维全反射结构光超分辨牵引力显微镜（2D TIRF-SIM-TFM），可对细胞生命活动过程中与周围环境的相互作用力进行二维或三维、高速、长时程、超分辨率观测，并利用这两种技术研究了大鼠嗜碱细胞白血病（RBL）细胞免疫激活和哺乳动物细胞迁移等过程中的作用力，以及其与细胞内微丝骨架动态形变的关联。生物力学（mechanobiology）是研究生命活动中相关力学特性的学科。细胞的生物力学特性与生命活动的一些功能相关，如肿瘤免疫过程、器官的衰老、皮肤和伤口愈合、血管形成、淋巴功能、骨骼、神经元和眼睛活动等生命过程。这些微观力学过程通常发生在亚微米、皮牛和亚秒尺度。牵引力显微镜（traction force microscopy）是最广泛应用于生物力学研究的技术之一，其利用弹性物质表面的荧光微球探针观测细胞和弹性物质互作过程中的微观作用力。然而，传统的牵引力显微镜受限于获取微球位移的精度和速度，只能以稀疏的荧光微球作为探针进行慢速的微米尺度二维观测，应用范围受限。针对传统牵引力显微镜只能二维观测的缺点，基于李栋课题组开发的三维结构光超分辨显微镜（3D-SIM）对荧光微球探针和生物样品进行超分辨观测，高精度确定荧光微球的三维位置，李栋和Marco Fritzsche团队合作，已开发完成第一代三维牵引力显微镜（3D-SIM-TFM，Nano Letters，2019, 19(7): 4427-4434）。由于3D-SIM-TFM通过多层扫描得到微球的三维位置坐标，三维生物力测量的速度依仍受限。针对该问题，研究团队提出基于柱透镜像散的力追踪显微成像方法aTFM-SIM（图1）。aTFM-SIM无需机械扫描仅单次曝光即可高精度追踪荧光微球探针的三维位置，从而计算出细胞表面三维作用力分布。aTFM-SIM的时间分辨率和轴向力追踪精度比3D-SIM-TFM分别提高5倍和10倍。研究团队进一步利用aTFM-SIM以高时、空和力精度观测了RBL细胞的免疫反应过程（图2），以及宫颈癌细胞（HeLa）的贴壁伸展过程。aTFM-SIM可有效研究微米尺度、秒量级和几十皮牛大小微观力学互作过程，但是生命活动过程中也存在大量更快速和更微小的微观力学作用，并且使用二维成像也能观测部分生命活动过程。为了进一步提升观测的时空精度，研究人员使用全反射结构光超分辨显微镜（TIRF-SIM）和牵引力显微镜相结合的方式，开发出2D-TIRF-SIM-TFM显微成像方法；利用粒子图像测速（PIV）算法取代传统的单颗粒追踪算法分析荧光微球探针的位移，可分析更密集的荧光微球探针，微球密度提升15~20倍，最终可有效探测几十纳米尺度、亚秒量级和皮牛大小的微观力学互作。和传统牵引力显微镜相比，2D-TIRF-SIM-TFM的空间和时间分辨率分别提升2倍和10倍以上。研究人员观测发现，2D-TIRF-SIM-TFM可有效解析原代鲑鱼角质细胞迁徙过程中的类旋涡状动态互作，而传统牵引力显微镜却不能（图3）。论文1（aTFM-SIM）的共同通讯作者为Emad Moeendarbary、李栋和Marco Fritzsche，生物物理所副研究员李迪、牛津大学博士后Huw Colin-York和博士生Liliana Barbieri、伦敦大学学院博士后Yousef Javanmardi为论文的共同第一作者，生物物理所博士后郭玉婷为论文第二作者。论文2（2D-TIRF-SIM-TFM）的共同通讯作者为李栋和Marco Fritzsche，牛津大学博士生Liliana Barbieri、博士后Huw Colin-York和博士后Kseniya Korobchevskaya为论文的共同第一作者，李迪为论文第二作者。研究工作得到国家自然科学基金委、科学技术部、中科院、中国博士后科学基金的资助。　　论文链接：1、2图1.aTFM-SIM生物力测量方法示意图图2.aTFM-SIM活细胞成像观测RBL细胞免疫反应过程中的生物力，及其与微丝动态形变的关联图3.原代鲑鱼角质细胞迁徙过程中的微小位移的观测结果，2D-TIRF-SIM能清晰观测到旋涡状的作用力产生过程

2 月 12 日下午 17:05时， CCTV 新闻频道对我公司自主研发的第一代气相色谱质谱联用仪进行了相关报道，此仪器的问世结束了我国长期依靠进口国外质谱仪的历史 ! 播放

DNA 测序是一种确定 DNA 分子中碱基(A、T、C 和 G)顺序的技术，在生物学、医学、法医学和其他领域有着广泛的应用，例如基因组学、遗传学、分子生物学、疾病诊断和个性化医疗。 DNA 测序技术自 1970 年代以来经历了多次革命性的发展，从第一代测序到第二代测序，再到第三代测序。这些测序技术在原理、方法、优势和局限性方面有着显著的差异。本文将对基于这三代测序技术的相关仪器工艺创新进行概述，并比较其特点和应用。　　一、第一代测序仪　　基于桑格测序方法，该方法使用链终止双脱氧核苷酸(ddNTP)生成不同长度的DNA片段，通过电泳分离并通过荧光检测。 代表性仪器是 Applied Biosystems 及其 3730xl DNA 分析仪。 工艺创新主要有自动毛细管电泳、荧光标记和碱基识别算法的开发 。　　a. 自动毛细管电泳：通过向填充有凝胶或聚合物基质的细毛细管施加电场来分离不同长度的 DNA 片段的过程。 DNA 片段根据其大小和电荷在毛细管中迁移，较小的片段比较大的片段移动得更快。 毛细管电泳系统可以自动并行加载、进样、分离和检测多个样品，从而提高 DNA 测序的通量和效率 。　　b. 荧光标记：将荧光染料附着到链终止核苷酸 (ddNTP) 上的过程，用于在测序反应中生成 DNA 片段。 荧光染料根据 ddNTP 的碱基类型(A、T、C 或 G)发出不同颜色或波长的光。 荧光信号由毛细管电泳末端的激光和相机或扫描仪检测 。　　c. 碱基识别算法：分析毛细管电泳产生的荧光信号并确定 DNA 片段中碱基序列的过程。 碱基检出算法使用各种方法来校正信号中的噪声、伪影和错误，例如峰检测、峰对齐、峰归一化、峰反卷积和质量评分。 碱基检出算法以各种格式输出序列数据，例如色谱图、跟踪文件或 FASTA 文件 。　　二、第二代测序仪　　基于大规模并行边合成边测序 (SBS)，它使用修饰的核苷酸或探针，在每个循环后终止 DNA 合成(或允许可逆终止终止子、可切割探针)。 DNA 分子通过聚合酶链式反应 (PCR) 或桥式 PCR 在固体表面或乳液液滴中进行扩增，并通过光学或化学检测进行测序。 代表性仪器主要有Illumina的基因组分析仪、HiSeq和MiSeq平台 罗氏及其 454 平台 以及 Ion Torrent 及其个人基因组机器和 Proton 平台。 工艺创新主要有测序反应的小型化、光学/化学检测方法和核苷酸化学方法。　　a. 测序反应小型化：减少第二代测序仪中 DNA 样本和测序反应的大小和体积的过程，涉及使用微流体装置或显微孔阵列来限制 DNA 分子，并通过聚合酶链式反应 (PCR) 或桥式 PCR 对其进行扩增，减少了所需的 DNA 量并增加了测序反应的密度。　　b. 光学/化学检测方法：测量第二代测序仪中 DNA 合成过程中碱基掺入所产生的光或化学信号的过程，涉及使用荧光标记的核苷酸或探针，根据碱基类型发出不同的颜色或强度。 光学/化学检测方法根据测序平台和化学成分而有所不同，通常遵循以下步骤：　　i. 在测序反应中，DNA 模板与引物和 DNA 聚合酶杂交。　　ii. 测序反应提供标记的核苷酸或探针，它们在每个循环后终止 DNA 合成或允许可逆终止(例如可逆终止子、可切割探针)。　　iii. 根据碱基配对规则将标记的核苷酸或探针添加到DNA模板的互补链上。　　iv. 荧光信号或化学信号(例如 pH 值变化)由高分辨率相机或扫描仪捕获并转换为数字数据。　　v. 通过计算分析信号以确定碱基身份和序列。　　c. 核苷酸化学方法：涉及使用修饰核苷酸或探针影响第二代测序仪中 DNA 合成的过程。 它基于互补碱基配对的原理，其中A与T配对，C与DNA中的G配对。 核苷酸化学方法根据测序平台和化学方法的不同而有所不同，通常遵循以下步骤：　　i. 在测序反应中，DNA 模板与引物和 DNA 聚合酶杂交。　　ii. 测序反应提供经过修饰的核苷酸或探针，它们在每个循环后终止 DNA 合成或允许可逆终止(例如可逆终止子或可裂解探针)。　　iii. 根据碱基配对规则将修饰的核苷酸或探针添加到DNA模板的互补链上。　　通过光学/化学方法检测修饰的核苷酸或探针，然后通过化学或酶促步骤去除或灭活，从而允许下一个循环进行。　　三、第三代测序仪　　基于单分子实时(SMRT)测序，不需要扩增或终止DNA分子。 通过监测将荧光标记的核苷酸或探针掺入互补链的 DNA 聚合酶的活性，对 DNA 分子进行测序。 代表性仪器主要有 Pacific Biosciences 及其 PacBio RS II 和 Sequel 平台 Oxford Nanopore Technologies 及其 MinION、GridION 和 PromethION 平台 以及 Ultima Genomics 及其 Ultima 平台。 工艺创新主要有使用零模波导(ZMW)、纳米孔或纳米通道来限制和观察单个 DNA 分子 使用磷酸化核苷酸或纳米孔接头来实现连续测序 以及使用人工智能来提高碱基识别准确性。　　a. 零模波导 (ZMW)、纳米孔和纳米通道是三种类型的纳米结构，可以限制和观察单个 DNA 分子以进行第三代测序。　　i. ZMW 是金属薄膜中的纳米级孔径，可产生高度受限的光学观察空间。 当激光照射在金属薄膜上时，只有少量的光可以进入ZMW并激发内部的荧光分子。 这样可以检测通过 DNA 聚合酶掺入 DNA 链的单个荧光标记核苷酸或探针。 Pacific Biosciences 在其 SMRT 测序技术中使用 ZMW。　　ii. 纳米孔是膜上的纳米级孔，可在膜上产生电势差。 当 DNA 分子穿过纳米孔时，它会破坏离子电流并产生反映 DNA 碱基序列的特征信号。 纳米孔可以是生物的(例如蛋白质孔)或合成的(例如固态孔)。 Oxford Nanopore Technologies 在其 MinION、GridION 和 PromethION 测序平台中使用了纳米孔 。　　iii. 纳米通道是表面上的纳米级凹槽，为 DNA 分子拉伸和排列创造了一个有限的空间。 当荧光染料应用于 DNA 分子时，可以通过显微镜对它们进行成像，并且可以通过将荧光图案映射到参考基因组来确定它们的序列。 纳米通道可以通过多种方法制造，例如蚀刻、光刻或模制。 Ultima Genomics 在其 Ultima 测序平台中使用了纳米通道。　　b. 磷酸化核苷酸和纳米孔接头是两种类型的修饰核苷酸或探针，可对单个 DNA 分子进行连续测序。　　i. 磷酸化核苷酸是荧光标记的核苷酸，其磷酸基团上连接有可移除的接头。 连接体可防止焦磷酸盐的释放，否则会终止 DNA 合成。 连接子还允许在每个掺入循环后裂解荧光染料，从而可以在多个循环中重复使用相同的 ZMW。 Pacific Biosciences 在其 SMRT 测序技术中使用了磷酸化核苷酸 。　　ii. 纳米孔接头是具有发夹结构和条形码序列的合成寡核苷酸。 这些接头连接到 DNA 分子的两端，形成可以多次通过纳米孔的环状 DNA 分子。 条形码序列允许对同一 DNA 分子的重复读取进行识别和比对，从而提高准确性和共识质量。 Oxford Nanopore Technologies 在其 MinION、GridION 和 PromethION 测序平台中使用 Nanopore 适配器 。　　c. 人工智能是计算机科学的一个分支，它使用机器学习、深度学习、神经网络和其他方法来执行需要人类智能的任务，例如自然语言处理、图像识别、语音识别和决策。 人工智能通过以下方式提高第三代测序中的碱基检出准确性：　　i. 使用来自不同测序平台和化学物质的原始信号和相应序列的大型数据集来训练神经网络。　　ii. 开发可以纠正原始信号中的噪声、伪影和错误的算法，例如信号漂移、同聚物错误、插入/删除错误和碱基修饰。　　iii. 实施可以利用多个来源信息的方法，例如参考基因组、共识序列、质量评分和元数据。　　iv. 优化方法，适应不同的测序条件，例如读长、覆盖深度、测序速度和样品质量。　　d. 用于第三代测序中碱基检出的人工智能方法的一些示例：　　i. DeepNano：一种深度循环神经网络，使用原始电流信号执行碱基识别。　　ii. Guppy：一种基于神经网络的软件工具，使用原始电流信号执行 Oxford Nanopore MinION 读取的碱基识别。　　iii. DeepMod：一种双向循环神经网络，使用原始电流信号进行碱基识别和碱基修饰检测。　　iv. NanoMod：一种卷积神经网络，使用原始电流信号进行碱基修饰检测。　　v. Megalodon：一种软件工具，可使用原始电流信号读取执行碱基识别、碱基修饰检测和选择性剪接检测。　　vi. DeepSimulator：一种深度卷积生成对抗网络，模拟 Oxford Nanopore MinION 从参考基因组中读取的内容。　　vii. Clairvoyante：一种多任务卷积神经网络，使用原始信号强度值对 Pacific Biosciences SMRT 读取执行变体识别。　　viii. IsoPhase：一种深度卷积神经网络，使用原始信号强度值读取执行单倍型感知亚型重建。　　ix. DeepIso：一种深度卷积神经网络，使用原始信号强度值读取进行异构体量化。　　总之，第一代、第二代和第三代测序是DNA的三种不同读取方法，在原理、方法、优势和局限性方面有着显著的差异。第一代测序是基于桑格测序方法，使用链终止双脱氧核苷酸(ddNTP)生成不同长度的 DNA 片段，并通过电泳分离和荧光检测，工艺创新主要有自动毛细管电泳、荧光标记和碱基识别算法的开发。第二代测序是基于大规模并行边合成边测序 (SBS)，使用修饰的核苷酸或探针，在每个循环后终止或可逆终止 DNA 合成，并通过光学或化学检测进行测序，工艺创新主要有测序反应的小型化、光学/化学检测方法和核苷酸化学方法。第三代测序是基于单分子实时(SMRT)测序，不需要扩增或终止 DNA 分子，而是通过监测将荧光标记的核苷酸或探针掺入互补链的 DNA 聚合酶的活性进行测序，工艺创新主要有使用零模波导(ZMW)、纳米孔或纳米通道来限制和观察单个 DNA 分子；使用磷酸化核苷酸或纳米孔接头来实现连续测序；以及使用人工智能来提高碱基识别准确性。这三代测序技术各有优缺点，适用于不同的目标和场景。选择合适的测序技术需要考虑多种因素，例如读长、准确性、速度、成本和样品质量。随着科技的进步，DNA 测序技术仍在不断发展和改进，为生命科学领域带来新的机遇和挑战。

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尽管今年的摩根大通保健大会没有出现去年的新品频发的盛况，但新一代测序仪仍在不断进步。读长、准确性、通量、软件，无一不在变化，让测序更高、更快、更强。 　　Illumina公司在2012年第三季度推出了HiSeq 2000的升级版&mdash &mdash HiSeq 2500。它是Illumina第一台特有两种运行模式的测序系统，包括快速运行和高产量运行模式，可使用一个或两个流动槽，相当灵活。据Illumina介绍，今年下半年会实现快速运行模式下对2x250 bp读长的支持，这样就能够在大约60小时内获得300 Gb。 　　同时，Illumina的个人型测序仪MiSeq很快也将支持2x300 bp末端配对读取，产生15 Gb测序数据。不过，更为劲爆的消息在后面。Illumina在收购长读取测序公司Moleculo之后，很快将提供新的文库制备试剂盒及分析软件，这有望使Illumina测序仪的读长达到10 kb。 　　据Illumina市场部人员Abizar Lakdawalla介绍，10 kb读取的一致准确性是Q50。他表示：&ldquo 目前还没有一种技术能同时实现长读取和超高准确性。因此你能够轻松地开展大型基因组的de novo测序，分析复杂的宏基因组。&rdquo 长读取技术首先将作为一项服务提供，之后会推出试剂盒，让用户在Illumina现有测序仪上实现。 　　另一家提供长读取的是罗氏旗下454生命科学。GS FLX+系统，再加上其最新软件(v2.8)能产生1,000 bp或以上的读取。超长读取更易于检测复杂基因组的全新变异，可对基因组、转录组和宏基因组学研究中一些测序困难的区域进行分析。据介绍，2.9版本的软件将在今年上半年推出，实现超长读取的扩增子测序。 　　在目前的测序仪中，一提起读长，PacBio便笑了。从上市伊始，PacBio RS系统一直有着傲视群雄的读长。最初是1,000 bp，之后是3,000 bp。去年底，Pacific Biosciences发布XL系列超长测序试剂，使平均读长达到5,000 bp，其中5%的读长将超过13,000bp，最长超过20,000bp。据公司CTO Steve Turner介绍，到今年年底，这些数字可能再翻倍。 　　Life Technologies也于去年9月推出了新款测序仪Ion Proton。它有着目前最快的新一代测序流程以及最快的测序运行时间，在Ion PI&trade 芯片上2-4小时内完成外显子组和转录组测序。Ion PI&trade 芯片产量达10 Gb，读长达200 bp，一致准确性与PGM相当。据介绍，Ion PII&trade 芯片将在今年上半年推出，每次运行可带来一个人类基因组，覆盖度达20倍。 　　当然，为了促进NGS在临床中的采用，样品制备的过程必须简化和加速。Illumina最新发布了一系列样品制备的新品，其中TruSeq DNA PCR-Free试剂盒让样品制备不再需要PCR，从而降低了文库偏向，带来了出色的数据质量。这能够缩短流程，对最具挑战性的区域进行测序，并检测大量的变异。 　　同时，Life Tech也发布了两款自动化模板制备仪器：Ion OneTouch&trade 2系统和Ion Chef&trade 系统。Ion OneTouch&trade 2系统适用于中等通量需求的实验室，而Ion Chef&trade 系统则是一款高端产品，适用于高通量需求的实验室。Ion OneTouch&trade 2 仪器可扩展，支持Ion PI&trade 和Ion PII&trade 芯片。Ion Chef&trade 系统预计在今年上半年发售。 　　不久之后，AGBT 2013将会如往常一样在佛罗里达州马可岛召开。测序公司以及各大研究机构的代表将会介绍测序方面的进展。然而，令人失望的是，Oxford Nanopore Technologies公司将缺席今年的AGBT会议。这是否意味着，我们要了解纳米孔测序的最新进展，还需要耐心等待。

——2022上半年生命科学仪器新品盘点系列基因测序是指利用血液、组织、细胞等生物样品，对DNA进行检测的技术，迄今为止已历经四代发展，是实现精准医疗的重要手段之一。齐碳科技在今年6月份发布了纳米孔基因测序仪家族新成员QNome-3841hex，作为一款桌面式测序仪，其最大的特点在于更为灵活的通量，支持最多6个测序任务独立运行；铭毅智造在5月推出了自主研发的单色荧光高通量基因测序仪UniSeq2000TM，采用微流控芯片技术，能够实现对不同类型的科研和临床样品进行基因测序；赛默飞基于成熟的Applied Biosystems技术推出了新型SeqStudio Flex系列基因分析仪，可进行Sanger测序和多重荧光片段分析；赛纳生物在今年1月线上发布了S100测序仪。为了方便大家熟悉了解基因测序仪新品的看点与亮点，小编特别进行了一期简评，供大家学习了解。齐碳科技:换新升级 纳米孔基因测序仪家族再添新成员2022年6月6月28，齐碳科技发布国产自研量产纳米孔基因测序仪升级版QNome-3841hex，作为一款桌面式测序仪，其最大的特点在于更为灵活的通量，支持最多6个测序任务独立运行，测序过程中可自由组合测序芯片，灵活可控，无需凑样，最大程度上降低开机成本。升级版测序仪QNome-3841hex还搭载全新升级测序芯片QCell-384，单张芯片可产出3G数据量，在6张芯片同时运行的环境下，一次测序可获取18G数据，满足了更高通量的测序需求。齐碳科技 QNome-3841hex基因测序仪小编点评：作为齐碳QNome家族的新成员，QNome-3841hex的成功发布，标志着国产纳米孔基因测序仪开始矩阵化发展，将满足市场更多元的测序需求，为各领域的研究及应用提供核心支持。铭毅智造:新品UniSeq2000TM 微流控与单色荧光发光测序结合2022年5月5月9日，铭毅智造科技有限公司发布了自主研发的单色荧光高通量基因测序仪UniSeq2000TM。根据产品介绍，UniSeq2000TM采用微流控芯片技术，结合单色荧光发光测序化学技术，可以实现对不同类型的科研和临床样品进行基因测序，目前设计最大芯片数量为2张，每张芯片通量为160-320M Reads，可提供SE50/75/100/150，PE75/100/150等多种读长模式，测序数据质量Q3080%，测序周期为12-24小时，具有测序精度高、效率快、成本低、操作简单等优势。铭毅智造 UniSeq2000TM高通量基因测序仪小编点评：铭毅智造发布的新品UniSeq2000TM是一款针对临床应用的测序设备，操作简单，无需值守，适合医院本地化检测使用。高通量测序技术这个关键技术过去一直被国外公司垄断，国产单色荧光高通量基因测序仪UniSeq2000TM的发布，代表着国产基因测序仪新势力的崛起，期待越来越多的国产高端科学仪器的诞生。赛默飞:推出新品SeqStudio Flex基因分析仪 兼备测序和片段分析2022年4月2022年4月，赛默飞世尔科技推出了新型Applied Biosystem SeqStudio Flex系列基因分析仪，基于成熟的Applied Biosystems技术，通过改进优化设计和技术，使其高效灵活、简单易用且智能连接。该新品也是市面上第一款具备远程服务功能的毛细管电泳基因分析仪，打破了物理距离的限制并简化了数据传输、分析和科研协作过程，帮助科研工作者把更多的时间集中在重要工作上。SeqStudio Flex基因分析仪可进行高水平的Sanger测序和多重荧光片段分析，应用广泛，从简单的靶向测序到识别最新SARS-CoV-2病毒变异株，为科研人员提供所需的高质量数据和可靠性能。赛默飞 SeqStudio Flex基因分析仪小编简评：赛默飞推出的新一代中通量SeqStudio Flex基因分析仪，进一步扩展了Applied Biosystems产品组合，凭借成熟的Applied Biosystems的技术和智能化设计将继续引领Sanger测序和多重荧光片段分析未来的发展方向。赛纳生物: S100测序仪 采用荧光发生和纠错编码测序技术2022年1月2022年1月12日，赛纳生物线上发布S100测序仪，它是一款高通量测序平台，具有检测速度快、灵活部署、无需凑样的特点。赛纳生物测序仪采用了独创的基于荧光发生原理的边合成边测序（Fluorogenic SBS）技术。处于暗态的Fluorogenic核苷酸分子无荧光发出，当被DNA聚合酶识别并结合进入待测DNA模板时放出荧光，通过依次参与反应的核苷酸种类及荧光强度可判断DNA序列信息。该技术将发光集团修饰在磷酸键上，使用天然碱基和简单常用的聚合酶及磷酸酶，没有分子疤痕和测序偏差，降低测序过程的复杂度，可在短时间内完成天然状态DNA合成并获得精确的荧光信号，测序过程快速、结果准确，易于获得长读长。赛纳生物 S100测序仪小编简评：赛纳生物发布的S100测序仪，体型小，操作简单，具有通量灵活、准确度高、多场景适用的特点。该新品于6月获得欧盟CE-IVDR认证，在一定程度上证明了赛纳生物的研发能力和产品质量得到国际机构的认可与肯定。后记：国产企业在生命科学上游高端仪器设备持续发力，4款新品基因测序仪中，国产品牌占据3席。今年国家发改委印发的《“十四五”生物经济发展规划》提出，加快发展高通量基因测序技术，推动以单分子测序为标志的新一代测序技术创新，不断提高基因测序效率、降低测序成本。可以说，测序技术的创新已上升至国家战略层面，希望国产厂商能够乘势而上，奋勇向前。

p 　　2015年10月，第26届身份鉴定国际学术研讨会(ISHI)在德克萨斯州的达拉斯市召开。Krystal Breslin是一名研究法医DNA分型的硕士研究生，她用自己的亲闻亲见，向我们展现了会议的精彩内容。正如Claude Bernard所说的，“在科学中，最重要的事情是，随着科学的进步而修正和改变一个人的观念”。 /p p 　　 strong Krystal Breslin /strong /p p 　　一提起德克萨斯州和达拉斯市，人们往往会想到“十加仑”牛仔帽和烤肉。不过这个城市的大多数居民都不知道，就在几个星期之前，法医学领域的一些伟大人物在这里讨论、合作，并探索这个领域的发展。尽管第26届身份鉴定国际学术研讨会(ISHI)是我参加的第一个法医会议，但无疑它不会被人们很快遗忘。 /p p 　　我叫Krystal Breslin，是印第安纳大学和普渡大学的印第安纳波里斯联合分校生物系的一名硕士研究生。我的项目负责人是Susan Walsh博士，而我们实验室主要负责法医DNA分型。自然而然地，从刚开始在这个实验室工作，我就对新一代测序(NGS)技术有望实现的能力很感兴趣，这不仅仅针对我们的研究，也包括整个法医学领域。在到达ISHI之后，我发现新一代测序不仅被法医界所接受，它还是一大部分研究和技术现在及未来的发展方向。 /p p 　　 strong 新一代测序：游戏规则改变者 /strong /p p 　　我们都听过一句老话，“把最好的留到最后”，今年的ISHI正是这样做的。最后一天的会议以新一代测序为中心，讨论了它为法医界带来了什么。这些讨论不仅鼓励人们去看看这项技术已经多么深入人心，还证明了这项技术有能力成为法医学的“游戏规则改变者”。 /p p 　　许多演讲者都谈到，NGS打开了法医领域许多应用和未来研究的大门。Magdelena M. Bus向我们介绍了一种创新技术，它能够改变法医实验室中高度降解且污染的样本的分析方式。她认为，NGS可用来处理降解的样本以及混合物，让遗传信息达到前所未有的新水平。她介绍了从古代牙齿和骨骼残骸中成功收集到数据，这个例子将NGS的应用从法医个案扩展到日常生活。 /p p 　　这种让法医界改变对混合物和降解样本分析方式的创新理念，也引起了Bode Cellmark和NexGen Forensics的共鸣。他们在当天随后的演讲中表示，成本的下降和产量的提高让NGS成为法医界的必需品。这种技术不仅增加了成功分析个案样本的几率，也为从样本中获得更多数据提供了机会。数据的增加是NGS相对于毛细管电泳的一个明显优势，尤其在研究数据的统计效力时更不容忽视。 /p p 　　 strong 此时不用，更待何时? /strong /p p 　　尽管目前大多数法医实验室没有使用NGS，但这次会议明确传达了一种理念，这种分析方法终将有一天成为法医实验室的经典分析手段。这对于整个法医学来说意味着什么?我们通过NGS还将发现什么?从鉴定外貌特征颜色和身份鉴定的更多标记，到完整的混合物鉴定，再到亲属关系的分析，研究的方向可以说是无穷无尽的。 /p p 　　对法医界的成员来说，这是一个令人难以置信的年代。一些巨大的改变正在所有的实验室中发生，而其中很多是NGS带给我们的。拥抱这种变化，对法医界的成长和发展至关重要，显然，法医界正在这样做。正如Claude Bernard所说的，“在科学中，最重要的事情是，随着科学的进步而修正和改变一个人的观念”。 /p

先后就读于厦门大学和华西医科大学的陈炜于2006年在德国马克斯· 普朗克分子遗传学研究所获博士学位。近年来，陈炜研究团队发表论文超过60篇，已处于世界基因组学研究领域的前沿位置。图为陈炜博士演示单分子基因测序仪的使用。 　　&ldquo 自2003年完成第一个人类基因组测序以来，基因测序技术及相关的医学系统生物学研究突飞猛进。新一代高通量基因测序技术的广泛应用不仅提高了基因测序的速度，还大幅降低了成本。这些进步使得研究人员可以从基因组的层面来解释生物学现象，生物医学研究正从过去那种定性的描述走向数量性研究的道路。&rdquo 接受科技日报记者专访时，德国国家分子医学研究中心(MDC)医学系统生物学基因组平台负责人陈炜博士如是说。 　　欧洲领先的基因组研究平台 　　德国马克斯· 德尔布吕克分子医学研究中心(MDC)位于柏林近郊的布赫，该中心主要开展心血管和代谢性疾病、肿瘤、神经系统疾病等重大疾病的分子医学研究，目前已跻身生物医学基础研究领域世界同类机构前列。2009年MDC成立了柏林医学系统生物学研究所。时任马克斯· 普朗克分子遗传学研究所青年科学家小组组长的陈炜被&ldquo 热情&rdquo 邀请到了MDC，并一手组建了全新的基因组研究平台。而陈炜此前关于染色体重排造成疾病的原因等研究成果已被誉为&ldquo 第一个将新一代高通量基因测序技术直接用于遗传疾病的研究&rdquo 。 　　陈炜介绍说：&ldquo MDC在基因组测序研究的规模上并不是最大的。我们主要追求的是如何更有效地把已有设备充分利用起来。测序仪只是科学仪器，投入资金就能买到，用这些科学设备做什么研究及如何进行研究才是更关键的。我们现在拥有各种不同技术路线的设备，因此，我们可以充分考虑如何将这些技术整合起来，完成以前单一技术无法实现的研究。从投入产出的情况看我们已经做到了世界领先的水平。&rdquo 　　组建4年来，陈炜领导的科研团队取得了丰硕的成果，多项研究发表在《自然》《科学》《细胞》等杂志上，目前他们已经成为德国乃至欧洲最前沿的基因组研究机构。2011年9月，德国总理默克尔访问MDC，听取了陈炜的介绍并亲手启动了当时世界最先进的单分子基因测序仪的使用。陈炜补充说：&ldquo 鉴于系统生物学研究是将来的一个重要研究方向，MDC的医学系统生物学研究所将来还将进一步发展。现在正在柏林市中心建设新的科研大楼，投资约3500万欧元，日后该研究所研究人员将达到300位，德国联邦政府的资助每年至少2000万欧元。&rdquo 　　致力于两个方向的研究 　　目前，陈炜领导的科研小组主要致力于两个方向的研究：一是通过基因组的测序和分析来阐明遗传病的机制 二是阐明基因的不同调控机制。陈炜介绍说：&ldquo 通过基因组的测序和分析来阐明遗传病的机制是新一代测序技术最大的一个用武之地，它给该领域带来了革命性影响。我们通过与临床医生的合作，搜集病人的样本，进行大规模的系统遗传疾病研究。通过表型相近病人的基因与正常人群的对比，进而找出是哪些基因发生突变，或哪个系统出现异常导致了疾病的产生。研究的目的之一是预防这样的疾病。例如进行产前筛查，尽量减少患病的几率。进一步的工作则是即便出现这样的疾病，我们也能够进行一定程度的干预。比如有的遗传疾病可能会导致缺少某些酶，如果及早诊治，定期补充这样的酶，患者就可以像正常人一样生活。&rdquo 　　陈炜说：&ldquo 我们研究的另外一个重点偏向基础科学研究，主要是基因转录和转录后的调控。DNA是遗传的机制，最后在细胞中起作用的主要是蛋白质，这中间的过程是怎么样的呢?这是60多年前DNA双螺旋结构发现以来就开始研究的问题，由此产生了诸如中心法则等重要的发现。然而这些大多是非常定性的东西，相当于只是画出了一条线路，我们现在做的系统生物学研究就是想怎么做定量。也就是怎么进行量化，从数量上进行研究。例如基因调控，往往不是黑白的，即有或者没有，而是多少，多多少，少多少的问题。&rdquo 　　陈炜表示：&ldquo 生物学的研究正从过去那种定性的描述性研究走向数量性研究的道路，就像物理学和化学那样。以后对生物学过程的描述将不会再像以前那样从A到B，而是要建立一个数学模型，就像描述一个物理过程那样。我们已经在这方面进行了一些研究，例如在哺乳类动物细胞中从DNA到蛋白质，每一步，整体上怎么变化的，是怎么控制的，分别在每一步都起了多大作用。相关的研究成果已经发表在《自然》杂志上。在这个基础上我们还在继续研究，希望将来还能阐明在生理病理状态下不同层面上基因都是怎么被调控的。&rdquo 　　期待现代医学瓶颈的突破 　　谈到新一代基因测序技术的迅猛发展，陈炜感慨地说：&ldquo 第一个人类基因组测序于2003年完成，历时13年花费27亿美元。到了2008年完成一个人类基因组测序需用5个月的时间，花费约150万美元。而现在，仅用MDC的设备，一周就可以测大约30人次的人类全基因组重复测序，而且每人次的价格已经下降到5000到6000美元。关于基因的研究已经做了几十年，不过以前由于技术手段的限制，多数都集中在单个基因，而现在我们能够从宏观的整体上来做。&rdquo 　　陈炜说：&ldquo 系统生物学研究在医学上的应用是将来的方向。很多生物学现象单个基因的变化它解释不了。就像盲人摸象一样，把整体的一部分割裂开来你是很难对整体有一个准确把握的，所以只有从整体上来做才有意义。这也是新一代大规模基因测序技术以及其他如最新蛋白组学，代谢组学技术带来的好处。从疾病的发生来看，它一般是身体里多个环节的问题产生的综合影响。例如癌症，很多都是多个基因出了问题，也许最后表现出来都是肺癌，但是不同患者发生的基因突变是不一样的。有了基因测序的结果，对下一步的研究会有重要的提示作用，可以使研究投入到更有效的方向上，减少无意义的试错实验的次数。&rdquo 　　谈到对疾病的干预和治疗，陈炜认为也必须考虑整体的影响。他说：&ldquo 单独靠调整一两个基因很可能不起效果。将来对于这样整体和数量化的研究不仅是针对疾病的产生建立一些数学模型，还可以在此基础上为干预治疗提供便利和启示，例如给药物治疗提供靶点等。充分考虑整体网络以及相关反馈，打破单个因素对疾病影响的局限，将来很可能就此突破现代医学的一个瓶颈。&rdquo

未来这个基因组学设备或许在生活中无所不在&mdash &mdash 仪器信息网编译 　　罗氏诊断最近所宣布的与拥有长读长测序技术的公司进行的合作和收购，将使罗氏逐步拥有对序列重复区域进行测序的能力，并且简化了相应的数据分析的过程。 　　目前，很多因素推动了下一代测序(NGS)市场。而在几年前，由于通量和价格等原因，NGS很难代替原有的技术。 　　而今推出的NGS已经显著降低了设备成本，简化了操作技术，使NGS已广泛应用在无创产前检测(NiPt)，肿瘤学，病毒学，耐药性测试和感染性疾病等领域。 　　今年1月15日至16日，世界各地的科学家聚集在比利时鲁汶，围绕着&ldquo NGS的革命：工具和技术&rdquo 这一议题，讨论NGS的变化动态。 　　对遗传谱研究的逐渐深入有助于简化临床诊断方法，同时推动了NGS的市场。利用测序这一无创检测手段，使传统的诊断技术发生了变革。 　　罗氏诊断测序平台生命周期专家Paul Schaffer认为，每个现有的商业测序平台都有其局限性，用户需要事先评估欲购买服务的平台，诸如工作流自动化的需求，生物信息学的支持以及后续数据分析的难度。罗氏诊断最近所宣布的与拥有长读长测序技术的公司进行的合作和收购，将使罗氏逐步拥有对序列重复区域进行测序的能力，并且简化了数据分析这一瓶颈。 　　正在开发的测序平台也大大缩短了获得结果的时间，这可以使测序结果与其它检测技术得到的结果共同出现在临床报告中。如果对于其他检测技术，从样品到结果的时间是不到一周，则NGS工作流程也需要在同一时间内完成。这也得益于单分子测序可以检测到核苷酸的碱基修饰，消除了GC序列偏差，大大简化了工作流程。 　　Schaffer说，NGS的临床市场将会显著的增长。不仅是近期应用驱动了这一需求，而且目前NGS技术日趋成熟，更加方便用户，成本却持续降低。未来美国临床市场的应用比率将取决于实验室开发测试(LDTs)，相关报销和伦理准则的实施力度。 　　新思维 　　Edico Genome公司的Dragen Bio-IT Processor与现有的测序分析方法相比，大大加快了测序数据的分析速度，提高了测序结果的准确度，并且保持了分析的灵活性。 　　在NGS主要用于科研的时代，花费20小时进行数据分析是可以接受的。而今天，随着测序数据越发庞大，以及正在进行的基因组临床诊断的开发，高速和低成本的NGS数据处理显得更为重要。而DRAGEN正是一个为NGS专门开发的快速硬件平台。 　　DRAGEN在云平台或服务器集群上通过软件执行序列比对，序列排序，序列作图，序列去重和变异识别功能。数据处理器准确分析超过50个完整的人基因组只需不到一天的时间，减少了对大型服务器集群的需求，从而降低了相关的存储空间和网络技术基础设施的成本。 　　Edico Genome 的首席执行官Pieter van Rooyen博士说, &ldquo 我们的周围的大量的消费电子产品，可以带给我们新的思维，而这可以将基因组学带到一个新的水平。&rdquo 　　&ldquo 在80年代中期，只有少数人拥有手机，并且远不如今天移动设备的轻巧和功能强大，而手机市场规模也是很小。但这就是今天基因组学的现状，&ldquo van Rooyen博士说。&ldquo 目前基因测序设备大多很是笨重。当然，我们都知道基因测序的应用是很有潜力的，但如今没有一个人确切知道基因测序最终会变成什么样子。 　　&ldquo 我相信基因测序将在我们的生活中发挥巨大的作用，我们的技术只是使之成为现实过程中的一小步。基因组学可以让医疗的成本更低。但对于临床应用，必须是实时处理，所以最终将是由医生进行直接进行基因测序&ldquo 。 　　我们的目标是减少对网络技术基础设施的依赖，并且避免应用多个服务器，我们希望测序在一台仪器中独立完成。目前，DRAGEN使用一台服务器，但未来，数据处理器将会集成到测序仪中。 　　临床为中心的基因组学 　　HiSeq X是将10台超高通量测序仪集合在一起，专为大规模人类全基因组测序所设计。只需 1000 美元就可完成30× 覆盖率的人类基因组测序。 　　每台Illumina的HiSeq X Ten每年能够测序 18,000 个人类基因组，而每个基因组只需1000美元。Illumina战略计划部高级副总裁Alex Dickinson博士说，&ldquo HiSeq X Ten正在引领全球基因组的概念。这是一个大规模的测序过程，测序首先要到临床，再从临床到相关的研究&rdquo 。 　　Dickinson博士说，英国100000基因组计划就是&ldquo 由临床到实验室&rdquo 方法的一个实例，由英国NHS(National Health Service)所运营和支持的这个计划聚焦于罕见疾病，癌症和传染病。 　　&ldquo 尽管从根本上说，这是一个临床项目，但是它所积累的数据有巨大的研究潜力，&rdquo Dickinson 博士认为，&ldquo 类似于100000基因组计划的项目前期需要巨大的投资，但随后就会带来经济利益。&rdquo 　　更多的测序将会产生更多的信息。接下来的任务就是确定采取何种方式增加关于测序的科研论文的数量，如何描述疾病和药物的关系，以及如何进行后续的应用。当然，数据的分析，将整个基因组序列转化为有用的健康建议，仍然是一个技术难题。 　　&ldquo 直到有了大量可用的基因组数据，真正的大规模测序才会出现。&rdquo Dickinson 博士预言，&ldquo 需要跳过鸿沟才会有思想的飞跃。能够做这件事情的第一个国家将会走在整个新行业的前列。尽管目前测序已经走向临床，但基因组序列只在临床上得以应用绝不是一个完整的方案。 　　&ldquo 基因组不会在你的生活中改变，它是你的整个生物学的地图。你可以想象一个人出生后将进行基因组测序，数据将会输入到他们的医疗记录中，而包括预防保健在内的几乎所有的医疗问题都将根据他的基因组进行决策。&ldquo 　　检测所有的遗传变异 　　Cergentis提供的靶向位点扩增技术(TLA)在对感兴趣的基因进行全序列分析以及检测所有基因融合方面呈现出独特优势。它使用互补于感兴趣的基因特异序列上短位点的两个PCR引物进行扩增，这使得这段序列中无论是否发生了点突变或是结构变异，都可以对感兴趣的位点进行NGS。 　　尽管靶向基因测序和全基因组分析技术正在发展，对感兴趣的基因内部及其上下游基因进行遗传变异检测仍然是一个挑战。一种称为靶向位点扩增技术(TLA)方法利用近端序列的交联可以对全部基因进行选择性扩增和测序。 　　无论序列是否发生变化，TLA在任何基因组的感兴趣区域都可以进行靶向测序和单体型分析,并且提供所存在单核苷酸变异以及结构变异的相关信息。该技术非常适合于转基因分析中整合位点的确定，以及验证外源基因是否以适当的方式进行整合。 　　TLA使用特异于感兴趣的区域的一个引物对进行靶向扩增。对于转基因方面的应用，引物需要特异于只在外源基因中具有的序列。这种技术可以提供可能发生在转基因和整合位点的，包括所有遗传变异的完整序列信息的报告。 　　Cergentis首席执行官Max van Min表示，当前应用主要涉及与疾病诊断相关以及与感兴趣的表型相关的序列区域。实例包括应用TLA技术，对癌细胞中感兴趣的基因进行测序，并检测预后和药物反应中发生的变异，这可以为药物研发提供一系列帮助。 　　由于TLA提供了比其他技术更多的遗传信息，这也会为NGS提出一些挑战，如何去解释这些额外的遗传信息。有一些感兴趣的临床的遗传变异是已知的，但也有一些实例中，对变异进行分类以及判定变异是否与感兴趣的表型相关是非常困难的。 　　TLA最早的方案是使用全细胞作为材料。最新开发的方案也可以使用分离的DNA作为分析材料，这为基因诊断开辟了新的机会，可以对微生物，植物或动物基因组中任何感兴趣的区域进行靶向测序。 　　准确度的提高 　　Thermo Fisher公司的Hi-Q Sequencing Kits从根本上降低了酶进化研究项目的系统误差和假阳性率。 　　AmpliSeq技术应用大规模平行多重PCR进行基因组或转录组的靶向富集，只需10-15ng材料，在2-3小时内就可以完成。新的检测方法可用于分析外显子组，整个转录组，小基因和RNA组合，染色体易位或基因融合，以及拷贝数变异。多达两万条引物或转录物可以放在一个PCR管中，如果分析整个外显子组，30万条引物放在12个PCR管中就可以完成整个实验。 　　针对转录组应用AmpliSeq技术，感兴趣的RNA分子可以被特异性扩增 也可以通过定量检测不同样品中所富集的RNA或基因的数量进行样品的比较。 　　&ldquo Ion测序仪不会使用终止反应，&rdquo Thermo Fisher Scientific (Life Technologies)公司生物信息学产品高级总监Mike Lelivelt博士说，&ldquo 这样可以节省时间，为我们提供快速测序，但代价是有时我们对同一段核苷酸进行测序时，很难进行精确的定量。 　　&ldquo NGS的强大之处在于你获得了很多的读长和冗余序列。大量的读长使你避免了非系统性误差，给予你正确的答案。冗余序列是你的朋友。我们利用他们来清除错误的表达谱，提高了我们的准确度。&rdquo 　　Hi-Q Sequencing Kits来自于酶进化研究项目 有控制的诱变聚合酶并筛选突变体。得到的酶系统误差低，假阳性率降低了50%。减少了验证需求的同时，提供了更为精确的测序系统。 　　公开数据将应用Ion PGM测序仪及Hi-Q Sequencing Kits的 AmpliSeq技术与其他测序系统进行了比对。数据显示，对于一个肿瘤样品，Ion PGM和AmpliSeq所获得的靶标基因组合更为准确。 　　单细胞和FFPE DNA变异的分析 　　高速发展的NGS技术已经为单细胞和福尔马林固定石蜡包埋的方法处理(FFPE)DNA变异的分析提供了可能性。然而，测序前FFPE样品质量的评估以及数量有限的单细胞DNA仍是目前存在的难题。 　　在两项研究中，Qiagen的研究人员公司提出两种方法解决了这些难题，并证明了在Qiagen 的&ldquo sample-to-insight&rdquo 解决方案中如何应用这些方法以进行下一代测序。 　　在第一项研究(&ldquo 基于多重PCR的靶向富集测序以进行单细胞突变检测&rdquo )中，证明了应用多重PCR靶向富集方法检测单细胞DNA中单核苷酸突变是可行的。 Qiagen相关论文的作者Eric Lader认为 &ldquo 因为靶向富集方法让罕见单核苷酸突变的分析非常有效，因此这种方法非常适合于单细胞突变检测。 　　在第二项研究(&ldquo 扩增基因组DNA的定性和定量&mdash &mdash 用于NGS之前进行基于PCR的靶向富集&rdquo )中，简单的实时定量PCR方法用来评估FFPE样品的质量以及针对低质量样品优化NGS条件，Lader指出，&ldquo 相比于靶向少数基因组的位置的方法，两个qPCR实验靶向40个基因组位置可以有效的减少偏差&rdquo 。 　　与二倍体参照序列的比对 　　NGS的出现，让利用基因组数据诊断人类疾病成为了可能。但是，对于罕见的疾病诊断来说，即使这项技术假阳性率和整体误差率很低，也可能存在问题，在某些程度上这些问题也源于应用二倍体人类基因组中的单倍体参照序列研究各种变异。 　　美国国立卫生研究院未知疾病项目(NIH UDP)认为，如果进行比对的二倍体参照序列上带有其个体，双亲以及种群的信息，序列比对以及基因型的鉴定则会更加准确。这种称为二倍体比对的方法，利用来自家庭成员的基因组单核苷酸多态性芯片数据以及来自于1000基因组计划的种群单倍型数据，创建一个可以用于比对NGS数据的个性化的二倍体参照序列。 　　这一方案在美国国立卫生研究院的Biowulf超级计算机集群上进行了开发和测试，并在Appistry公司的Ayrris 平台上进行了优化和运行。 　　&ldquo 相比与单倍体参照序列进行比对，二倍体比对更有助于使短读长比对到正确的位置上，&rdquo NIH UDP项目负责人William A. Gahl博士说，&ldquo 桑格验证表明二倍体比对鉴定基因型更为准确。&rdquo 　　&ldquo 使用个性化的参照序列通过减少假阳性率节省了分析时间，并且帮助NIH UDP发现了因果遗传突变。&rdquo Gahl博士说，&ldquo 这一方案自2014年9月已经用于作为序列比对定位和基因分型的通用平台，并在一些疾病的诊断中做出了贡献。&rdquo 　　近期网络讲堂将开展基因测序相关内容主题研讨会，详情请关注仪器学堂官方微信。

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近期，我国首部生物经济五年规划——《“十四五”生物经济发展规划》发布，这标志着生物经济成为了一种全新的经济形态。《规划》指出，要开展前沿生物技术创新，加快发展高通量基因测序技术，推动以单分子测序为标志的新一代测序技术创新，明确鼓励探索第三代测序技术，将其作为有效补充，为二代测序范围外的复杂基因突变类型寻求新的解决方案。事实上，三代测序近年来热度颇高，已引发了整个行业的关注，不少企业正积极布局。在二代测序已成红海的当下，大家开始向三代测序寻求答案。那么，这条探索之路应该如何走？6月8日晚，贝瑞基因董事长、总经理高扬博士，PacBio太平洋生物科技总经理吴应光，兴业证券大健康研究中心总经理、医药行业首席研究员孙媛媛，易凯资本合伙人李钢做客华夏大健康会客厅，共同探讨了如何在生物经济时代抢滩三代测序等前沿话题。此次会客厅由华夏时报社总编辑助理、大健康新闻部主任陈岩鹏主持。三代测序具有高成长性陈岩鹏：三代测序是贝瑞基因布局的重点，在这个领域贝瑞基因非常有前瞻性，早在2019年就宣布与美国知名三代测序企业PacBio太平洋生物科技就第三代测序仪的开发及临床推广达成长期合作，双方联合开发第三代测序平台。那么高董您认为，贝瑞基因是因循怎样的思路和规划在布局三代测序，未来临床转化的发力点又是什么？高扬：我们布局三代基因测序领域，实际上经过了长期调研。我想说明的是，一代、二代、三代测序技术，不像其他领域是向下兼容，而是各有技术特点，互为补充。贝瑞基因长期从事罕见病和基因病的诊断，在这个过程中我们发现，有些基因病用一代、二代测序得不到有效解决，更别说性价比。因此我们下定决心，希望用这个世界上最成熟、最稳定的三代测序技术为临床带来更多的诊断方法。我们在三代测序的布局实际上是科研先行、硬件提速、产品落地的状态。三代测序在科研领域经过了很长时间的发展，有大量科研文献，在相关领域形成了技术层面的论证。贝瑞基因和PacBio研发的硬件平台，目前进入医疗器械注册临床试验阶段。在硬件基础上，我们开发了地中海贫血基因检测试剂盒，现在也进入了临床试验阶段。我们观察到，中国临床市场对三代测序产品的接受程度非常高。未来我们不仅要研发优质的产品，也要为中国人带来性价比更适宜的产品，我们有信心做好相当体量的基因病患者的筛查和诊断。陈岩鹏：PacBio太平洋生物科技是高质量测序的先进供应商。高保真长读长的三代测序，技术层面有其独特优势，那么生物经济时代，对于技术创新有了高维度要求，吴总您认为三代测序技术层面将面临的最大难题是什么？吴应光：三代基因测序非常独特，它读的很长，读的很准，它不仅能够解决诊断的问题，将来还会参与解决治疗问题（如基因治疗）。2003年，科学家公布了当时被称为完整的人类基因组序列，但其中有大约8%空白区域没有序列数据，这主要包括高度重复DNA片段的区域以及着丝粒等高GC含量的区域。直到近20年后的2022年年4月，《科学》杂志连续发布6篇论文报告，公布了首个完整无间隙人类基因组序列，填补了近20年来缺失的“拼图”碎片，主要归功于三代测序技术的大幅发展。三代测序技术也大幅提升了基因检测技术解决临床问题的能力，以罕见病诊断为例，常规的二代测序技术基本上只能够解释约33%的罕见病病例的致病机理，而PacBio与美国Children’s Hospital Mercy的合作揭示，PacBio的HiFi测序因为其SNV，Indel，SV，以及甲基化的出色表现，有望将这一百分比提升至67%。陈岩鹏：都说拥抱趋势才能赶上风口，作为二级市场的研究人士，孙总您如何看待三代测序整体市场在生物经济时代的发展趋势和特点？孙媛媛：我们投资领域确实非常关注三代基因测序，未来也会有更多的资本涌入这个赛道。从二级市场维度来看，我认为测序板块具有很强的成长性，是一个长坡厚雪的赛道。这个赛道的成长性主要来自两点，首先它具有宽广的边界，这决定了其有一个长期较大的发展空间；第二它属于密集创新，决定了它有较高的成长性和丰富的业态。未来一级市场也会有一大批测序项目涌进来，那时这个赛道会获得更高的关注度和资金支持。目前，人类已经把测序的能力边界从核酸领域拓展到了蛋白质领域。从技术创新角度来看，作为测序中的新兴细分领域，单分子测序的技术创新性更强，技术迭代速度更快，这个领域下游的关注度也非常高，未来在测序这个成长赛道中，大有可为。从全球来看，三代测序市场规模已达到200亿美金。而且目前三代测序仪的渗透率还仅在10%左右，我们认为未来渗透率还会进一步提高。未来若干年，全球测序行业还将保持年均20%的增长速度。此次贝瑞基因和PacBio太平洋生物科技合作的三代基因测序产品，是一个很好的临床转化的案例。陈岩鹏：目前三代基因测序炙手可热，未来市场上关于三代测序的投资并购也会越来越多，从专业的角度，李总，作为投资人的您觉得应该如何判断一个优质的三代测序企业标的？李钢：我接触基因测序的时间还是蛮长的，我认为，一代、二代、三代测序，不像是笔记本的芯片，新一代出来就会把上一代完全迭代掉。其实一代测序在临床应用上仍然很多。比如一代测序过程细致，质控环节多，不容易污染，测序结果也很直观。如果对二代测序结果有疑问，很多时候还会跟一代测序结果去比对。一代测序在某一些场景下还是金标准。但是一代测序，有一个非常大的问题，就是耗时长、成本高，所以，后来二代测序慢慢崛起。第二代基因测序技术逐步走入大众视野，第二代基因测序技术以Roche公司的454技术、Illumina公司的Solexa、Hiseq技术和ABI公司的SOLiD技术为代表。第二代测序法首先要将DNA随机切割成小片段，然后在这些小片段分子的两端连接上接头（adapter）制成DNA测序文库。与第一代测序仪的区别在于，第二代测序仪采用的是合成测序法，即边合成边测序，在通过聚合酶或连接酶不断地延伸引物获得模板序列的同时，对每一轮反应的结果进行荧光图像采集、分析，最后获得全序列的测序结果。测试速度快，成本低，并且保持了高准确性。当然二代测序仪也有其缺点，由于其将DNA切割成小片段后扩增读取的技术路线，测序的读长较短，而且在扩增过程中也会给测序带来各种误差。第三代测序技术是指单分子测序技术。DNA测序时，不需要经过PCR扩增，实现了对每一条DNA分子的单独测序。第三代测序技术也叫从头测序技术，即单分子实时DNA测序。第三代测序技术原理主要分为两大技术阵营：第一大阵营是单分子荧光测序，代表性的技术为美国螺旋生物（Helicos）的SMS技术和美国太平洋生物（Pacific Bioscience）的SMRT技术。第二大阵营为纳米孔测序，代表性的公司为英国牛津纳米孔公司。三代测序的研发需要大量的资金支持。我做了统计，从2019年到今天，三年多的时间，规模以上的融资大概发生了24起，总额在120亿人民币上下，因此不管是从金额还是数量上，这三年里，三代基因测序领域的增长非常快。测序仪国产化提速陈岩鹏：我们看到贝瑞基因正在和PacBio联合开发三代桌面测序仪，当下测序仪国产化的话题关注度很高，高董您觉得如何在生物经济时代进一步为测序仪的国产化提速？高扬：既然提到国产化，我认为前提是必须充分了解中国市场。今年1月，我们与PacBio开始联合研发三代桌面测序仪。为什么要做这件事？因为中国的临床市场是多层次的，要用硬件、用适宜的试剂盒来满足多层次需求。我们经过调研得到一个结论：广大临床市场只需测序仪满足某几个固定方面的应用。比如，三代测序仪在临床主要是针对结构复杂的变异等，对测序量要求不大，但对测序质量、数据解读的直观性要求较高。另外，中国广大医院对于基因病的诊断能力依然在提高中，对桌面型测序仪有比较大的需求。等到三代桌面测序仪研发成功，会率先在中国市场以国产化的形式上市。提升国产化进程，从贝瑞基因的策略来说，这个领域相对很新，临床转化上就全世界而言，我们都走在前列。我们选择最好的技术合作伙伴，定位研发适宜中国市场的硬件平台和试剂盒。只有满足中国临床需求，提升国产化的努力才会有回报。一旦满足了需求，三代基因测序市场，临床级别的增速将远远超过科研级别。希望未来在三代测序领域，我们能成为技术的开拓者、市场的推广者、硬件国产化的中坚力量、临床与患者之间的桥梁。陈岩鹏：从技术和应用的角度，吴总您认为三代测序仪未来的方向将是怎样，比如小而美是否会成为大潮流？吴应光：临床实践表明，三代测序可以提供一个更高的卫生经济学结果。就以贝瑞基因正在推进的第三代地中海贫血病基因检测为例，这是国内首个基于三代测序技术在临床应用的检测产品，到目前为止，我们的临床测试显示，检出率几乎是100%，有很多一代或者二代都无法检测到的变异，都是三代测序检测出来的。二代三代并不是完全迭代或者替代的过程，我认为三代的技术不会停留在小而美的阶段，因为它确实可以提供更多的回答，提供更高的卫生经济价值，它势必会到主流的应用上。陈岩鹏：三代测序因其特点，被视为打开大门的新钥匙，那么在孙总您看来，三代测序会为整个行业带来怎样的“鲶鱼效应”？孙媛媛：目前已经能够看到“鲶鱼效应”。就全球测序将近200亿美金的市场里，下游发展的速度高于上游，按照最新的数据测算，下游在市场里大概占到了七成。在下游市场中，临床端的市场增速高于科研端，测序下游的应用场景非常多元，临床端除了大家比较熟悉生殖健康，还有肿瘤、罕见病、代谢免疫等。而三代测序的一个能力特点就是和很多细分领域都有比较好的匹配度。未来，三代测序在下游细分领域的渗透值得期待。陈岩鹏：近年来，三代测序的市场热度越来越高，行业也需要快速健康有序发展，李总您对政策层面有些怎样的建议？李钢：就监管政策而言，我觉得应该给这些科技属性的创新企业更宽松的环境。在对企业临床试验标准严格的基础上，给予企业在技术上、政策上甚至资金、上市等方面一定支持。让技术更快地应用到临床陈岩鹏 ：随着三代测序的飞速发展和市场规模的不断扩大，大家认为自己的企业在这个过程中都分别扮演什么样的角色？高扬：三代基因测序领域，目前来说，从科研到临床转化是趋势。贝瑞基因是长期在这个基因测序领域的临床应用方面转化和布局的企业，我们非常希望能够抓住甚至是引领三代基因测序。在临床转化的这个浪潮中，我们希望能够成为三代测序技术的开拓者、市场的推广者和硬件国产化的中坚力量。我们非常希望能够利用三代基因测序这个技术平台开发出大量的适宜中国市场的基因诊断和基因筛查的产品，贝瑞基因要做好临床和患者之间技术桥梁的这个角色。吴应光：PacBio从2019年推出高保真测序技术之后，我们的业务中心逐渐从传统的纯科研，特别是动植物领域转向人类医学健康领域。我认为，PacBio还有很多非常有价值的事情可以做。第一，现在人类基因组的相当多的参考基组或者各种数据、模型，基本上都还是建立在ngs二代测序的基础上的，随着完整人类参考基因组的建立，现在有很多类似于叫泛基因组，就是我们称作为疾病相关数据库的更新，会让我们下游的临床应用更加精准。第二，我觉得可以更多的参与到人类基因临床科研以及健康诊断行业中来，与贝瑞基因深度合作，能够让技术更快地应用到临床中。孙媛媛：从二级市场投研的角度，我们的使命是发掘优质的企业，跟优秀的企业一同成长，让企业的市场估值和企业价值匹配。目前我们也拥有非常强大的团队，我们团队现在有20个人，团队里的博士也是在美国攻读相关测序专业。三代测序，是我们团队长期重点关注的方向，未来也希望可以承担企业和市场之间桥梁的作用，让更多的二级投资人去了解三代测序的潜力和价值。李钢：我们投行作为资本和实业企业中间的桥梁，拥有国内最大的医疗健康团队，有70多人，都是专注在医疗健康领域。大部分人有生物学、医学等专业背景。所以，我们希望借助我们对资本、对行业、对技术的熟悉，能够让资金、资本有效的实现配置，然后让这些有前景的技术、有发展潜力的公司得到尽快的发展壮大，为中国甚至全球的病患提供更多的新医疗技术和救治手段。孙媛媛：我们比较关注三代测序，下游的应用场景假设做一个排序，您觉得下一个场景会是哪些？高扬：三代测序首先是拿出来解决下游相对比较明确的一些基因病的筛查和诊断。未来的临床场景，我们是非常希望做到一个全基因病的筛查和未明确疾病的诊断。吴应光：除了讨论过的诊断外，我认为三代测序，在接下来的治疗，特别是基因治疗领域，还有相当大的前景。陈岩鹏：能否用一句话描述一下您心中三代测序技术的未来？您对它的最大的期待是什么？高扬：三代基因测序为我们基因行业打开一扇全新的大门，我非常期待三代基因测序为全行业的从业者带来一些新的思路、新的方法和新的答案。吴应光：因为三代测序是典型的单分子实时测序，所以它的速度其实非常之快，我们希望在这个领域能够进一步有所突破。孙媛媛：希望三代测序，未来能够做到二代做不到的事，开拓出纯增量市场。李钢：我期待三代测序的技术也好，平台也好，能够更准、更快、更便宜。

据悉，深圳华因康基因科技有限公司内的研发人员最近十分忙碌，华因康的超高通量基因测序仪第三代机型年底将推出，他们正忙着测序仪的组装和调试。作为曾填补国内基因测序设备制造空白的华因康基因测序仪，第三代仪器将让国产基因测序仪再上一个新台阶。国家&ldquo 千人计划&rdquo 创业人才、华因康技术总裁盛司潼正是这台超高通量基因测序仪的研发领头人。 　　填补国内基因测序设备空白 　　1973年出生的盛司潼可谓少年英才，14岁便进入清华大学学习物理。在美国弗吉尼亚大学、约翰霍普金斯大学先后攻读物理、分子生理与生物物理等学科十余年后，2008年，盛司潼入选国家&ldquo 千人计划&rdquo 创业人才并创办华因康。盛司潼说，&ldquo 之所以选择回到国内，除了深感国内生物基因产业发展逐步成熟的环境因素外，另一个重要原因是，我在国外始终忘不了要回国开创一番事业，尤其是生物基因产业，中国需要自己的企业。&rdquo 　　基因测序设备制造，在2008年前的国内尚属空白。早在2003年，盛司潼就投身到基因测序设备的研发中，在高强度技术积累的基础上，盛司潼在创办华因康的同一年推出了第一代高通量基因测序仪，并在国内引起轰动。这也打破了国内医疗机构、科研机构只有国外仪器可供购买的垄断。 　　据了解，人类的基因99%是相同的，个体差异由剩下的1%决定，也正是这1%的差异，就可能让有的人一辈子健健康康，有的人却莫名其妙患上重病。盛司潼说，有些长期抽烟的人没有肺癌，但有些人一辈子从未抽烟却得了肺癌，生来所携带的致病基因是非常重要的原因。基因测序仪的应用功能之一，便是读取人们的基因信息，通过筛查人们的特定基因，确定是否存在致病可能。&ldquo 很多肿瘤疾病并非不能治好，如果通过基因测序技术发现得早，及时调理、治疗，完全有可能挽救生命。&rdquo 他说，治疗同一种疾病的众多品类的药物，并不一定适用于每一个人，由于个体的耐受性不一样，基因测序技术可以为病人找到适合他们的药物。 　　在华因康的测序中心，记者看到了正在组装调试的第三代机型。据了解，第三代华因康超高通量基因测序仪不仅将测序通量提升十余倍，其测序精确性也大大提升，国产基因测序设备的品质可谓再上了一个新台阶。 　　向单分子测序技术推进 　　盛司潼说，华因康基因测序仪的硬件都是外包生产，组装由华因康自己完成，&ldquo 深圳拥有强大的硬件制造环境，高科技企业不要依靠生产线的规模，而要依靠自己的核心技术实力。&rdquo 目前，华因康正将基因测序技术向单分子测序阶段推进，这种技术将不再需要放大基因进行酶切，&ldquo 样品送过来，直接就可以测序。&rdquo 这将大大提高基因测序的效率。 　　据了解，专门生产基因测序设备和生化试剂的企业目前在中国仅有华因康一家。经过四年的摸索和发展，盛司潼组建了一支由海外教授、博士后、博士等组成100多人研究团队，成为首批广东省创新科研团队。在盛司潼的带领下，华因康已申请80多项专利，其中90%以上为发明和实用新型专利，开发出高通量基因测序仪、乳浊液制备仪等设备类产品，短标签建库试剂盒、单分子扩增试剂盒等试剂类产品共100多项。

紫鑫药业15日午间公告了公司与中国科学院北京基因组研究所测序仪项目产业转化项目的最新进展，根据协议，基因研究所将&ldquo DNA测序仪的可二维调整的CCD相机支撑装置&rdquo 等9项专利的专利权/专利申请权的二分之一所有权投资入股中科紫鑫，截目前基因组研究所已完成9项专利的评估工作，正在向中科院有关部门办理国有资产产权备案登记等相关手续。 　　此外，公司、中科院北京基因组研究所、吉林中科紫鑫科技有限公司、北京中科紫鑫科技有限责任公司将于2014年4月18日上午九点，在长春南湖宾馆召开国产新一代基因测序仪产品样机发布会，公开征集20家试用单位，免费试用新一代测序仪产品，试用时间为6个月。 　　回查资料，公司和基因组研究所曾于去年10月29日在青岛举行的国际基因组学大会开幕式现场，就合作开发第二代高通量测序系统签订投资意向书，共同开发基因测序仪项目，具体实施单位为公司全资子公司吉林中科紫鑫科技有限公司，同日中科紫鑫与基因组研究所签署《技术合作协议》，委托基因组研究所对&ldquo 测序仪产品化开发&rdquo 项目进行后续研发。 　　根据《意向书》，紫鑫药业及基因组研究所共同对中科紫鑫进行增资，其中：公司以货币方式增资，基因组研究所以经评估的&ldquo 用于DNA测序仪的可二维调整的CCD相机支撑装置&rdquo 等9项专利的专利权/专利申请权为其所属部分进行投资。 　　原文如下： 吉林紫鑫药业股份有限公司关于公司与中国科学院北京基因组研究所测序仪项目产业转化项目进展公告 　　本公司及董事会全体成员保证信息披露的内容真实、准确、完整，没有虚假记载、误导性陈述或重大遗漏。 　　一、 概述 　　吉林紫鑫药业股份有限公司(以下简称：公司)与中国科学院北京基因组研究所(以下简称:基因组研究所)已于2013年10月29日在青岛举行的国际基因组学大会开幕式现场就合作开发第二代高通量测序系统签订《测序仪项目产业转化投资意向书》(以下简称：意向书),共同开发基因测序仪项目，具体实施单位为公司全资子公司吉林中科紫鑫科技有限公司(以下简称：中科紫鑫)，同日中科紫鑫与基因组研究所签署《技术合作协议》，委托基因组研究所对&ldquo 测序仪产品化开发&rdquo 项目进行后续研发。详见公司于2013年10月29日在《证券时报》、《中国证券报》、《上海证券报》、《证券日报》及巨潮资讯网(www.cninfo.com.cn)披露的《关于公司拟与中国科学院北京基因组研究所签订测序仪项目产业转化投资意向书的公告》(2013-042号)。 　　二、测序仪项目产业转化项目进展情况 　　根据《意向书》公司及基因组研究所共同对本公司的全资子公司中科紫鑫进行增资，其中：公司以货币方式增资，基因组研究所以经评估的&ldquo 用于DNA测序仪的可二维调整的CCD相机支撑装置&rdquo 等9项专利的专利权/专利申请权为其所属部分进行投资。该合作意向尚需合作各方履行内部决策程序后方可实施。 　　1、2014年1月28日中国科学院对基因组研究所下发了(科发函字〔2014〕19 号)《中国科学院关于同意北京基因组研究所以无形资产入股吉林中科紫鑫科技有限公司的批复》，已同意基因研究所用于&ldquo DNA测序仪的可二维调整的CCD相机支撑装置&rdquo 等9项专利的专利权/专利申请权的二分之一所有权投资入股中科紫鑫，并提请基因研究所聘请有资质的中介机构对上述无形资产进行评估，评估结果按规定备案后作为具体投资金额的依据。截止目前基因组研究所已完成9项专利的专利权/专利申请权的评估工作，正在向中国科学院国有资产经营有限责任公司和中科院条件保障与财务局办理国有资产产权备案登记等相关手续，基因组研究所完成备案后公司将履行公司的内部决策程序。 　　2、公司、中国科学院北京基因组研究所、吉林中科紫鑫科技有限公司、北京中科紫鑫科技有限责任公司将于2014年4月18日上午九点，在长春南湖宾馆召开国产新一代基因测序仪产品样机发布会，公开征集20家试用单位，免费试用新一代测序仪产品，试用时间为6个月。 　　三、风险提示 　　1、测序仪项目需经环保、发改委等政府相关部门审批、备案，项目达到预计可使用状态的具体时间尚未确定。 　　2、国产新一代基因测序仪产品技术层面已通过验证，尚存在该产品在应用市场的应用性和适用性风险，需与客户共同推进应用开发，公司能否征集到20家试用单位及试用结果尚存在不确定性。 　　公司郑重提示投资者理性投资，注意投资风险。 　　特此公告 吉林紫鑫药业股份有限公司 董事会 二○一四年四月十五日

2014年4月18日上午，中国科学院北京基因组研究所和吉林中科紫鑫科技有限公司在长春联合召开国产新一代基因测序仪样机观摩研讨会，向与会的国内基因测序领域专家和应用单位代表展示这一合作成果，同时向社会公开征集部分应用单位进行免费测试使用，测试工作将于今年下半年开展。此次研讨会的举行，标志着由中科院与中科紫鑫合作研发的测序仪产品，正式进入国际上如火如荼的基因测序行业竞争市场。 　　可匹敌国际市场主流产品 　　据了解，由中国科学院北京基因组研究所和吉林中科紫鑫科技有限公司联合开发的新一代基因测序仪样机，是目前唯一一个技术性能可以匹敌国际市场主流产品的国产基因测序系统。该系统与国外第二代高通量测序系统相比已经成功的解决&ldquo 读长较短&rdquo 这一关键技术难题，该基因测序仪已经达到和部分超越国际主流设备技术指标，其成本低于进口设备的1/3以上，应用成本低于进口设备的1/5以上，使新一代测序技术真正达到进入广泛应用市场的经济条件，并将彻底解决我国基因测序仪完全依赖进口的局面。 　　采访中记者了解到，截至目前，该系统已获得7个发明专利和1个实用新型专利授权，还有多项专利正在申报。 　　测序仪将进入测试阶段 　　目前，计划将于今年下半年在包括医疗、检验检疫、疾病防控、高校、研究院所等20家应用单位进行免费的测试使用，已经确认参加测试应用的单位包括中国检验检疫科学研究院、北京出入境检验检疫局、青岛海洋大学、北京大学人民医院、中国人民解放军总医院、中日友好医院、首都医科大学附属北京安贞医院、聊城市人民医院、舟山医院等10余家单位。 　　测试工作主要包括对系统性能的优化和改进，以及根据应用领域的不同进行应用产品的共同开发，即在基础试剂产品的平台上衍生出一系列专用型试剂产品，并开发相应的数据分析算法和数据库，实现测序技术实践应用的全面解决方案。

IQ4I Research & Consultancy 　　测序技术的发展已经经历了很长的时间，而下一代测序(NGS)彻底改变了人类基因组测序的方式。据专家预测，未来的几年内，人类基因组测序的费用将在1000美元，1-2天即可出结果。自实现第一个人类基因组测序以来(花了十年时间，30亿美元)，测序所需的费用和时间大幅度降低。NGS的发展为临床诊断打开了新的窗口。 　　IQ4I Research & Consultancy分析表明，2020年，全球NGS市场将达48.92亿美元，复合年增长率为20.7%。IQ41的报告提供了市场收益以及通过多种技术、平台、终端用户/实验室进行NGS样本操作的大量分析。 　　NGS技术成本的降低和分析速度的提升大大提高了它在临床领域的运用，这样良好的增长趋势也要源于个性化医疗的增长，医疗开支的增加以及从微阵列到NGS的转变。然而，NGS的前景也不是完全乐观的，它面临的问题包括NGS程序的标准化和准确性、数据存储和分析的复杂性、熟练操作人员的缺乏以及对NGS基础设施依靠的补助和资金。 　　全球NGS市场中，仪器和耗材占据最大比例，2013年占了几乎一半的市场份额。增长最快的部分是服务项目，复合年增长率超过20%。 　　全球NGS市场被分为靶向重测序( targeted re-sequencing)、全外显子组测序( whole exome sequencing)、RNA测序、全基因组测序、ChIP测序、从头测序(de novo sequencing)以及甲基化测序。在这些分类中，靶向重测序占最大的市场份额，增长最快的是全基因组测序(复合年增长率超过25%)。随着越来越多基于NGS检测和平台的疾病出现，靶向重测序和全基因组测序技术将具有最广阔的前景。 　　根据IQ4I的报告，学术研究者是主要的NGS终端用户，约占60%的市场份额。医院和诊所有着较高的复合年增长率，预计到2020年市场份额会超过40%。此外，在临床领域，随着需求和应用的增长，预计到2020年市场份额会达到25%左右。 　　按照应用类型分类，NGS市场被分为肿瘤、遗传筛查、传染病、药物和生物标志的发现、分子流行病学、农业等。在所有的这些应用领域中，肿瘤检测在收益和样本容量上占据最大的市场份额(超过35%)。 　　按区域来分的话，北美拥有全球NGS市场最大的份额，2013年达到5.71亿美元 亚太地区具有最高的复合年增长率，未来将成为增长最快的地区。目前，参与NGS市场的公司主要包括Illumina、Thermo Fisher、Hoffmann-La Roche、Pacific Biosciences、Agilent Technologies、 BGI、Qiagen、 Biomatters、Genomatix Software。其中，Illumina是NGS市场的领导者，紧随其后的是Thermo Fisher Scientific和 Hoffmann-La Roche，这三家公司拥有的市场份额超过90%。

导读：新一代测序是2005年之后涌现出的新型测序方法，也是生命科学中发展最快的领域。除了Illumina、罗氏454和Life Technologies公司开发的新一代测序技术，近几年第三代测序技术也在蓬勃发展。这些单分子测序平台摒弃了预扩增，并实现了更长的读长。　　 新一代测序市场将以22%的速度增长 　　美国市场调查与咨询公司MarketsandMarkets近日发布了一份关于新一代测序的市场报告。这份题为&ldquo 新一代测序(NGS)市场的技术(焦磷酸测序 & 其他)，竞争对手(Illumina、罗氏454、Life Technologies)，应用及工具 &ndash 全球趋势和预测(2011-2016)&rdquo 的报告分析并研究了北美、欧洲、亚洲及世界其他地区的主要市场推动力、限制因素和机遇。 　　新一代测序是2005年之后涌现出的新型测序方法，也是生命科学中发展最快的领域。除了Illumina、罗氏454和Life Technologies公司开发的新一代测序技术，近几年第三代测序技术也在蓬勃发展。这些单分子测序平台摒弃了预扩增，并实现了更长的读长。 　　分析报告指出，2011年全球新一代测序的市场规模已达8.425亿美元，预计2011-2016年的复合年平均增长率为22.7%。其中，北美占了全球市场51.8%的份额，2011年市场规模为4.36亿美元。欧洲仅次于北美，占了31.1%的份额，预计2011-2016年的复合年平均增长率为21.1%。随着新一代测序的快速发展，它将彻底改变科研实验室、生物制药以及应用市场的医学研究。 　　新一代测序市场的主要参与者包括Comple Genomics(美国)、Illumina(美国)、Life Technologies(美国)、罗氏454(瑞士)、Oxford Nanopore Technologies(英国)和Pacific Biosciences(美国)。它的主要应用包括全基因组测序、外显子组测序、定向重测序、转录组测序、RNA测序和ChIP-seq。市场上的新兴平台包括那些专注于纳米孔技术的平台。 　　推动新一代测序市场的主要因素包括测序费用的下降以及测序应用的扩展，目前已扩展到癌症研究、生物能源、海洋科学、畜牧业研究以及农业和兽医研究。因此，为开展基因组测序，并发挥其在人类和环境研究中的作用，人们对测序仪的需求不断增长。 　　报告也指出，新一代测序市场是动态且创新的，它为那些过去未曾开展测序的实验室铺平了道路。在未来几年，NGS研究的大步迈进有可能促进个人基因组测序的市场。 　　MarketsandMarkets是一家总部设在美国的全球性市场调查和资讯公司，主要从事战略分析市场报告的调研合发布，是全球财富500强企业之一。

安捷伦科技推出新一代测序样品制备、靶向富集和自动化方案，完善靶向序列捕获系统 2010 年 11 月 3 日，北京——安捷伦科技公司（纽约证交所：A）今日发布新一代测序产品的新成员——安捷伦 SureSelect XT 靶向序列捕获系统，继续保持快速的新产品推出步伐。SureSelect XT 在成熟可靠的 SureSelect 靶向序列捕获系统的基础上，整合了测序文库制备系统和基因组 DNA 制备试剂。将该系统与安捷伦自动化产品搭配使用，即可畅享高性能靶向富集方案带来的超高效率和前所未有的便捷操作。 安捷伦SureSelect XT 靶向序列捕获系统 “安捷伦一直致力于帮助科学家简化样品制备流程，”安捷伦 SureSelect 平台业务经理 Fred P. Ernani 说道，“SureSelect XT 系统配备完全整合并经过验证的试剂，使工作流程效率达到一个新的水平。这套系统使研究人员有理由相信，他们的样品和资源必能产生高质量的数据。” 靶向富集使研究人员可以仅对目标基因组区域（而非整个基因组）进行测序，从而简化了工作流程。结合先进的新一代测序系统不断提升的性能，SureSelect XT 平台的多样本检测能力使基因学家可以在一次实验中相比以前探索更多样品的基因组。文库制备和靶向富集步骤一直是限制此类实验速度的瓶颈之一。为了实现高通量样品处理，安捷伦现已发布综合式工作站，用于SureSelect XT 文库制备和靶向富集工作流程的自动化。 “我们将安捷伦的自动化液体处理平台与 SureSelect XT 工作流程相结合，创造出了充分优化且成熟可靠的解决方案，从而使科学家能够平行处理多个操作步骤，最大程度地实现无人干预的自动化，”安捷伦全球自动化解决方案业务部营销经理 Todd P. Christian 说道，“这套系统的通量高于以往，每个工作站每周可处理 192 个样品，并可快速生成数据，显著提高实验室工作效率，其强大的性能有目共睹。” 安捷伦的自动化液体处理平台与 SureSelect XT 工作流程相结合 SureSelect XT 发布后，安捷伦 SureSelect 试剂盒的种类升至 32 种（第一种试剂盒于 2009 年 2 月发布）。本年内就有 17 篇文献引用了该系统，涉及多种遗传性疾病研究。与此同时，安捷伦“通过指定元素降低序列复杂性的方法”的专利申请获得美国专利局通过，专利号为 10/927809，从而进一步扩大了靶向富集知识产权的范围。该专利包括了一种制备指定核酸混合物的方法。在某些实例中，该方法使用与固相载体相连的寡核苷酸探针作为序列特异性亲和物，来分离指定核酸片段混合物并促使其扩增。多年以来，安捷伦不遗余力地在基因组学研究领域进行突破性的技术创新，获得该项专利授权实至名归。 安捷伦 SureSelectXT 靶向序列捕获系统提供目前市场上最全面的靶向富集产品以及针对多种不同测序方法和平台的最优化方案。SureSelect XT 产品实现在单管中富集从 200 Kb 到超过 50 Mb 的靶向序列。本方案除了可以支持Illumina单末端测序、双末端测序和索引方案外，还支持SOLiD系统上的片段文库格式、双末端测序和条形码方案。 SureSelect XT 还为客户提供高度灵活的定制化产品。用户使用安捷伦eArray xD桌面设计工具，可以轻松设计出在单管中捕获任意目标基因组的定制产品，从而提高研究效率。安捷伦还提供eArray在线设计工具，用户使用该工具可定制和安捷伦目录SureSelect试剂盒类似的产品，例如 SureSelect 人全外显子系列产品。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司（纽约证交所：A）是全球领先的测量公司，是化学分析、生命科学、电子和通信领域的技术领导者。公司的 18500 名员工在 100 多个国家为客户服务。2009 财政年度，安捷伦的业务净收入为 45 亿美元。要了解更多安捷伦科技的信息，请访问：www.agilent.com.cn

2021年，是人类基因组计划草图首次发布的第20个年头，也恰逢中国“十四五”规划的开局之年。过去两年，基因测序技术在全球抗击新冠疫情中的重要作用揭示了生命科学时代的真正到来。与此同时，中国“十四五”规划将生物基因科技发展，公共卫生建设以及健康预防等内容提到了极为重要的位置，基因测序技术和应用均贯穿其中。自因美纳创立之初，公司即通过持续的技术创新不断推动测序成本的下降。如今，因美纳的技术已使测序成本下降了99%。此次进博会上，因美纳展示其主要的测序仪系列产品，让参观者得以了解基因检测的奥秘。图说：因美纳在进博会上展示其主要的测序仪系列产品 新民晚报记者 陶磊 摄（下同）去年，中国科学家向全球第一时间分享的首个新冠病毒基因组序列就是在因美纳的技术平台上完成测序的，为后续的疫情防控、疫苗研发奠定了基础。此次进博会展出的NextSeqTM 550Dx，是因美纳在全球最多国家和地区通过临床注册的中通量新一代测序平台（NGS），迄今为止已在超过40个国家和地区获得临床认证，是一款久经考验的临床测序平台。记者在展台看到，获得2021年红点设计大奖的基因测序平台——NextSeqTM 2000也收获了不少关注。这也是因美纳首个将文库扩增、测序以及快速基因组分析整合在一个平台上的测序仪。图说：参观者有机会获得互动纪念品——基因测序产品模型的盲盒去年进博会前夕，因美纳NextSeq 550Dx获得中国国家药品监督管理局的批准，用于临床人源样本的人类DNA检测诊断，成为因美纳在中国第二款获临床应用批准的测序产品。随着该产品在进博会的成功展出，在不到三个月内，首台NextSeq 550Dx即在上海复旦大学附属华山医院成功安装开机。未来，因美纳计划将包括测序试剂以及测序仪在内的产品逐步推进本土化生产制造。目前，位于上海浦东的因美纳中国生产基地正在积极筹备，预计将于明年第三季度投入生产。

2013年5月7日，科技部发布&ldquo 863计划生物和医药技术领域办公室关于继续支持新一代测序仪及配套产品研发的通知&rdquo ，详情如下：　 　　各有关单位： 　　基因测序已广泛应用于现代生命科学研究、疾病诊治、流行病监控、生物资源调查等领域，具有巨大的社会和经济意义。新一代测序技术是当前生命科学和生物医药技术领域中发展最快、影响最大、竞争最为激烈的高技术。开发新一代测序技术及配套产品，对大幅度提升我国测序技术水平和相关产品的市场竞争力，降低基因组测序费用，具有重要意义。 　　863计划生物和医药技术领域对新一代测序技术及配套产品研发将予以继续支持，由企业牵头开展研发工作。欢迎具有较好研发基础的企业积极参与，并于2013年5月17日前将企业相关信息、产品研发情况及有效联系方式发至yuzh@cncbd.org.cn。我们将根据企业报送材料情况，再进一步通知。 　　863计划生物和医药技术领域办公室 　　2013年5月6日

Life Tech新一代测序技术在临床应用方面写下新的篇章 2011年11月7日,香港养和医院为&rdquo 新一代测序技术&rdquo 在临床应用方面写下新的篇章。香港养和医院的临床与分子病理学系首次推出利用5500 SOLiDTM 测序仪进行临床诊断服务,为传染病、遗传性疾病和癌症患者,提供快速,准确和广泛诊断。 5500 SOLiDTM 测序仪,不单大大缩短分析样品的时间,同时医生可为大肠癌,肺癌,乳腺癌和白血病的病患者进行一对一合适的治疗。 于同日晚上,香港养和医院假香港金钟JW 万豪酒店举行&ldquo 新一代测序和基因组医学&rdquo 的国际科学研讨会。在研讨会开始之前,观众对Ion Personal Genome MachineTM Sequencer和5500 SOLiDTM Sequencer的操作及应用均表现极大的兴趣。 3位学者(史丹佛大学的Hanlee JI博士, 香港大学的Herman Lee博士和埃默里大学的Madhuri Hegde博士)应邀与250多名医疗专家分享他们在下一代测序的研究突破。 三位学者(史丹佛大学的Hanlee JI博士, 香港大学的Herman Lee博士和埃默里大学的Madhuri Hegde博士)与医疗专家分享经验 Life Technologies Corporation (http://www.lifetechnologies.com/home.html) (Nasdaq: LIFE) 是一家致力于改善人类生存环境的全球性生物技术公司。该公司的仪器、耗材和服务可协助研究人员加快推进科学和医学的发展，从而让人们的生活变得更加美好。该公司的客户遍及生物学各个领域，包括筛选与转化研究、分子药物、干细胞治疗、食品安全和动物保健以及21世纪的法医鉴定等。该公司生产供分子诊断和仅供研究使用的产品。Life Technologies的业界领先品牌，包括创新型Applied Biosystems和Ion Torrent品牌仪器以及Invitrogen、Gibco、Ambion、Molecular Probes和Taqman等被全球各地的生命科学实验室所广泛使用。该公司2010年的销售额为36亿美元，在全球160多个国家和地区拥有员工约11,000人，公司持有将近3900项知识产权专利及专有许可证，堪称生命科学界最大规模的知识产权资产。如蒙垂询，请访问：http://www.lifetechnologies.com 大中华地区是公司战略发展的重点之一，目前我们的大中华地区在北京、上海、广州、香港和台湾设有办事处，生产设施及分销中心，雇员人数近800人。

日前，在清华大学《清华大学医疗健康大数据前沿论坛》大会上，中国工程院院士、清华大学教授程京以《转化：从疾病诊治到健康维护》为题，进行大会报告。 　　基因测序的应用 　　报告的开始，程院士就向大家解释了什么是生物芯片。生物芯片就是能对小分子、生物大分子、细胞、组织等进行高通量、快速并行处理和分析的微检测器件，包括微流控芯片和微阵列芯片两大类。生物应用领域非常广泛，包括疾病预测、疾病预防、个性化治疗、药物开发、食品安全、环境检测、农业育种等。现在，我国现在已能独立自主研发微阵列芯片全线配套仪器。他详细介绍了基因表达谱芯片应用与乳腺癌分子分型，通过对60例乳腺癌患者的基因芯片筛选，就可以大数将乳腺癌患者分为三阴性、腔面A和腔面B型。 　　目前，在清华大学正进行一代和二代测序仪器的研发。现在，二代测序仪在测序领域占绝对的主导地位，而为什么还要做一代测序仪?因为一代测序仪应用肿瘤方面研究仍是经典之选，但是缺点还需要手工操作比较多，新仪器研发希望能实现全自动化。程院士表示这些仪器今年将全部投放市场。目前，中美新一代基因测序仪，其技术核心无一例外都是基于微流控芯片技术。 　　博奥生物建立了中国最全的用于做生物技术、疾病相关的研究与服务平台，可以获得从DNA,RNA,蛋白质层面获得大量数据。要将各层次纵横交叉、融会贯通就需要大数据研究人员，既懂生物又懂医学，很好地进行拉网式分析。 　　最近几年，程院士走访了宁夏、新疆等地，令他吃惊的是，原本以为是比较落后的地区，早已推广医疗大数据的临床研究。华西医科大学口腔医院、南京医科口腔医院、广东省妇幼保健医院、宁夏医科总医院以及博奥生物针对我国唇腭裂疾病进行基因研究，该研究近日被《Nature Communications》接受。这是首次在国际期刊发布中国唇腭裂基因研究。该研究有助于在生育时期预测胎儿患病风险，以便及时进行干预。 　　转化医学该如何进行 　　程院士向大家解释了何为转化医学，即将科研成果转化为临床应用应该符合&ldquo 大学研究--工业--政府--临床&rdquo 这样的过程。基因数据的获得不应该只是停留在文章的发表，转化到临床应用非常重要。国外的转化模式，不适合中国。在临床方面提供样品提出问题以及相关信息提供给学术机构进行科研研究，还需要工业的参与做成产品才能完成申报。政府介入进行监管，比如获得药监局批准，药监局制定物价，社保局纳入报销等等，全部完成后才能进行临床应用。 　　接下来程院士为大家举例三个临床转化在不同领域的案例： 　　案例1.重度耳聋防治 　　最新数据统计，我国残疾人数达8500万，其中听力障碍人士占24%，但仅有1&permil 的患者得到救治，如果全部救治得花8万亿人民币，相当于去年全国医疗费用总和的两倍，因此要走防治的路线，定制聋人基因检测芯片。 　　首先在大学中开展研究：中国耳聋人群遗传因素致聋比例为55%，针对先天性耳聋、药物致聋、大前庭水管综合征的4个基因(GJ82、GJ83、12S rRNA和PDS)中的9个突变位点覆盖我国80%的遗传学耳聋。清华大学的科研人员研发了包含这9个位点的检测芯片。 　　接着进行工业制作：通过博奥进行芯片优化，制做成品，进行申报，于2009年获得医疗器械证书将能。产品化的芯片能快速、低成本地进行基因检测。 　　受到政府重视：北京市对两万多聋人免费进行检测，20岁以下的患者中，超40%的人致病原因都是基因突变。北京市在全国率先为新生儿免费筛查耳聋基因。成都地区，目前已经确定父母双方凡一方具有成都市户口的出生新生儿，纳入政府免费耳聋基因筛查，并形成常态化，大于每年10约人的检测量。截至去年，全国完成80万例新生儿筛查，预期今年过百万。 　　最后就是将产品应用到临床：通过分析2012年北京市新生儿耳聋基因筛查所得到的数据发现，耳聋基因筛查可用较少成本和投入，获得较好效果。对2012年20万新生儿耳聋基因筛查进行的成本效果和成本效益分析显示，筛查投入约1亿元，可避免损失1971.27个健康寿命年，可多挽救19928.34个劳动年，可为社会减少经济损失9.4亿元。如不筛查，挽救一个劳动年需付出5.45万元，而筛查只需支付0.48万元。从成本效益角度分析，筛查效益成本比率为7.27:1，即投入1元，可获得7.27元的效益。说明耳聋基因筛查具有较高的成本效益 　　案例2.按需定制芯片 　　清华大学就根据医院的要求开发分枝杆菌菌种鉴定基因芯片，能同时快速检测17种分枝杆菌，分离株或者痰样本均可检测。2009年获欧盟CE认证，2010年获国家医疗器械证。 　　博奥生物还与国内多个顶级三甲医院和科研机构合作，开展肺癌、结直肠癌、食管癌、肝癌、胃癌、前列腺癌、乳腺癌、宫颈癌、肾癌、膀胱癌在内的10个肿瘤血浆miRNA标志物的开发工作。本检测项目通过检测健康体检人群和高危人群血浆miRNA谱表达，预测肿瘤风险，该检测具有非侵入性、可动态监控的优点。该项目作为公益性行业科研专项《个体化医学检测的规范化、标准化研究及推广应用》子课题，正在建立个体化医学检测miRNA检测技术LDT指南，并在试点单位试行和修订完善。 　　案例3.中医西释防未病 　　在全国有1.1亿糖尿病人，患病人数快速攀升，其实内因(基因)的影响占只20~30%，而外因(环境)的影响占70~80%，外因通过内因起作用，环境与遗传因素互相作用。程院士提出&ldquo 内因可检测，外因可改变!&rdquo 　　北京中医药大学的王琦教授将人划分为9种体质：平和体质、气郁体质、湿热体质、特禀体质(过敏体质)、阴虚体质、气虚体质、阳虚体质、痰湿体质、血瘀体质，根据统计显示后五种体质的人群易患糖尿病。于是，程院士提出利用血液检测将人群分类中医根据个人体质提出不同调理方案，再针对每种体质人群制作调理饮品。如此一来以中医为主导，结合现代科学检测手段，充分发挥中医在体质分类、未病预测和亚健康调理方面的独特作用，帮助提高生活质量、大幅降低重大疾病诊治的开销。 　　报告的最后程院士总结到，大数据的管理应以个人为中心，针对每个人的自身状况，定制最优的治疗方案，推荐适合的生活方式。为了有效及时进行健康管理，家庭穿戴式设备是不可少的，数据的管理、存储、分析以及相关的云计算也是少不了的，还有就是与大型医院的互动，建立有效联系也是不可或缺的。

仪器信息网讯 2022年9月9日上午，北京海光仪器有限公司（以下简称“海光仪器”）历史科学仪器捐赠仪式在清华大学蒙民伟人文楼举办。本次活动中，海光仪器正式向清华大学科学博物馆（筹）（以下简称“科博”）捐赠一台XDY-1双道原子荧光光度计（海光前身北京地质仪器厂1980年代推出），以作科研仪器展示和科学史研究之用。会议现场活动现场快闪清华大学党委统战部副部长南彬，清华大学科学博物馆高级顾问、九三学社中央委员会一级巡视员杨玲，清华大学化学系主任、教授、九三学社清华大学委员会副主委刘磊, 清华大学分析中心高级工程师、九三学社清华大学委员会副主委、秘书长邢志,北京海光仪器有限公司总经理刘海涛,北京海光仪器有限公司副总经理赵慷,清华大学科学史系主任、科学博物馆馆长吴国盛,清华大学科学博物馆事业发展部主管、馆长助理范爱红，清华大学科学史系助理教授、馆长助理王哲然,清华大学科学博物馆办公室主任孟洁等出席，仪器信息网作为独家媒体亦出席了本次活动。捐赠仪式由清华大学科学系助理教授刘年凯主持。清华大学科学博物馆是中国第一家综合类收藏型科学博物馆，以科技文物和高科技互动展品相结合的展陈方式再现人类科技史上伟大的科学发现和技术发明，同时记录清华理工科在中国近现代科技史上的辉煌成就。自2021年起，九三学社清华大学委员会与科博积极推动双边合作，2021年10月、2022年3月和4月多次组织社员参观科博，为藏品征集提供线索和建议，协助完成了校内多个院系的藏品再收集工作。在九三学社清华大学委员会和社员邢志老师的大力推动下，2022年6月，海光仪器和科博在仪器信息网平台举办的“海光34周年特别活动”上达成了捐赠意向，并于2022年9月9日正式举办捐赠仪式。XDY-1双道原子荧光光度计，不仅是一台分析行业的经典仪器，更记录了我国一段珍贵的科研人奋斗史。在捐赠仪式现场，各位领导和专家分别致辞。清华大学分析中心高级工程师，九三学社清华大学委员会副主委、秘书长邢志清华大学分析中心高级工程师，九三学社清华大学委员会副主委、秘书长邢志回顾了本次捐赠仪器的促成过程。其介绍说，XDY-1双道原子荧光光度计是我国第一台拥有自主知识产权的商用型原子荧光光度计，在中国科学仪器历史传承中有着特殊的含义。未来，希望我们能够发动更多的社员来参加这个活动，希望有更多科学仪器加入博物馆，把清华大学科学博物馆建设得更丰富、更精彩。清华大学化学系主任、教授，九三学社清华大学委员会副主委刘磊每一件仪器，都记录了老一辈的科研过程。清华大学化学系主任，九三学社清华大学委员会副主委刘磊教授在致辞中介绍，目前清华各个院系都在积极支持科博的仪器征集工作。希望这些有着历史沉淀的科学仪器可以作为宝贵的财富，留给社会、留给学生，让大家学习过去的科学研究是怎么做的，同时也能激发大家对于科学技术的热爱。清华大学党委统战部副部长南彬清华大学党委统战部副部长南彬在讲话中回顾了科博的筹建过程和历届活动。南彬副部长说，在科博以往的科普活动中，参加者们都受益匪浅，而逐步壮大的博物馆藏品队伍也必然会进一步增加对大家的吸引力。这台原子荧光光度计不仅是我国自主知识产权仪器的代表，也培养了一代又一代科研人，非常感谢本次的无偿公益性捐赠。清华大学科学博物馆高级顾问，九三学社中央委员会一级巡视员杨玲清华大学科学博物馆高级顾问，九三学社中央委员会一级巡视员杨玲指出，科学博物馆筹建阶段是非常艰难的，各位老师都做了很多工作，贡献了很多智慧。在开馆迫在眉睫的阶段，科博亟需更多的藏品资源和信息，希望清华大学的各位老师和社会资源可以共同努力，有效地促进了下一步工作的开展。北京海光仪器有限公司总经理刘海涛北京海光仪器有限公司总经理刘海涛在致辞中介绍说，这台仪器是十年前在海光客户的仓库找到的。虽然对于海光仪器来讲，它是无价之宝，但作为国营企业，海光仪器也要承担起自己的社会责任和使命，这台仪器入驻科博之后，大家可以通过它了解分析仪器的发展历史，将是非常有意义的一件事情。清华大学科学史系主任、科学博物馆馆长吴国盛清华大学科学史系主任、科学博物馆馆长吴国盛指出，中国的科学博物馆事业整体缺失收藏型、历史产品型的科学博物馆类型，科博的筹建就致力于弥补这部分的短板。而作为近代中国最重要的一个理工科的发展基地，清华的理工学科史基本上也见证了近代中国科学技术发展史，所以这件事情由清华来做也是非常合适的。同时，吴国盛也指出，由于各方面的难题，我国科学史全方位发展脉络的重现非常困难，大家也很有紧迫感，这些科学仪器的收藏需要全社会的支持。致辞环节之后，刘海涛总经理与吴国盛馆长共同完成了本次捐赠产品——XDY-1双道原子荧光光度计的揭幕仪式。捐赠仪式现场，刘海涛总经理与吴国盛馆长共同揭幕XDY-1双道原子荧光光度计（北京地质仪器厂1985年推出）捐赠证书每一点锈迹都是科研人拼搏的见证，每一块斑驳都是科研人奋斗的痕迹。这台仪器之后会永久保存在科博，在展厅的聚光灯下开始它的新的使命影响之后一代又一代科研人，教育之后所有对于科学技术感兴趣的各界人士。最后，我们发出呼吁，诚邀行业各界积极参与捐赠，共建科博!捐赠仪式现场，各位专家学者共同讨论仪器原理与会专家合影图

6月20日消息，今日，四代测序企业安序源宣布完成近亿美元B轮融资。这是继2021年10月获得A+轮融资后，安序源再次获得资本青睐，累计获得投资额过亿美元。本轮融资由阿斯利康中金医疗产业基金和云锋基金共同领投，康桥资本、国投招商、五源资本等跟投。据悉，该笔融资将用于安序源测序技术的进一步优化、测序仪生产基地的建设，以及商业化拓展等，以助力安序源四代测序技术的迭代，加速产业化进程。让更低成本、更高效便捷的长读长测序产品惠及更多终端用户，并推动生命科学和医疗产业的发展。安序源成立于2016年，由多名硅谷连续创业家、资深工程师及科学家创立，是一家专注于生命科学的企业。近年来，基因测序市场发展迅速，年复合增速保持在20%以上。但由于较高的技术壁垒，具备上游测序仪研发和生产能力的企业，在全球范围内都寥寥无几，拥有自主可控的专利技术的中国企业更是凤毛麟角。同时，目前市面上主流测序技术为二代高通量技术（NGS），存在读长较短、流程复杂、仪器庞大等不足之处，制约着测序应用企业和测序服务企业的长期发展。为此，安序源自主研发以大规模集成电路和先进生物技术为基础的第四代测序仪，拥有低成本、快速小型化、高精度、和长读长的优势，能在单分子水平上对单个碱基进行重复测序，在科研及临床领域均有广阔的应用前景。安序源还成功开发了可进行高通量测序和分子诊断的微流体Bio-CMOS平台，无论是面向床边诊断和消费者的低成本手持式设备，还是用于独立实验室和医院的全自动仪器均可使用。安序源第四代基因测序仪 安序源创始人田晖博士表示，我们的国际化跨学科团队希望通过持续不断的创新来突破制约测序产业发展的瓶颈。公司自主研发的以大规模集成电路和前沿生物技术为基础的第四代测序仪兼具低成本、小型化、高精度、和长读长的优势，能在单分子水平上对单个碱基进行重复测序，在科研及临床领域均有广阔的应用前景。安序源首个医疗器械GMP生产基地也将于2022年内完工并投入试生产。这次再度获得多家知名专业机构的投资，是对我们团队和产品的认可和信任，也意味着安序源将承担更大的责任、迎接更高的挑战。公司将继续努力，加速实现测序产业升级和低成本测序全面普及的美好愿景。阿斯利康中金医疗产业基金董事总经理、阿斯利康中国副总裁、战略合作与业务发展部负责人陈冰表示：“NGS技术发展已有十数年。虽然全球范围的新冠大流行加速了该技术的广泛使用，但由于高度集成平台的技术壁垒和成本限制，高通量测序技术在全球范围内的渗透率依然很低。测序技术的普及和下沉需要同时具备小型化、低（购置和测序）成本、高精度、高效率的测序平台的出现。我们将全力赋能安序源这样一个具有国际化视野和自有知识产权的跨学科团队的发展，我们也期待在不久的将来，看到测序产业的升级，及基于低成本测序的精准医疗将全面普及。”中金资本总裁、阿斯利康中金医疗产业基金、执行事务合伙人委派代表单俊葆先生表示：“全球范围内，基因测序领域的前沿技术不断引领产业迭代和市场扩展，拥有核心技术的优秀企业会迅速崛起。安序源拥有自主研发的bio-CMOS核心芯片技术和一支具有连续成功创业经验的国际化多学科团队。我们非常高兴能够支持安序源这样优秀的企业，期待公司通过持续的自主研发，不断推进测序技术的发展，早日实现低成本测序全面普及造福患者的美好愿景。“云锋基金执行董事黄潇博士表示：“基因测序仪是高端诊断和先进精密智造的‘明珠’，长读长测序是基因测序的下一代趋势技术。安序源创始人田晖博士‘海归’6年带领团队自主创新开发了新一代长读长基因测序仪。我们邀请云锋投资企业作为用户进行了样本测试，验证了安序源测序仪的产品性能，公司通过半导体芯片的独特设计有能力将现有测序成本下降2个数量级。我们相信安序源独具匠心的自主专利技术创新和测序成本革命性的下降，将为全球基因测序行业带来变革，预祝安序源在生物医药数字化智能化的浪潮中，乘长风破万里浪。”康桥资本董事总经理马可表示：“基因测序是现代生命科学最核心的技术之一，经历了几十年快速发展，进入新的阶段。基因测序技术的每一次变革都对基因组研究、疾病治疗、药物研发等产生深远影响。安序源拥有完全自主研发的四代测序技术，具备低成本、快速、小型化、长度长，准确率高等潜在优势，有效解决当前测序行业的痛点。放眼未来，生命科学仪器的快速创新和国产替代是生物医药和健康领域投资的重要切入点。值得一提的是，安序源是康桥资本健桥成长基金团队设立后的首个投资项目，康桥资本将利用我们在生命科学领域长期打造的生态环境积极助力企业发展。”国投招商生命科学团队表示：“基因测序技术是推动人类生命科学领域知识进步的重要底层技术，自上世纪70年代第一代Sanger测序技术被发明后，相关领域的技术进展虽然已经取得了巨大进步，但是目前应用范围最为广泛的高通量测序技术仍然面临着不能很好统一读长、准确度、测序成本以及测序时长的问题，以安序源为代表的微流控Bio-CMOS芯片技术路线将有望在全球范围内提供一个最新最优的综合技术解决方案，我们看好安序源基于中 美两地布局的全球化研发团队通过其自身不断努力可以最终实现上述目标，为全球生命科学行业的技术进步作出贡献。”五源资本董事总经理井绪天表示：“近年来我们很高兴看到生命科学领域中新的应用场景层出不穷，基因疗法、细胞疗法、合成生物学等都在未来拥有巨大的研发和应用空间，而这背后对于基因测序工具的长读长、高精度、低成本的追求是永恒不变的，能持续满足这些标准的新测序平台将成为下一代生命科技最重要的基础设施。安序源集合芯片、计算、合成生物学等技术，验证了一套全新的测序方法论可以实现成本、通量、长度和精度的全面突破，非常期待安序源能够为生命科学行业的研发效率进步作出贡献。”

新一代测序技术现在越来越多使用在新兴生物药的开发和疫苗生产上。目前药物研发部门使用的各种高通量技术，例如基因芯片、代谢组学建模、酵母双杂、蛋白质组学、高通量化学筛选、电子杂交定位，有望被新一代测序技术替代或作为补充。 　　随着微生物基因组信息逐渐增多，新一代测序技术在抗细菌和抗病毒药物研发领域得到广泛应用，尤其在追踪其耐药突变方面。然而，目前这些研究多出自于学术机构，很少来自于制药公司。细菌和病毒经常会对现有药物产生耐药性，通过下一代测序技术理解微生物的耐药突变对未来抗传染病药物开发尤为重要。 　　在疫苗的质量控制中使用新一代测序技术，可以更早地检测到生产流程中的外源病毒污染。未来，新一代测序技术将用于监测疫苗使用的整个过程，评估其安全性、效率以及在不同宿主中的反应差异。 　　新一代测序逐渐开始在生物制药领域的应用，尤其是在抗体库的构建领域。联合使用新一代测序和荧光定量PCR技术的方法，相比传统的噬菌体抗体库技术速度更快、成本更低，而且对抗体库多样化的后续分析更为精确。另外，通过新一代测序和噬菌体cDNA文库技术的联合使用，可以识别某个多功能酶的新互作蛋白，或者已知互作蛋白的新结合域。相比传统方法如酶联免疫吸附试验以及一代测序速度更快，信息量更大。 　　目前新一代测序技术在药物研发上的应用还属初级阶段，同样面临着数据存储、解读以及标准化的问题。新一代测序技术的出现对于药物研发具有里程碑的意义，现有的应用贯穿了早期研发到临床实验的各个阶段。随着未来测序成本的降低，大数据分析能力增强，基因诊断和个体化治疗的不断发展，越来越多效率更高、副作用更小、更为特异的新药将会不断涌现。 　　近几年兴起的直接面向用户的个人DNA信息咨询产业其实是基因检测市场化产物，基本模式是利用互联网和快递寄送，将检测试剂盒送至用户手中，再由其将采集的唾液及时送回公司，并从中提取用户的DNA，检测结果也可直接从网上查询获取。 　　目前这些公司绝大部分只能对已知的目标基因进行检测，靠大量的数据统计结果计算百分比，生物学意义和临床意义都不大，但随着基因与人类疾病健康关系的深入揭示，以及全基因组测序的普及，个人的遗传信息对临床个体化治疗将越来越具有指导意义。 　　现代医学观念变化之一是从&ldquo 治疗&rdquo 向&ldquo 预防&rdquo 转变，实现这一目标的有效手段之一就是建立个人遗传健康档案以及重大疾病预警机制。要达到及早预防的目的，必须充分了解基因与人类疾病健康的关系，这还需依赖临床数据库的不断积累，并通过生物信息解读展开充分发掘。 　　监管规范与基础生物信息学仍是目前制约新一代测序技术应用的主要瓶颈。监管与规范化问题有望随着试点审批以及相关注册法规逐步完善而解决，技术相对成熟的生育健康领域将最先恢复发展，重回快速增长的轨道。 　　生物信息学的发展，关于人类健康与基因关系的研究过程相对漫长，有赖于大数据等新技术的应用的支持，但对每一个病种或者每一个基因研究的突破都将打开一片新的市场空间。当大量生物信息大数据被解读，基因测序市场将与疾病预防相结合，开启新的技术时代。 　　巨大的市场前景吸引着大量资本进入，二代测序企业如雨后春笋般涌现。暂停基因检测之前，产前无创筛查主要被华大基因和贝瑞和康所瓜分，2014年3月CFDA开放申请后，申报企业的数量众多，市场存在再分配的机会。

台式高通量基因组测序仪承诺将基因组学普及到大众，但对非专业测序技术人员而言，却无法分辨这些承诺是不是激烈的行业竞争中过头的宣传手段。据《自然》网站4月22日报道，英国伯明翰大学、卫生保护局等机构研究人员组成的一个研究小组对目前市场上3种主要的基因组测序仪进行了调查，用分离的埃希氏菌对它们的组测序性能进行了对比分析。研究结果发表在当日的《自然· 生物技术》上。 　　目前市场上有3种主要的高通量基因组测序仪：罗氏公司的454 GS Junior、Illumina公司的MiSeq和生命技术公司的PGM测序仪，它们的安装和运行成本都在最适中范围，都能满足绘制细菌基因组序列草图的需求，作为医疗设备用来鉴定和识别病原体具有很大优势。 　　对比检测显示，这3种测序平台各有优劣。如果想要每小时检测总流量最大，PGM是首选，达到80Mb/小时&mdash 100Mb/小时 如果想要每次检测流量最大，当属MiSeq，达到1.6Gb，每小时60Mb，同时它的精确度也是最高的 如果看谁一次读取序列最长，连续性最好，则454GS Junior夺冠，达到600个碱基，但它流量最低，每次检测仅为70Mb，每小时9Mb。PGM和454 GS Junior在检测同聚物的精度方面略逊一筹(插入缺失误差分别为每100个碱基1.5和0.38)。在成本因素方面，研究人员指出，只看价格并非万全之策。 　　去年夏天，埃希氏菌在德国夺去了40多人的生命。该研究作者之一、英国伯明翰大学生物信息专家尼古拉斯· 罗曼介绍说，下一代基因组测序即将进入医务室和公共健康领域，服务对象是那些非专业人士。人们不得不依赖市场信息和公司博客发布才能获得一些比较信息，在激烈的市场竞争中，这些有关性能分析的信息非常有用，但也非常难得。此外，他们的报告也揭示了当前基因微生物诊断学方面的情况。 　　罗曼还说，他们力图把检测中的两大误差源结合起来，这两个主要误差源是核苷酸替换(此时测序仪读的是不正确的碱基)和同聚物插入缺失(插入并探测不正确的序列数据)。同聚体区段误差属于系统误差，即使对样本多次检测，误差依然存在。如果竭力追求从检测结果中排除仪器误差是非常困难的，反而会遏制了公众卫生领域的细菌基因组分析能力。

p 　　测序技术的每一次变革，都是对基因组研究，疾病医疗研究，药物研发等领域的巨大推动作用。从1977年第一代DNA测序技术(Sanger法)，发展至今三十多年时间，测序技术已取得了相当大的发展，从第一代到第三代，测序读长从长到短，再从短到长。虽然就当前形势看来第二代短读长测序技术在全球测序市场上仍然占有着绝对的优势位置，但第三测序技术也已在这一两年的时间中快速发展着。 /p p 　　根据原理的不同，人们将测序技术发展分为三个阶段，第一代，sanger测序。第二代，高通量测序(NGS)。第三代，单分子/纳米孔测序。由于三代测序技术各有优缺点，应用的领域也不尽相同，第一代测序技术仍未被淘汰，目前的测序市场是三代测序技术并存的局面。 /p p style=" text-align: center " strong 第一代：sanger测序 /strong /p p 　　第一代测序技术，主要基于 Sanger双脱氧终止法的测序原理，结合荧光标记和毛细管阵列电泳技术来实现测序的自动化，基本方法是链终止或降解法，人类基因组计划就是基于一代测序技术。第一代的Sanger测序技术的优点是，测序读长长，能达到800-1K bp，且测序用时短，只需要几十分钟即可完成一次测序，测序准确度高准确性高达99.999%，目前仍是测序的金标准 缺点是通量低、成本高，影响了其真正大规模的应用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/c42dc54f-dd66-44ff-b704-d7ae009f055b.jpg" title=" 1.jpeg" / /p p 　　因而第一代测序技术并不是最理想的测序方法。经过不断的技术开发和改进，以Roche公司的454技术、illumina公司的Solexa，Hiseq技术和ABI公司的Solid技术为标记的第二代测序技术诞生了。第二代测序技术大大降低了测序成本的同时，还大幅提高了测序速度，并且保持了高准确性，以前完成一个人类基因组的测序需要3年时间，而使用二代测序技术则仅仅需要1周，但在序列读长方面比起第一代测序技术则要短很多。 /p p style=" text-align: center " strong 第二代：高通量测序(NGS) /strong /p p 　　高通量测序技术(又称为下一代测序，Next Generation Sequencing，NGS)自2005年454公司推出第一台基于焦磷酸测序二代测序仪开始，到2017年Illumina推出NovaSeqTM系列，高通量测序技术经历了十几年的技术发展过程，NGS测序平台也经历了一系列的收购和合并，最终形成主要三家测序平台，包括：Illumina的Solexa平台、Life Technologies的 Ion Torrent平台和华大基因的Complete Genomics平台。 /p p 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　1.Illumina平台 /strong /span /p p 　　由于其技术成熟，平台之间高度互补性与交叉性，使得其在短读长测序上大占优势，是目前应用最广泛的NGS平台。目前其占据了测序仪市场约70%的市场份额。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 2.Life Technologie平台 /strong /span /p p 　　Life公司Ion Torrent测序平台采用的为半导体测序原理，其在非碱基多聚体(non-homopolymer)的测序上正确率与其它NGS平台相差无几，而对于连续碱基的检测还不够完善，在检测同一碱基连续出现时的数量可能会有所误差。相对于其他平台，测序通量较小，平台数量也较少。 /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 3.Complete Genomics平台 /strong /span /p p 　　Complete Genomics平台采用了高密度DNA纳米芯片技术，在芯片上嵌入DNA纳米球，然后用复合探针-锚定分子连接(cPAL)技术来读取碱基序列。虽然这些技术非常准确，但该技术在应用上最大的限制可能就是其过短的读长。 /p p 　　高通量测序技术经历了十几年的飞速发展，人类基因组测序成本已经从人类基因组计划的约30亿美元降到了1000美元左右。目前二代测序设备在通量、准确度上都有了较大的提高，同时测序成本也随之大幅度下降，成为商用测序的主流。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/179d5f56-cfcc-48c2-a654-d53e05adb76b.jpg" title=" 2.jpeg" / /p p style=" text-align: center " strong 第三代：单分子/纳米孔测序 /strong /p p 　　测序技术在近两年中又有新的里程碑，Helicos公司的Heliscope单分子测序仪、Pacific Biosciences公司的SMRT技术和Oxford Nanopore Technologies公司的纳米孔单分子技术，被认为是第三代测序技术。与前两代技术相比，他们最大的特点是单分子测序，测序过程无需进行PCR扩增，其中，Heliscope技术和SMRT技术利用荧光信号进行测序，而纳米孔单分子测序技术利用不同碱基产生的电信号进行测序。 /p p 　　由于第二代技术存在短读长和耗时长的缺陷，人们希望第三代测序技术能解决这些缺陷，第三代测序技术通过现代光学、高分子、纳米技术等手段来区分碱基信号差异的原理，以达到直接读取序列信息的目的，三代测序设备在DNA 序列片段读长上优于二代设备，但在准确度上较二代设备差，目前尚未完全成熟，市场应用面还不算广，未来随着技术的改善，三代测序设备将更为稳定和成熟。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201807/insimg/cc5887e2-9c01-4a0b-8a42-128f991dee7d.jpg" title=" 3.jpeg" / /p p 　　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 第三代测序优势： /strong /span /p p 　　1)第三代基因测序读长较长，如Pacific Biosciences 公司的 PACBIO RS II 的平均读长达到 10kb，可以减少生物信息学中的拼接成本，也节省了内存和计算时间。 /p p 　　2)直接对原始DNA样本进行测序，从作用原理上避免了 PCR 扩增带来的出错。 /p p 　　3)拓展了测序技术的应用领域，二代测序技术大部分应用基于DNA，三代测序还有两个应用是二代测序所不具备的：第一个是直接测RNA的序列，RNA的直接测序，将大大降低体外逆转录产生的系统误差。第二个是直接测甲基化的DNA序列。实际上DNA聚合酶复制A、T、C、G的速度是不一样的。正常的C或者甲基化的C为模板，DNA聚合酶停顿的时间不同，根据这个不同的时间，可以判断模板的C是否甲基化。 /p p 　　4)三代测序在ctDNA，单细胞测序中具有很大的优势：ctDNA含量非常低，三代测序技术灵敏度高，能够对于1ng以下做到监测 在单细胞级别：二代测序要把DNA提取出来打碎测序，三代测序直接对原始DNA测序，细胞裂解原位测序，是三代测序的杀手应用。 /p p 　 span style=" color: rgb(0, 176, 240) " strong 　第三代测序缺陷： /strong /span /p p 　　1)总体上单读长的错误率依然偏高，成为限制其商业应用开展的重要原因 第三代基因测序技术目前的错误率在15%-40%，极大地高于二代测序技术NGS的错误率(低于1%)。不过好在三代的错误是完全随机发生的，可以靠覆盖度来纠错(但这要增加测序成本)。 /p p 　　2)三代测序技术依赖DNA聚合酶的活性。 /p p 　　3)成本较高，二代Illumina的测序成本是每100万个碱基0.05-0.15美元，三代测序成本是每100万个碱基0.33-1.00美元。 /p p 　　4)生信分析软件也不够丰富。 /p p 　　三代测序和二代测序相比较，第二代测序技术的优点是成本较之一代大大下降，通量大大提升，但缺点是所引入PCR过程会在一定程度上增加测序的错误率，并且具有系统偏向性，同时读长也比较短。第三代测序技术是为了解决第二代所存在的缺点而开发的，它的根本特点是单分子测序，不需要任何PCR的过程，这是为了能有效避免因PCR偏向性而导致的系统错误，三代读长超长，准确低，费用高，但因读长长，利于组装和发现unique reads潜在优势明显，但是劣势也限制了三代测序的商业应用。 /p p 　　 strong 未来前景 /strong /p p 　　目前，第二代的基因测序技术高通量测序(NGS)是市场商用主流。第三代的单分子/纳米孔测序将是未来的大势所趋，但是预计在将来5-10年内二、三代基因测序会共存，但二代测序仍将是测序市场商业应用主流。 /p