基因测序仪工作原理

p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/e1b53786-6e16-4afb-80d3-15282f1c3af7.jpg" title=" 2.jpg" style=" width: 600px height: 446px " width=" 600" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 446" border=" 0" / /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " 　　在今年年初的J.P. 摩根大通医疗保健大会（J.P. Morgan Healthcare Conference）上，Illumina发表了堪称地表上最强的测序仪NovaSeq。全新的测序架构所带来的超高通量，让Illumina的总裁兼CEO Francis deSouza自信地宣示，百元基因组时代的来临已指日可待。从一月产品发布到Q3 财报公布时, Illumina已经出货近200台NovaSeq到客户手中。 br/ & nbsp br/ 　　无可匹敌的超高通量，是吸引许多客户眼球的第一元素。年初S2 流动槽最先上市，一个流动槽每次运行可达到28-33亿数量的reads / clusters。在双S2流动槽同时运行的情况下，使用2x150 bp读长，一次NovaSeq测序可以在一天半内解码16个人类基因体（平均30x覆盖深度）。10月中推出的S4流动槽，更将通量翻了三遍。一个S4流动槽每次运行可达到80-100亿数量的reads / clusters，所以双S4流动槽运行可以在不到两天内解码48个人类基因体（6万亿硷基通量）。S4的强大功能，将加速大规模基因组研究计画，对临床研究提供关键性的突破。如同哥伦比亚大学基因组医学研究所主任David B. Goldstein所言，NovaSeq系列所激发的研究规模和成本，都是一年前无法想像的。这全新系列的可扩展测序机不只帮助基因组医学走向更大规模的研究，也能推动实现如液态活检、肿瘤深度全基因组分析、和大数量单细胞测序等需要高覆盖深度或高强度的测序应用普及化。 br/ & nbsp br/ 　　NovaSeq高通量的可扩展性，满足不同产量的测序应用，也是其受到许多用户青睐的关键。除了可以选择S2 或S4流动槽，以及自由设定单槽或双槽同时运行之外，与S4同时推出的NovaSeq Xp工作流程让NovaSeq系统的灵活度更上一层楼。NovaSeq Xp工作流程的流动槽上样栈与试剂，让用户可以将文库直接上样到流动槽的单个通道中。由于每个通道的文库独立不混杂，用户可以根据通道来划分样本和项目。NovaSeq Xp工作流程带来更大的自由度，例如每个通道使用96个样本索引，每个流动槽一次可以测序384各样本。这样高度的多样本测序（multiplexing）也顺带减低了每个样本DNA所需的起始量。用户可以自由决定使用标准工作流程来混合各种文库类型在一个流动槽裡，或是利用NovaSeq Xp工作流程裡的上样栈实行新颖的样本索引方法，最佳化有效地利用地表上最高通量的测序仪。 br/ & nbsp br/ 　　NovaSeq 6000系统支援所有文库制备方法，例如全基因组测序（WGS）、靶向重测序（targeted resequencing）、RNA测序（RNA sequencing）、和甲基化测序（methylation sequencing）。用户可以在BaseSpace Sequencing Hub上找到NovaSeq产生的范例Illumina文库测序结果。 br/ br/ 　　更多关于NovaSeq系统规格和NovaSeqXp工作流程的细节，可以参考Illumina网站上的白皮书： br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/datasheets/novaseq-6000-system-specification-sheet-770-2016-025.pdf br/ & nbsp br/ 　　除了NovaSeq S4流动槽和Xp工作流程，Illumina在10月推出的创新产品还包含了Nextera DNA Flex，一款全新的高性能全基因组测序（WGS）文库制备试剂盒。Illumina了解在NGS测序技术不断进步下，文库制备的技术也要跟上脚步，一起加速基因组医学爆发性地前进。目前许多实验室在NGS流程的文库制备阶段仍然遭遇瓶颈。多数文库制备流程以及前后的多个步骤，耗时又耗工。文库制备前需要DNA提取、定量和片段化，而文库制备后的步骤包括文库质量评估、文库浓度定量和归一化。这让许多实验室都要延误不少时间在文库制备流程，才能开始测序过程。 br/ & nbsp br/ 　　Nextera DNA Flex的核心技术为Bead-Linked Transposome （BLT），将Nextera的转座体（transposome）链接在磁珠上。BLT的On-Bead Tagmentation整合了DNA片段化（fragmentation）、片段接头化（adapter ligation）、和文库定量归一化（library normalization）的步骤，减少手动接触点并节省文库制备时间到2. 5小时。搭配Flex Lysis Reagent Kit的细胞裂解试剂，Nextera DNA Flex允许直接加入样本如血液、唾液、乾血纸片、和微生物菌株。直接加入样本进一步省去了样本制备的繁琐步骤，不需要辅助设备和试剂来提取DNA。从而将文库制备的整体周转时间，从样本到上测序机，缩短到三小时以内。Nextera DNA Flex的简约有助于自动化流程的使用。 br/ br/ 　　除了是Illumina产品线中最快且最简化的文库制备流程，Nextera DNA Flex的On-Bead Tagmentation提供了比in-solution tagmentation更均值的DNA片段化反应。当样本DNA起始量超过BLT的饱和点（大约是100ngDNA），过多的DNA便无法被片段化。不同于其他种文库制备方法，这样的化学特性使得Nextera DNA Flex片段化结果不会受到DNA定量的准确度影响。当DNA量介于100-500ng 之间，Nextera DNA Flex制备后的文库片段长度和上样量几乎是固定的。用户可以利用Nextera DNA Flex的广泛样本DNA起始量，灵活支持各种类型的基因组测序，简化日常操作。　 br/ & nbsp br/ 　　BLT与样本DNA饱和后带来的均匀文库片段长度和上样量，也提升了基因组测序覆盖度的均一性。不管是人类或非人类基因体，文库DNA片段均匀地覆盖在高与低的GC区域，没有偏好性。这样的通用特性让Nextera DNA Flex应用范围广泛，支持人类或其他大型/複杂基因组以及扩增子和微生物、寄生虫或真菌物种的测序，并且与Illumina各款测序仪完全兼容。用户可以在BaseSpace Sequencing Hub上找到Nextera DNA Flex应用在不同动植物和细菌基因体所产生的文库和在不同Illumina测序仪上的结果。 br/ br/ 　　更多关于Nextera DNA Flex的全新技术BLT原理、快速与整合的流程、以及全基因组测序表现和TruSeq Nano与Nextera XT的比较，请参考Illumina网站上的白皮书： br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/datasheets/nextera-dna-flex-data-sheet-770-2017-011.pdf br/ br/ 　　另外两份白皮书详尽讨论Nextera DNA Flex的文库制备成果： /span /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " br/ /span /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " strong 人类基因体 /strong br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/appnotes/nextera-dna-flex-human-genomes-application-note-770-2017-018.pdf br/ br/ strong 微生物基因体 /strong br/ https://www.illumina.com/content/dam/illumina-marketing/documents/products/appnotes/nextera-dna-flex-small-genomes-application-note-770-2017-019.pdf br/ & nbsp br/ 　　今年十月份发布的这些新产品，NovaSeq S4流动槽、NovaSeq Xp工作流程（预计十二月份开始接受订购）、和Nextera DNA Flex文库制备试剂盒，再度展现Illumina的创新能力，并帮助加速基因组医学迈向大规模、高性能的全基因组研究之路。 br/ /span /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/8ccfe1a5-9088-43fc-b096-b005ae6f42b3.jpg" title=" 1.jpg" / /p p span style=" font-family: 微软雅黑, Microsoft YaHei " strong 作者简介 /strong br/ br/ 庄涵宇博士 br/ Illumina高级经理，生物信息和基因组应用合作 br/ Han-Yu Chuang br/ Senior Manager, Bioinformatics and Genomics Applications Partnerships, Illumina Inc. /span /p

p 　　“这一个项目我做了7年，这辈子能做几个这样的项目?它就像我的孩子一样，对于自己的孩子，哪怕再难、再苦我都要坚持。” /p p 　　“做科研就不能怕走弯路，我跌跌撞撞地走了这么多年，只是为了基因测序技术的国产化，哪怕没有资金和支持，我也要坚持做下去，因为这是我的‘孩子’。” /p p 　　说这话的人是中国科学院北京基因组研究所技术研发中心常务副主任、副研究员任鲁风。多年来，他不断地调整着研究方向，不断地学习不同学科的知识，为的就是研制出中国人自己的基因测序仪。 /p p style=" text-align: center " img title=" 2015810545267550.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201508/insimg/14b6e2f4-ff1d-4525-b4b3-9fa5b7c70aab.jpg" / /p p style=" text-align: center " 任鲁风 /p p 　 strong 　初试牛刀 /strong /p p 　　22岁，毕业于南开大学生物系的任鲁风进入天津市某医院从事遗传性耳聋基因方面的基础研究，一个偶然的机会，他与基因结下了不解之缘。 /p p 　　在那里，他第一次接触到了“基因芯片”，这种在当时还很“时髦”的检测技术，就像给他“注射了一针兴奋剂”。当他得知北京一家公司正在建立基因芯片技术团队时，便毫不犹豫地放弃了在医院刚刚得到的晋升职位和稳定的工作，来到北京寻找他的梦想。 /p p 　　他的梦想与努力没有被辜负，经过多年心血与集体攻关，2003年由任鲁风主要完成的全球第一款SARS病毒全基因组芯片问世，并荣获了首都“抗击SARS集体一等功”。 /p p 　　“当时的基因芯片应用涉及了人类、动物、植物及病毒等方面，主要偏重于在基础研究中的应用，其中针对病毒进行鉴别检测的基因芯片是应用研究中主要的方向。”任鲁风向记者介绍说。 /p p 　　在他看来，在此之前，没有其他分子检测技术能够实现检测靶标的通量概念，基因芯片是第一种可以大规模并行化进行基因靶点检测的实用技术，“如果能够根据其特点应用于恰当的实践领域，将有其广阔的市场前景”。 /p p 　　可是好景不长，SARS过后，和国内众多新兴产业的轨迹一样，基因芯片产业进入了一个波谷期，公司内部业务调整，使得他不得不再次转行，寻找突破口。 /p p 　　2004年，他所在的部门裁撤，开始转岗从事基因治疗新药的研发和临床前实验研究工作。“不安分”的他总觉得还是没有找到自己的“归宿”，他始终坚信，没有应用前景的研究只能锁在象牙塔中，直到他进入中科院基因组所。 /p p 　　碰撞出的基因测序仪 /p p 　　2008年，中科院北京基因组所时任副所长于军研究员，也是任鲁风的博士生导师，针对生命科学仪器的发展提出了模块化DNA分析系统的概念，即对于DNA进行不同层次的分析时，可以是少数几种分子生物学核心技术的一种或多种的集成。此后，在与中科院半导体所的科研交流中，双方一拍即合，提出了研发当时技术复杂度最高，同时也是未来预期应用最广泛的第二代高通量基因测序仪的思路。 /p p 　　这个多学科碰撞出的火花，让当时刚刚进入测序技术研究领域的任鲁风激动不已。“进入研究组后，我才发现，原来我对基因组学、基因测序的了解是那么的浅显。”任鲁风说。 /p p 　　研究小组提出用不同学科领域的技术解决生命科学领域应用的问题。经过生物学和物理学两个看似完全不相干的团队历时半年的相互交流学习，任鲁风和同事们了解了半导体材料和相关的光电技术，也向他们普及了基因检测的相关知识。最终，联合研究组确定了研发基因测序仪所采取的技术路线。 /p p strong 　　再难也要做下去 /strong /p p 　　“2008年的时候，当时买一台类似的测序仪要花400万元，中科院给我们两年半时间，用406万元经费开发出一台测序仪，说实话当时我也觉得挺难的。”回忆起当年情景，任鲁风感慨万千。 /p p 　　“第一年走的弯路非常多，在摸索技术路线时，我们发现了很多问题。到2009年9月，项目要进行中期汇报时，我们才刚刚在仪器研发和技术开发方面入了门。当时非常焦虑，但是再难也要走下去。”任鲁风说。 /p p 　　从2009年9月到2011年4月验收结题，实际上他们只花了一年半时间便完成了这台基因测序仪原理样机的研发。个中曲折，已不能尽数。 /p p 　　功夫不负有心人。2011年3月，第一台基因测序仪原理样机搭建完成并功能实现，同年4月通过了中科院专家组的现场验收。 /p p 　　基因测序仪原理样机的研发成功不仅仅给了研究组信心，同样也为基因组所的学术方向结构完整性提供了有力的支持。在基因组所的“一三五”发展规划中，测序技术研发占据了非常重要的地位。任鲁风在当年博士毕业留所，自信满满地带领新成立的DNA测序技术研究开发中心团队进入下一个攻坚阶段——工程样机的开发工作，但却遇到了极大的困难，差点导致夭折。 /p p 　　工程样机的开发工作涉及到对仪器系统的全面重新设计，对各个部件都需要从工程化角度评估和测试，需要远远高于原理样机研发时所需要的经费。因为种种原因，这个项目虽然得到了研究所最大程度的支持，但一两百万元的经费对于这项工程来说实在是杯水车薪，争取国家项目资助又因为种种原因未获成功，开发工作一度陷入断粮状况。“最少的时候直接参与开发工作的只剩两三个人，我不得不争取一些小的项目咬牙支撑这个项目走下去。”任鲁风回忆起工程样机开发阶段的艰难也会有些唏嘘。 /p p 　　峰回路转，2013年10月，项目组与紫鑫药业达成协议，共建中科紫鑫公司实现基因测序仪项目产业化。科研项目的产业化转化所带来的资金和发展契机让任鲁风看到了希望。 /p p 　　“直到2015年1月，中科紫鑫已经完成了20多台机器，准备投放到遴选出的试用用户手里，让他们做免费的试用，我需要业内的评价。”任鲁风说。 /p p 　　国产自主知识产权的基因测序技术对国家的意义、国家在国际上的战略地位以及对精准医学的发展意义重大。任鲁风告诉记者，“我们的机器上市之后，国外的垄断企业一定会大幅度降价，对我国整体基因产业发展也会有更多的推进作用。” /p p 　　“这一个项目我做了7年，这辈子能做几个这样的项目?它就像我的孩子一样，对于自己的孩子，哪怕再难、再苦我都要坚持。”任鲁风说。 /p

编者按 NGS技术，到底是下一代测序，还是二代测序？NGS到底包含了哪些技术？关于NGS的定义，一直困扰着业内外人士。曾参与“国际人类基因组单体型图计划中国卷”项目 、“炎黄一号” 等多个重大科研项目的基因测序专家王威博士，近期发表了文章《浅议基因测序技术的代际》，文中清晰地解释了测序技术代际问题。小编特将该文转载，欢迎各位交流探讨。 正文： 相对于较早出现的Sanger双脱氧核苷酸测序技术（简称Sanger测序），2005年后出现的NGS测序技术，使得基因组研究进入高通量时代，促进了基因组学科学研究及技术转化应用。 在基因组学领域，NGS通常是next-generation sequencing的缩写，意为下一代或者新一代测序技术，亦有人称之高通量测序技术（High-throughput sequencing，HTS)、二代测序技术（second-generation sequencing）。至于到底哪些测序技术属于NGS，并无明确统一的界定，目前主要有两种观点，存在些许差别。 01 对NGS的最初种理解 自动化的Sanger测序技术，以Sanger技术为起点，新出现的技术被称为下一代测序技术（简称NGS）1。 这些新技术涉原理，依赖不同的模板制备方法(例如乳液PCR、DNA纳米球、桥式扩增 、单分子模板)、序列测定方法（焦磷酸测序、基于可逆终止化学测序、基于连接反应的测序、磷酸连接荧光核苷酸或实时测序）、基因组比对与组装方法等。 这种观点认为目前的大规模并行测序技术都属于NGS，包括Roche/454测序、Illumina/Solexa测序、Life的SOLiD与ION系列以及华大基因的BGISEQ/MGISEQ系列等；此外，持这种观点的学者还将Helicos BioScience、Pacific BioSciences以及Oxford Nanopore的单分子及纳米孔测序技术均纳入NGS技术，并未单独将其定义为第三代测序技术1～3。 02 对NGS第二种理解 另一种理解认为 NGS主要是指基于大规模并行测序（massively parallel sequencing，简写MPS）的测序技术4。 大规模并行测序的关键技术诞生于上世纪90年代，于2005年商业化进入市场。这一技术同时对成百上千万的待检测DNA模板分子进行测序，加大了测序反应的效率与通量，使得一次测序实验便能够完成一个或更多的人类基因组序列的测定。尽管不同的大规模并行测序技术原理各不相同，但有一些共同特点，杨焕明老师有非常简洁的总结5：（1）“裸”、“密”并行，每一个分子簇为一个裸露的测序反应，使得测序通量提高了几个数量级；（2）测序通量 的提高，损失了下机的读长（初期只有约20个碱基，现在已有显著提升）。 尽管MPS的标本制备和测序原理不同于Sanger测序，但它与Sanger 测序一样,仍需要对测序分子进行扩增，因而也不可避免的增加引入序列误差的概率和GC偏差，也不能直接分析不同修饰的核苷酸5。 按照这一观点，单分子测序不属于NGS，而是更加新的技术。 03 NGS：Next-generation 还是 Now-generation? 随着MPS成熟稳定，在2008～2010年左右，NGS有了一个新的含义，即Now-generation sequencing6、7，直译为“当代”或者“现代“测序技术。 也就是说，“下一代”测序技术变成了“现代”测序技术。不过，Now-generation sequencing这一说提法并未被广泛使用。因此在多数情况下，NGS主要是指Next-generation sequencing。 在高通量测序技术刚刚问世时，人们并没有预料到测序技术的后续发展如此迅猛。因此，无论是Next-generation 还是Now-generation，其实都是一个比较笼统的提法，本身也意味着变化和发展。这也就不难理解为什么目前对于哪些技术属于NGS会存在不同观点了。 04 关于测序技术的代际 上述话题牵涉出所谓的测序技术代际的问题。然而目前来看似乎并没有统一的认定。 如果按照上文对NGS的理解，目前的代际划分似乎更多的用来区分Sanger 测序与非Sanger 测序。这两类技术在原理和测序通量上都有存在较大差异，但也有相通之处。例如，无论是Sanger双脱氧核苷酸测序,还是高通量测序中的边合成边测序技术，或者是基于连接反应的测序，其原理都依赖核苷酸的聚合反应。 目前测序仪代际划分的分歧点主要围绕“二代测序”和“三代测序”技术。“三代测序”这种提法出现于2008～2009年，当时主要是指有别于NGS的新型测序技术。一些学者认为单分子测序、实时测序以及核心方法有别于已有技术的方法，应是三代测序技术的定义性特征。目前，三代测序通常是指无需DNA扩增的单分子测序技术4。这种技术从原理与特点来看，有其自身优势（比如测序能够获得较长的读长，有望解决单倍体基因组组装和结构变异识别），是测序技术发展的重要思路。 有学者指出，目前测序技术代际划分，也许更多的是出于商业上的考虑，因为人们通常习惯性的认为技术代际升级代表了技术的演化。例如，Pacific BioSciences 公司在其发表的论文中，将单分子实时测序技术与NGS进行了区分，被归入三代测序技术8，其用意是不言而喻的。 单分子测序技术早在2003年就有概念性的论文发表9。2008年，Helicos BioSciences推出了单分子测序仪，随后Pacific BioSciences与Oxford Nanopore也推出了各自商业化的测序仪。不过，也许是由于单分子测序对技术体系要求更高，这项技术的发展远不如当初人们预想得那般迅猛，直至今日尚未达到NGS这样的市场规模。这期间，Helicos BioScience已于2012年破产，尽管其技术符合目前对三代测序技术的界定。 随着更多的应用，单分子技术也陆续暴露出一些技术问题。例如，在近期的一篇论文中，研究人员对利用长读长测序技术组装的人类基因组进行分析，发现与短读长组装相比，长读长组装的蛋白编码区域含有更多的错误10。尽管有学者指出，新的生物信息学工具已经能够改善纳米孔测序的组装结果，有望从Oxford Nanopore和PacBio的测序数据中获得高质量的序列11。但是，真正的长读长技术，只有达到或超越现有技术的性能和准确度时，才有实用意义。 从测序技术应用角度来看，某些应用也许并不需要长读长的单分子测序技术。例如，基于外周血游离DNA测序的无创产前检测，因目标DNA本身就是一百多个碱基的短片段，采用NGS就能够比较好的进行检测与分析，且成本也在逐渐下降。此外，通过一些间接技术手段，比如华大智造近期推出的stLFR测序12，也能够在全基因组范围内提供基因组长片段信息，包括分型、突变及基因组结构变异。 单分子测序技术从原理上具备潜力与优势，值得进一步研发完善。但是未来能否达到预期的市场规模，甚至成为主流测序技术，还需要经过实践检验。技术发展代际内的升级相对比较频繁，而代际间的升级则相对缓慢，只有核心原理有创新并且跨越式超越前一代的技术，也许才更适合被定义为新一代技术。 总之，目前测序技术代际划分较为模糊，且测序技术目前仍处于快速发展中。其中，SANGER与 NGS均引领了基因组技术，推动了基因组学科技进步。前者为人类基因计划（HGP）做出了主要贡献，目前仍在是很多生物学与医学实验室的常规技术；后者则是当前基因组研究与应用的主流技术，直接为基因组测序的广泛应用扫清了经济上的障碍，使其不仅能更好的服务于科研，也正在成为医学界以及其他应用领域的重要工具。单分子技术则是测序技术发展的重要方向，开始崭露头角，但成熟与完善尚需时日。以上这些测序技术，均有各自的特点，也有其适合的应用范围与应用场景。 附笔： 写这篇小文的初衷，是近期因为有朋友提出过此类问题，也有人常将测序技术类比IT技术的发展。因此在这里分享自己的观点，也期望与持不同意见的朋友交流探讨。 特别感谢两位曾经参与过水稻基因组计划等早期基因组大项目的同事张建国博士与李胜霆博士，在春节假期期间分享了各自的观点，并协助完善本文。 目前测序技术的代际划分并没有统一的认定。即使一个人，其观点也会随时间与认知的改变而发生某些变化。在2008年前后，我们单位的NGS平台刚刚进入规模化稳定运行阶段。也正是那个时候，出现了“三代技术”。业内不少人都认为这类单分子技术很快将取代NGS。但事实并非如此。我曾经的观点认为单分子测序技术属于三代技术，而目前则倾向于将其归入NGS。 关于测序技术的代际，可以看看IT的代际。百度上是这样划分的：初代计算机被称为电子管计算机，第二代计算机被称为晶体管计算机，第三代计算机成为中小规模集成电路计算机，第四代计算机成为大规模和超大规模集成电路计算机，第五代计算机，指具有人工智能的新一代计算机。IT的代际划分主要源自技术原理的革新（第五代感觉主要是软件上的革新），是认识计算机发展史和技术原理的需要，具有客观存在的价值。新一代在性能上全面超越前一代。 从认识论的角度来讲，大家习惯于根据技术划分代际，代际升级代表了技术的演化。只有核心原理新并且跨越式超越前一代的技术才能被称为新一代。新一代的出现首先是从技术原理上提出，有希望和潜力超越现有技术，然后从商业角度宣传，有一些最终行不通的被淘汰，能发展成熟超越前一代的才会真正成为新一代。也有可能方向是对的，但是技术暂时跟不上，会经历曲折的发展。这种代际认识在回顾历史的时候最清楚。 王威 博士 华大智造副总裁，医学遗传学研究员，科学技术委员会成员。 先后参与、负责完成“国际人类基因组单体型图计划中国卷”项目 (简称 HapMap 计划) 北京区域的基因分型任务、初个中国人基因组图谱的绘制工作 (简称“炎黄一号”) 等多个重大科研项目。主要从事基因组医学新技术开发、推广与应用。

CG公司的基因组测序工作完全由机器人完成 工作人员正在蓝色幽暗的&ldquo 车间&rdquo 内操作检测设备 　　美国加州的山景城是&ldquo 硅谷&rdquo 的重要组成部分。现在，一个与硅芯片相关的潜力大产业正在这里兴起，那就是基因组测序技术产业。这个产业的发展是随着多家大公司的激烈竞争开始的。不过，一家名为&ldquo 整合基因&rdquo (Complete Genomics，CG)的公司不像别的公司一样研发和销售测序仪器，而是为科学家提供外包的测序服务，更绝的是，在这家公司里做测序的，并不是研究人员，而是一排排的机器人。近日，《新科学家》杂志探秘了这家充满科幻意味的公司。 　　前台都是&ldquo 机器人&rdquo 　　走进CG公司，连前台都由计算机终端出任。它会主动向来客问好，询问姓名、身份和来访意图。旁边连接的一台打印机则自动打出访客挂牌。与此同时，一份电子邮件已经发送到内部接应人员的电脑上。 　　这家公司的生产线更像科幻电影里的实验室，昏暗蓝色的房间里到处都是高级仪器，室内温度保持在28℃和相对较高的湿度，几名穿着实验服，带着发罩的工作人员在监视着电脑屏幕，查看着机器人的运作状态。 　　这儿已经成为了世界上最大的人类基因组测序工厂。只是在这里工作的不是人类，而是机器人。在一个大约只有半个网球场大的房间里，&ldquo 坐着&rdquo 16台机器人，不间断地进行着人类基因组测序的工作。去年，它们完成800个人的DNA测序工作&mdash &mdash 其中三分之一是后半年做出来的。到了今年，它们已经可以每个月生产出400个人的基因了。 　　CG公司只是目前迅速形成产业的诸多基因组测序公司中的一家，但是它十分独特。公司市场总监图柯特(Jennifer Turcotte)对《新科学家》杂志解释说，通常而言，DNA测序是在一个密封的机器里进行的，但在这家公司的实验室里，机器人却是在一个开放暴露的环境下做基因组测序，这是为了便于维修。实验室特定的温度和湿度是为了符合测序中出现的生化反应，微弱的蓝光是为了避免荧光探测剂在探测基因代码符号时受到其他频率光波的破坏。 　　这儿所进行的基因组测序，已是目前最新的第三代基因组测序技术，称为&ldquo DNA纳米球测序技术&rdquo 。这种新方法是将DNA链放置在一小块硅芯片上进行调节，自我组装成所谓的&ldquo 纳米球&rdquo 。这样的测序所需要的试剂更少，得到的数据则更多。 　　技术人员都穿着无尘室服装，因为任何一点灰尘都会干扰测序，除非哪儿出问题了，一般而言这些技术人员不会干预机器人的工作。机器人则会自动添加试剂，操作样本，每个DNA纳米球上携带着70个核苷酸，其排列顺序会通过光信号被拍摄记录下来。 　　费用正在逐步降低 　　这些机器人正在做的工作，是一个浩大庞杂的工程蓝图中的第一步，所有的人类基因组中有着30亿对碱基对，而CG计划将其全部组装出来。这需要非常大的计算量，公司为此也建了一个自动数据中心。不过，这个数据中心设在距离公司大约有20分钟车程的地方&mdash &mdash 那儿的电费更便宜。 　　目前CG公司只针对研究者和制药公司开放，个人还没法购买他们的服务。在这里，每对基因组测序要价9500美元，如果购买1000对以上，则每对价格降为5000美元。这个价格是随着基因组测序技术突飞猛进而急剧下降的，要知道，十年前，第一对人类基因组序列完成时，其价格是以十几亿美元计量的。而科学家现在已经预计几年后，基因组测序的价格可能会降到一般人都可能支付得起的程度。 　　基因组测序的流水线完全是由机器人来做的，而职员做什么呢?公司共有185名职员，部分是科研人员，忙于改善公司的测序技术，另一部分则是做市场和联络，与各类客户打交道。 　　基因组测序工程是一项既有非常光明的前途但又异常庞大的科学工程，而自动化则可能成为处理这项工作的最佳工具。基因学家们认为，通过一些基因扫描，是可以找到导致人类易感疾病的一些基因变异，人类基因谱上，有一些常见明显变异，但是就整个遗传问题来看，还有大量的混乱的遗传变异隐藏在DNA双螺旋体中，这些也导致了世界上千奇百怪的遗传疾病。 　　如何去捕猎这些神秘莫测的错误基因代码呢?只剩下一个方法，那就是将整个人类基因谱测序，来捕捉一些可能和疾病有关的基因变异。这个方法虽然听上去如同&ldquo 大海捞针&rdquo 一样不靠谱，但目前一些迹象表明，今后或许基因组序列会成为医疗记录的一部分，或者科学家可以通过家庭的基因组测序来纠正基因错误。比如，去年西雅图系统生物学研究所的胡德(Leroy Hood)及其小组与CG公司进行了合作，在《科学》杂志上刊登了一篇论文。他们对一家四口的基因组进行了测序。这是个特殊的家庭，两个孩子都患有两种隐性遗传病&mdash &mdash &mdash 米勒综合征和纤毛运动障碍，而父母则完全正常，在分别测出这家人的基因序列后，研究者将父母和子女基因组序列进行比较，验证了米勒综合征这种非常罕见遗传病的致病突变。 　　提供测序外包的服务 　　目前，站在基因组测序产业化起跑线上的企业包括了同样位于加州的生物科学公司Pacific Bio。这个公司创立了首次可以对单个DNA进行测序的仪器。和CG公司一样，目前，这家公司也只向研究者提供服务。 　　还有一些大型的、从事基因组测序产业的公司已经将基因组测序做到医院和个人普及的地步了，如研发制造大型测序分析仪器的Illumina公司。这个公司在2008年美国成长最快的科技公司评选中，风头甚至盖过了Google。它们提供的产品甚至可以直接给病人使用。而另一位基因创业企业家罗斯伯格(Jonathan Rothberg)甚至发明了可以放在桌子上的基因解码器，可以在2小时之内以很高的精度解读出1000万个基因代码符号。 　　大部分的基因组测序企业都站在一个竞争线上，尽力提高DNA测序的速度，降低费用。而CG公司其实并非和它们是严格意义上的竞争对手&mdash &mdash &mdash 他们计划组装出所有的人类基因序列，研发也是为此目的而进行。此外，他们并不如其他公司一样开发更高级更小巧的基因组测序仪，而是为科学家提供基因组测序的外包服务，也就是说，研究人员无需购买、安装、培训、运行和维修仪器，而只要将样品交给这家公司，等待结果到来就可以。虽然很多人不理解他们的做法，但这家公司始终坚持自己的观点，认为这样的服务最能让科学家将时间从捣腾仪器设备的工作中解放出来，专心放在生物学和假说验证上。 　　从这几年CG公司取得的成绩来看，这种做法确实是有效的。2009年，CG公司宣布其测出了第一个人类基因序列，并移交给美国生物科技信息中心数据库。同一年，他们在《科学》上刊文，发布了三个完整人类基因组序列分析的结果，当时文章还宣布，测序的成本已经可以降到1726美元。这在生物界引起了轰动。到了那一年结束，他们已经做出了50个人的基因序列。 　　此外，他们的名字也随着来自各地的科学家一起多次登上了权威学术杂志。除了去年帮助科学家解开了米勒综合征突变难题给科学界留下难忘的印象之外，美国的罗氏公司还曾经借助CG的基因组测序技术，完成了人类科学史上第一例肺癌患者的全基因组比较。相关研究结果刊登在《自然》杂志上。而美国癌症学会也开始和CG公司联手，希望通过其服务比较正常人和癌细胞基因组序列的差异。或许在不久的将来，解开癌症之谜的第一个贡献就属于这些蓝光照耀下的机器人。

我国的水稻研究已进入了一个全新的领域，目前华大基因农能平台已经完成400多个水稻基因的转基因克隆工作，依托华大基因强大的高通量测序技术，今后将进一步加快水稻转基因育种研究工作。这是记者在6月29日结束的&ldquo 水稻基因组学与农业应用研讨会&rdquo 上获悉的消息。 　　作为世界上最早种植水稻的国家，水稻一直在我国的粮食生产中起着举足轻重的作用。 　　本次会议邀请了来自中国科学院、中国农业科学院、中国水稻研究所、华中农业大学等国内高校、研究所近百名专家与会。中国水稻研究所钱前教授的报告《超级稻产量等性状基因的精确定位与分子育种》，以近年来水稻育种研究中的热点&ldquo 分子育种&rdquo 为本次研讨会展开了序曲，引起与会专家们的广泛关注。 　　华大基因等国内多家单位曾于2002年率先合作完成籼稻基因组框架图与精细图的绘制工作，并在国际着名杂志《科学》发表科学专论。华大基因研究院农能平台的张耕耘博士说，目前华大基因农能平台已经完成400多个水稻基因的转基因克隆工作，依托华大基因强大的高通量测序技术，今后将进一步加快水稻转基因育种研究工作。 　　&ldquo 尽管我国的杂交水稻技术目前在国际上处于领先地位，但随着国际育种公司加速基因资源的争夺、新的优质品种不断涌现，如果不加强分子育种技术研究，我们的水稻育种研究将面临被国际水平赶超的危险。&rdquo 华大基因研究院李瑞强博士接受采访时说。

英国生物银行日前宣布，它将与葛兰素史克制药公司(GSK)和美国再生元制药公司(RGC)合作，对该银行拥有的50万名志愿参与者样本进行基因测序 首批5万个样本的基因测序将于今年年底完成。　　基因证据能够提供各种基因和疾病之间的清晰联系，因而近年来为科学发现和药物开发带来了革命性变化。目前进入临床试验阶段的各种潜在药物，90%都不能够证实其必需的效率和安全性，因而未能进入患者使用阶段，失败原因大多在于未能完全理解药物生物靶区和人类疾病之间的联系。而通过对比研究发现，利用人类基因证据，能大大提高药物开发的成功率。　　英国生物银行拥有世界上最为丰富的健康资源。十多年来，英国政府和慈善药物研究基金已对其投资了2亿英镑，采集了50万名志愿者信息和样品，且保证并不能利用提供给研究人员的数据来确定这些人的身份。此次合作的初始资金由RGC和GSK共同投入，计划在2017年年底之前对首批5万个样品进行基因测序。预计未来完成全部50万名志愿者样本的测序将耗资1.5亿英镑，历时3年—5年。GSK和RGC对所产生的基因测序数据拥有9个月的排他期使用权，之后这些数据将被归入英国生物银行数据库，最终将对更多科学家和科技组织开放 所有的研究发现同样也将提交给同行审议的期刊发表。　　英国生物银行首席调查员、牛津大学医学与流行病学教授罗里科林斯表示：“期待该计划能够开启快速生产各种新药物之门，也使英国生物银行能为那些与健康相关的研究提供更多帮助。”GSK负责研发工作的总裁帕特里克服瓦伦斯说：“人类基因组学发展使我们对人类生物学的理解发生了深刻变化，目前正处在药物发现的新时代。通过与RGC合作，我们能够丰富这一资源并为类似GSK这样的公司开发新药物提供潜在新机会。”

棉花是全球重要的经济作物之一。它的纤维，俗称皮棉，是纺织工业主要的天然原料。全世界棉花种植面积约5亿亩，我国常年种植面积近8千万亩。棉花不但是重要的纤维和油料植物，而且是重要的植物蛋白来源。在食用油中，棉籽油的亚油酸含量最高，达到55.6%。除此以外，棉花种子中还含有极为丰富的蛋白质和脂肪等物质，棉籽榨油后的棉籽粉蛋白质高达45%&mdash 50%，远胜过大米、小麦，甚至超过花生、大豆的蛋白质含量。然而，由于一般栽培棉品种的种子和植株具有色素腺体，而色素腺体中含有的棉酚及其衍生物对人和单胃动物有毒，棉酚是棉属植物特有的化合物，这直接制约了棉籽作为食物资源的开发和利用。 近日，来自8个国家的70多名科学家共同参与的国际合作项目----棉花基因组测序完成。该研究的学术文章《棉花基因组的多倍化及纤维的发育》发表在《自然》杂志上。研究中，科学家们结合传统的Sanger测序与新一代454测序技术对雷蒙德氏棉基因组进行了组装工作，获得了其87.7%的全基因组序列，通过比较基因组以及进化分析发现，雷蒙德氏棉约在1300&mdash 2000万年前经历了一次全基因组复制事件。这次复制事件很可能不是雷蒙德氏棉的第一次基因复制，早在约1亿多年前，雷蒙德氏棉就可能经历了一次基因组复制事件。这些研究结果有利于人类认识古双子叶植物基因组的复制机制。经过雷蒙德氏棉基因组自身比对后，科研人员共鉴定出了2355个共性区域，并发现约有40%的旁系同源基因出现在不止一个共性区域，这表明了雷蒙德氏棉基因组在进化过程中可能经历过大量的染色体重排事件。 自2008年以来，棉花全基因组测序成为棉花基础研究领域的热点问题。下一步要在该成果基础上开发出快捷分子育种工具，实现基因组水平上的棉花分子设计育种，培育出高产、高质、抗病抗旱的棉花优良新品种。分子辅助设计育种和常规育种相结合是未来作物育种研究的必然发展方向，建立在基因组学研究基础上的分子辅助设计育种，因分子标记数量巨大、且不受基因表达时间、显隐性关系和环境条件的影响，大大提高了育种选择的准确性，缩短了育种周期，提高了选择效率。 参考文献：Repeated polyploidization of Gossypium genomes and the evolution of spinnable cotton fibres. NatureVolume:492,Pages:423&ndash 427Date published:(20 December 2012)DOI:doi:10.1038/nature11798

——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。

近来，全国多地出现了疫情反弹和零星病例，加之奥密克戎毒株传播快、更隐蔽，与德尔塔病毒交织叠加，让疫情防控形势变得更加严峻复杂，也给疫情防控工作带来了更大的挑战。在新冠肺炎疫情防控中，基因测序作为疫情溯源的一个重要手段，对疫情防控开展有重要意义。通过对不同的病例进行基因测序，并对基因系列进行比对分析，可以明确传播链条，为病例溯源、流调追踪提供重要的数据支持。自疫情暴发初期，华大智造测序平台就积极投身抗疫前线，前后为全球100余个疾控中心及相关单位提供强有力的工具支撑。近日，面对疫情反扑，华大智造多款基因测序仪还成功助力山东、云南、贵州、内蒙古等地完成新冠病毒的鉴定与溯源，为当地疫情防控的顺利开展提供助力。云南瑞丽：MGISEQ-200助力瑞丽成为全省首个具备基因测序能力的县级市据《云报》2月20日报道，瑞丽市疾控中心购入一台基因测序设备，并完成人员配套能力建设，于2月18日投入使用，成为全省首个具备基因测序能力的县级市。此项技术填补了瑞丽市空白，使该市分子生物学检测技术上了一个新台阶，尤其是为当前应对新冠病毒变异后的疫情防控，提供了有力的技术支撑。而该疾控中心采购的设备就是华大智造MGISEQ-200基因测序仪。在设备运抵后，瑞丽市疾控中心的专家老师及华大智造的工程师们第一时间对仪器进行了安装与调试，并在曲鹏博士的指引下，使用标准品按规范流程进行现场操作，结果符合要求。目前，测序工作正在有序开展。据瑞丽市疾控中心检验师王静介绍，市疾控中心工作人员可以独立操作设备开展基因测序，一般20到24小时内就能知晓其序列，相较原有流程节省了近一半时间。贵州安顺：MGISEQ-2000基因测序仪高效灵活，助力当地快速完成病毒测序 1月26日贵州安顺发现1例阳性病例，接到报告后，安顺市委、市政府高度重视，第一时间做出安排部署，迅速组织专家组开展流行病学调查，随机省、市、区三级激活应急指挥体系。接到通知后，华大智造紧急协调试剂和人员前往贵州省疾控支援测序工作。在华大智造工作人员的协助下，贵州疾控在MGISEQ-2000平台完成测序分析工作，分型结果为奥密克戎毒株。作为一款高准确率、低成本的全能型桌面测序仪，MGISEQ-2000高效灵活的特性为贵州省本次疫情实现快速溯源和防控提供了有力支撑，得到了贵州疾控的高度赞扬。 华大智造MGISEQ-2000高通量基因测序仪内蒙古：MGISEQ-2000RS FAST基因测序仪助力呼和浩特鉴定病毒在本轮疫情防控中，呼和浩特市疾控中心使用了华大智造MGISEQ-2000RS FAST高通量基因测序仪。作为一款高准确率、低成本的全能型桌面测序仪，其高效灵活的特性为呼和浩特市疫情实现快速溯源和防控提供了有力支撑。据了解，华大智造MGISEQ-2000已助力内蒙古完成33例德尔塔变异株的溯源及分析工作。此外，内蒙古巴彦淖尔市、包头、鄂尔多斯及呼和浩特共启动了12套集成式自动化核酸检测移动平台，用于提升当地核酸检测效率。为此，华大智造还派出10名工程师及相关工作人员到场支持。山东聊城：MGISEQ-200助力完成病毒测序 1月23日4时，山东省聊城市高唐县报告1例本土新冠肺炎无症状感染者。接到标本后，聊城市疾控中心基于华大智造MGISEQ-200测序平台连夜奋战开展全基因组测序分析。1月24日凌晨，结果反馈为新冠病毒德尔塔变异株，属于B.1.617.2分支，经省疾控中心对比分析，与近期北京市丰台区新冠疫情病毒序列高度同源。基因序列的测定为病例溯源、流调追踪和形势研判提供了重要的数据支持。这也是市疾控中心首次独立完成新冠病毒全基因组测序实战分析。华大智造作为全球范围内少数几家具有自主研发能力并量产临床级测序仪的制造商之一，自疫情发生以来，一直依托其测序平台对病毒进行基因测序，先后为厦门、瑞丽、海口、济南、石家庄等近百家疾控中心和相关机构提供工具支撑，为多地疫情防控工作提供有效依据，全面助力各地新冠病毒鉴定与溯源工作。

备受关注的&ldquo 基因测序临床应用&rdquo 事件又有了新动态。8月14日，中华医学会发布《关于召开二代高通量基因测序试点单位评估工作研讨会的函》，提到由于目前没有二代测序技术临床应用基本条件和相关规范，为避免临床滥用，国家卫计委将高通量基因测序试点单位评估工作委托给中华医学会进行。以下为函件全文： 　　中华医学会函件，文字版见文末 　　这则通知的发布，意味着基因检测(特别是无创产前检测)离临床应用又近了一步。根据药监局和卫计委的通知文件，目前国内还没有&ldquo 合规&rdquo 的无创产前检测机构。2014年2月，两部委在联合发布的&ldquo 叫停令&rdquo 中明确指出，包括产前基因检测在内的所有医疗技术需要应用的检测仪器、诊断试剂和相关医用软件等产品，需经食品药品监管部门审批注册，并经卫生计生行政部门批准技术准入方可应用。也就是说，基因测序临床应用需要经过药监局和卫计委的二次审批。药监局批准仪器和试剂，卫计委批准试点单位。卫计委的批准直接关系着申报单位能否进入医疗系统，真正用于临床。此前华大基因两款测序仪和配套试剂盒获批即是获得药监局批准，还未获得卫计委批准，因此华大无创产前检测目前还不能&ldquo 按规&rdquo 进行。 　　另外值得注意的是，此次卫计委将试点单位评估工作委托给中华医学会进行。为什么要委托给中华医学会?从中华医学会官网的简介中我们或许可以看出答案： 　　&ldquo 中华医学会( Chinese Medical Association )是中国医学科学技术工作者自愿组成并依法登记成立的学术性、公益性、非营利性法人社团，是党和国家联系医学科技工作者的桥梁和纽带，是发展中国医学科学技术事业的重要社会力量，成立于1915年。现有83个专科分会，50万名会员，下设部门16个，法人实体机构3个，另与解放军军事医学科学院合办医学图书馆1个。中华医学会现任理事会于2010年4月成立，会长陈竺，副会长刘雁飞、买买提· 牙森、刘俊、刘德培、祁国明、吴明江、张雁灵、李兰娟、杨宝峰、柯杨、贺福初、赵玉沛、郝希山、顾玉东、戴建平、魏于全。 　　中华医学会的主要业务包括：开展医学学术交流 编辑出版数百种医学、科普等各类期刊及100余种音像出版物 开展继续医学教育 开展国际间学术交流 开展医学科技项目的评价、评审和医学科学技术决策论证 评选和奖励优秀医学科技成果(包括学术论文和科普作品等) 开展专科医师的培训和考核 发现、推荐和培养优秀医学科技人才 宣传、奖励医德高尚、业务精良的医务人员 承担政府委托职能及承办委托任务 设立临床研究专项资金，提高临床科研水平 组织医疗事故技术鉴定和预防接种异常反应技术鉴定工作 推动医学科研成果的转化和应用 向党和政府反映医学科技工作者的意见和要求。&rdquo 　　除了华大基因，达安基因、贝瑞何康、安诺优达等公司都在紧锣密鼓地准备着。到底谁会率先通过卫计委批准，拿到基因测序临床应用的&ldquo 头牌&rdquo 呢?让我们拭目以待吧。 　　附：基因检测临床应用政策通知简要回顾 　　2014年1月，国家食品药品监督管理总局发布《食品药品监管总局办公厅关于基因分析仪等3个产品分类界定的通知》，提到基因测序诊断产品(包括基因测序仪及相关诊断试剂和软件)，符合医疗器械的定义，应作为医疗器械管理。其中测序反应通用试剂盒作为Ⅰ类医疗器械管理，基因分析仪作为Ⅲ类医疗器械管理，胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)基因检测(测序法)Z值计算软件则需要按情况而定。 　　2014年2月，两部委联合发布《食药监管总局、国家卫计委办公厅关于加强临床使用基因测序相关产品和技术管理的通知》，要求基因测序诊断产品应按规定经食品药品监管部门审批注册，并经卫生计生行政部门批准技术准入方可应用。在相关的准入标准、管理规范出台以前，任何医疗机构不得开展基因测序临床应用，已经开展的，要立即停止。通知下发后仍继续开展的，属地卫生行政部门要依法依规予以查处。 　　2014年3月，国家卫计委发布《关于开展高通量基因测序技术临床应用试点单位申报工作的通知》，组织高通量基因测序技术的临床应用试点申报与推荐工作。通知要求申请的试点单位需满足&ldquo 具有通过省级技术审核的临床基因扩增检验实验室的三级甲等综合医院，妇幼保健院，专科医院，医学检验所 具有与拟申报项目相关的诊疗科目 具备自制试剂的标准化操作规程&rdquo 等条件，申报与推荐4月10日截止。卫计委表示&ldquo 将会同有关司局按照试点单位准入标准组织专家进行遴选，并确定试点单位，提出试点工作要求。" 　　2014年6月，国家食品药品监督管理总局发布通告，批准华大基因的两款测序仪和配套的试剂盒，这是国家食药监总局首次批准注册的第二代基因测序诊断产品。 　　2014年8月，国家卫计委将高通量基因测序试点单位评估工作委托给中华医学会进行。 　　&hellip &hellip 精彩待续&hellip &hellip 　　《关于召开二代高通量基因测序试点单位评估工作研讨会的函》文字版 　　各有关专科分会、有关单位： 　　近日学会接到国家卫生计生委关于高通量基因测序试点单位评估工作的文件，国家卫生计生委高通量基因测序试点单位申报工作已经结束，国家食品药监总局也已公布批准了二代基因测序诊断产品上市，但鉴于目前没有该类技术临床应用基本条件和相关规范，为避免临床滥用，国家卫生计生委医政医管局委托中华医学会尽快对全国各地申报的试点单位进行评估，开展试点工作。 　　经与国家卫生计生委医政医管局沟通，定于2014年8月18日上午9：00在国家卫生计生委西直门办公区2号楼203会议室(地址：北京市西城区北礼士路甲38号)召开二代高通量基因测序试点单位评估工作研讨会，请分会主任委员或有关专家参加，可带一名助手，并请将参会人员名单告我会。 　　中华医学会 　　2014年8月15日

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

深圳东南部大鹏半岛被政府规划为“生态岛、生物岛、生命岛”，也被称为深圳最后的“桃花源”。这里有一座状似哈尼梯田的建筑依山面海而建，这就是目前世界最大的基因库。9月22日，国家基因库开门迎客的当日，来自国内外政界、产业界以及媒体界的人士聚集于此。人们欣赏着别致建筑，也在探寻，如此大库究竟何用?　　为什么要建全球最大基因库　　美国、欧盟、日本先后建立了大型基因数据库，这三大基因数据库的生物信息数据几乎涵盖了所有已知的DNA、RNA和蛋白质数据。华大基因董事长汪建称，我国每年产出的大量基因数据也存在国际三大数据库中，如果国内不能保存我国独特的基因数据，这本身就是一种风险。同时，国家基因库对保护生物多样性也有重要意义。　　国家基因库主任梅永红介绍，国家基因库一期占地面积4.75万平方米，还有二期待建。与三大世界级的基因库不同，中国国家基因库不仅仅是数据库，更是国际上现有的各类生物样本库、数据库、生物多样性库、疾病库等的综合升级版。除了“干库”(即基因、蛋白、分子、影像等多组学生物信息数据库)、“湿库”(多样性生物样本和物种遗传资源库)之外，国家基因库还引入了“活库”，即生物活体库，包括动物资源、植物资源、微生物资源和海洋资源等。梅永红称，“在农业时代，拥有更多的耕地，就意味着拥有了优势 在工业时代，拥有更多的能源，你也具有了相应的优势 在生命时代，拥有更多的基因资源，并对这些资源加以认知和利用，就在新时代拥有了自己的优势。”　　不但要保留信息还要制造生命　　国家基因库的三楼数字化平台摆放着华大基因自主研发的150台BGI-Seq500基因测序仪和一台造价2000万美元的超级测序仪，后者全球共六台，其中两台在中国。国家基因库执行主任徐讯介绍，“这里每年产出5个PB的数据量，什么概念?如果做全基因组深入测序的话可以做1.5万个，做基因筛查可以做一千万个，未来将达到10个PB的产量。”　　此外，还有基因组合成与编辑平台。走进国家基因库大门，首先看到一个巨大的猛犸象雕塑。徐讯说，“这个大型的哺乳动物灭绝了，但是它的细胞可以完整的保存，因为这样的保存我们才可以恢复出来胚胎，如果有合适的母体的话就可以重新复活猛犸象。这也是为什么我们要做遗传物质保存，要做读和写的原因，为什么要做合成的原因。我们计划在2020年的时候完成10万个噬菌体的合成，如果项目完成可能会对治疗疾病产生新的希望。同时，我们还将完成全球第一个动物基因组和全球第一个植物基因组以及人类21号染色体的合成。”他表示，人工合成新生命的完成不仅仅应用广泛，而且对人类自身和生命本质的认识将产生一个质的飞跃。　　国家基因库服务全社会　　和世界其他单一的基因数据库以服务科研为主不同，深圳国家基因库是综合性的，不仅仅有科研的数据，还有产业的数据，它不仅仅面向科研，同时也面向产业，给产业机构提供服务和支持。国家基因库的启动同时，国家基因库公共平台的公共服务也正式对外开始提供。　　徐讯介绍，国家基因库数据中心，将为公众提供免费的数据检索和比对的服务，第一期释放的数据包括三大类七万个物种，可访问数据的能力为20个PB，也接收公开数据的递交和免费的索引服务。　　未来的二期将达到500个PB的可访问能力，超越目前三大库所有的总和。目前开放的数据库既包括了疾病数据库，也包括农业多样性以及动植物基因数据库。　　同时还将启动两大项目，第一是全球生态数据化项目，将完成50案株不同的植物、5万个不同动物和一百万个不同微生物全面的影像数字化。第二是联合全国启动百万云健康队列项目，母亲怀孕到小孩4岁中的关键点遗传信息、关键生物样本和一些生理特征将被详细保存，对母婴健康的精准医疗提供数据库服务。国家基因库还面向推动中国精准医学、精准农业的发展。

图为研究人员正在将处理后的样品点到基因芯片。 　　我国市场上用于基因测序服务的设备和试剂大多来自于少数几家国外供应商，不得不承受比供应商所在国家更高的设备购置和应用费用。 　　如今的基因测序行业，正广泛应用于法医鉴定、疾病控制和诊疗、食品安全等与公众生活密切相关的领域。 　　所谓&ldquo 工欲善其事，必先利其器&rdquo ，而仪器的水平直接影响着基因测序服务企业能在这块据称&ldquo 千亿美元规模&rdquo 的市场上获得多大份额。 　　对于火热的测序服务市场，中科院北京基因组研究所技术研发中心常务副主任任鲁风对《中国科学报》记者指出了本土产业在仪器设备和试剂耗材方面&ldquo 受制于人&rdquo 的隐忧：&ldquo 我国市场上用于基因测序服务的设备和试剂大多来自于少数几家国外供应商，不得不承受比供应商所在国家更高的设备购置和应用费用。而国内的测序服务业成本甚至会高于国外服务商的市场报价。&rdquo 　　成本在降 市场变广 　　仪器的水平对基因测序服务业来说有多重要? 　　首先是成本的降低。1990年人类基因组计划启动伊始，人们计划用30亿美元完成人的基因组测序工作。而今年3月底， Life Technologies 公司在中国推出的台式基因测序仪 Ion Proton，则意味着只需 1000 美元即可在一天时间内完成个人全基因组测序。 　　基因测序费用下降伴以测序精度的提高，测序技术发展速度之快更是超出了人们曾经的想象。&ldquo 大家所熟知的半导体行业的&lsquo 摩尔定律&rsquo 指出每两年达到翻一番的进步，但是在基因测序领域我们的速度是每两年4倍的进步。&rdquo Life Technologies公司CEO Gregory Lucier说。 　　随着测序技术发展带动测序仪器水平提高，科学家们发现基因测序不仅仅用于象牙塔中的研究，而且可以实际服务于公众，比如针对不同病人的&ldquo 个体化医疗&rdquo 。 　　以肿瘤为例，肿瘤实际上是基因组改变的一种疾病，即使是同样的癌症也可能由不同的基因突变所造成。基因的差别让患者对治疗药物有不同的反应，因此需要个体化的医疗方式来对不同的病人进行区别对待，针对每个个体的不同特性来制定方案。 　　江苏省中医院病理科主任医师赖仁胜曾谈到，常见恶性肿瘤使用基因测序和靶向药物治疗效果最明显。目前癌症化疗总体有效率在30%~40% 左右，而通过基因测序筛选出获益病人，有效率可以提高到80%。 　　随着新型测序仪的不断推出，基因测序的市场正在迅速扩大，不仅限于医药行业，还包括农业、食品安全、生物燃料等方方面面。《福布斯》杂志曾预计基因测序市场规模将达千亿美元。 　　目标：高质量、低成本 　　测序市场的诱人前景吸引了众多企业和机构投身这一行业，业内人士自然清楚，谁掌握了基因测序的利刃&mdash &mdash 高质量、低成本的仪器&mdash &mdash 谁就更容易从这个&ldquo 千亿美元蛋糕&rdquo 上切得更多。 　　然而，对于测序利刃锻造之难，曾在基因测序仪器巨头企业Life Technologies的前身ABI公司先后担任研发部门多个重要职务的周晓光深有体会。 　　&ldquo 基因测序仪器牵扯的面非常广，不光是技术问题，还有很多是工程上的问题，光电器件、机械控制器件、软件开发等等也都要涉及，是系统工程。&rdquo 周晓光对《中国科学报》记者说，&ldquo 开发和生产基因测序仪器比做基因测序服务要难得多。&rdquo 　　同时，测序仪器对科研和技术水平的要求也越来越高。 　　据任鲁风介绍，第一代测序仪仅仅是提供一个电泳和电泳后分析的平台 第二代测序仪则利用微加工处理和光电子成像技术实现边反应边测序 第三代测序仪则将反应体系进一步缩小到了微纳米量级的尺度，同时利用物理原理实现了单分子识别。 　　&ldquo 而目前正在进行概念研究的第四代测序技术几乎完全抛弃了生化反应，通过力学、电学等对DNA分子中的碱基直接判读。&rdquo 任鲁风说。 　　本土行业&ldquo 受制于人&rdquo 　　尽管业内人士都深知测序仪器的重要性，本土行业却仍正处于&ldquo 受制于人&rdquo 的尴尬境地。 　　据了解，目前测序仪主要来自于三家外资巨头Roche、Illumina和Life Technologies。 　　&ldquo 从以往经验来看，往往国外设备试剂的更新换代，首先会满足本国的需求，这样就造成了我国总是比国外滞后半年甚至一年的时间应用更高效的研究工具。&rdquo 任鲁风说，&ldquo 以PacBio的RS系统为例，第一篇应用该设备的论文在国际顶级刊物上发表时，还几乎没有几位中国科学家见过这台测序仪的真实样子。&rdquo 　　国内测序服务机构和企业还不得不承受比供应商所在国家更高的设备购置和应用费用，而国内的测序服务业成本甚至会高于国外服务商的市场报价。&ldquo 结合我国的测序市场需求，相信仅仅从科研的应用成本上而言，受制于人这个词汇不可谓不贴切。&rdquo 任鲁风表示。 　　北京诺赛基因组研究中心有限公司常规测序负责人张隽辉曾对《中国科学报》记者表示：&ldquo 目前基因检测设备和试剂的供应基本上由欧美企业垄断，这在很大程度上压缩了国内基因测序服务企业的利润空间。&rdquo 　　上述曾在Life Technologies的前身ABI工作多年的周晓光现为国家&ldquo 千人计划&rdquo 学者、中科院半导体研究所国家光电重点实验室研究员。他进一步指出：&ldquo 购买仪器的成本还不是最关键的，关键是卖给你仪器以后，赚后边的耗材利润，测序时使用的耗材是和仪器相配的，购买仪器的花费和后续要用的大量耗材成本相比简直是&lsquo 小巫见大巫&rsquo ，如果这样下去，国内测序市场越大，仪器和耗材的支出就越惊人。&rdquo 　　目前国内开展测序仪研发的机构还非常有限：联合研制第二代测序仪的中科院北京基因组研究所和中科院半导体所、无锡艾吉因生物信息技术有限公司和深圳华因康基因科技有限公司。北京大学和清华大学的一些研究团队也在开展新一代测序技术相关的研发工作，但还没有公开的文献报道。 　　&ldquo 虽然在这个领域已经开始起步，但很大程度上还是属于引进吸收，缺乏原始创新。国际上日益激烈的第三代和第四代测序技术的研发给我国一个追赶和超越的机会。&rdquo 任鲁风说，&ldquo 在获得前期积累的实战经验基础之上，加大投入支持力度，充分开展跨学科跨专业的合作，积极开展原始创新，建立自主的知识产权体系，才能在这样一个关键节点上真正实现质的突破。&rdquo 　　国内科研机构和企业寻求基因测序仪器&ldquo 突围&rdquo 的努力并未停止，据悉，深圳华因康基因将于年底推出超高通量基因测序仪第三代机型，然而实际效果如何，仍有待市场的检验。

如果说二代测序的使命是使成本降低到1000美元/基因组的话，那么三代测序的使命就是使成本降低到100美元/基因组，进一步促进测序发展为临床的常规检测技术，在临床诊疗上发挥更大的作用。在年初的J.P.Morgan健康医疗大会上，美国基因测序公司Illumina宣布将创建一个新公司——Grail，致力于开发一种不超过1000美元的血液检测，用于多类型癌症的早期筛查。这种肿瘤DNA测序的主要目的是在无症状的个体中诊断各种各样的癌症，从而实现提前预防或治疗。　　随着技术的不断进步，基因测序的成本正变得越来越“亲民”。不过，人们认为1000美元仍然不能使基因测序成为一个“飞入寻常百姓家”的临床诊断价格，人们的下一个目标是100美元。　　“如果说二代测序的使命是使成本降低到1000美元/基因组的话，那么三代测序的使命就是使成本降低到100美元/基因组，进一步促进测序发展为临床的常规检测技术，在临床诊疗上发挥更大的作用。”南方科技大学副教授、深圳市瀚海基因生物科技有限公司(以下简称“瀚海基因”)创始人兼CEO贺建奎告诉《中国科学报》记者，随着第三代测序技术(即“单分子测序技术”)的发展，人们距离这个目标正越来越近。　　第三代测序更易临床推广　　在世界范围内，基因测序仪一度被几家主要的公司所垄断，著名的测序公司有Illumina、Life Tech、罗氏(Roche)、太平洋生物等，我国99%以上的测序仪和试剂都依赖于进口。而在单分子测序方面，此前也仅有美国和英国推出了第三代测序仪。　　“业界对第三代测序仪非常关注。太平洋生物于2014年推出一款小型化的单分子测序仪Sequel，在短短一个月的时间内，他们公司股价就上涨了一倍。”瀚海基因化学部总监高雁介绍说，在临床应用方面，第三代测序仪有着比二代测序仪更大的优势。　　“二代测序需要一个比较复杂的样品制备过程，同时为了建库，还需要匹配十余台设备，光这些设备就需要一百多万元。”高雁告诉《中国科学报》记者，二代测序技术很难在医院推广——医生并不愿意进行烦琐的、需要相对专业水平的样品制备等操作，他们更期待一键式、自动化的操作仪器：待测样品放进去，自动运行，隔天之后就得到一个非常直接的报告，而不是将测序结果交由第三方的生物信息学的专业人员进行分析，再给医生反馈。　　贺建奎认为，相比二代测序，第三代测序技术在临床上的应用有明显优势：第三代测序技术不需要PCR扩增，可直接对单个分子进行测序 样品制备简单，测序成本进一步降低 可直接读取RNA的序列和包括甲基化在内的DNA修饰。这些优势可以大大改善临床基因测序的成本、速度和质量。　　瀚海基因2014年5月份立项，致力于开发一款面向临床应用、可供医生直接使用的第三代基因测序仪。2015年10月底，瀚海基因率先在国内研发出第三代测序仪的原理样机“GenoCare”，引起了国内外的广泛关注。贺建奎预计，工程样机将于2016年下半年制成。　　精准医疗的入口　　基因测序作为精准医疗的重要一环，随着技术的进步以及成本的下降，近年来发展迅速。　　精准医疗主要包括精准诊断和精准治疗两部分。作为精准诊断的关键，基因测序已成为当仁不让的精准医疗的入口。如今，医疗部门通过基因测序及分析技术对病人分子层面信息进行收集，再利用生物信息学分析工具对所有信息进行整合并分析，医生可以早期预测疾病的发生、可能的发展方向和疾病可能的结局，以帮助作出诊断。　　贺建奎介绍说，目前，单分子测序平台可以广泛应用于无创产前诊断、肿瘤早期无创诊断、胚胎植入前遗传学筛查、病原体检测和遗传病基因变异检测等。　　“已有文献报道证明，对唐氏综合征的筛查，单分子测序技术比Illumina测序技术对检测21号染色体异常更为灵敏。”高雁告诉记者，他们的实验设计还显示，单分子测序能够检测到3%的低频突变。　　对于病患而言，如果切除癌症的肿瘤组织，其中大概只有40%是真正的癌症组织，其余60%则是正常的血管等组织。而在40%的癌症组织中，大约只有50%发生了癌细胞突变，另外一半正常。这样算下来，需要真正检测的有突变的癌症细胞只占所要切除的癌症组织的20%左右。　　“我们研究团队将靶向基因捕获和测序融合在一步完成，实现了单分子靶向测序。经过实验设计，证实了可以检测到3%低频突变。所以我们认为，这个原理将来有可能用到癌症的早期检测。”高雁说。　　此外，贺建奎告诉记者，对于诸如埃博拉等重大暴发性传染病的应用领域，第三代或第四代(纳米孔分子测序)测序技术的应用，更是能够第一时间让病毒现出原形，从而为重大传染病防控提供科学依据。　　“测序技术不能仅仅用于科研，更要用于临床，这样才拥有更广阔的市场和更长久的生命力。”高雁说。　　并非取代二代测序　　尽管第三代测序技术优势多多，但并不意味着单分子测序无所不能，也并非毫无瑕疵。贺建奎告诉记者，目前第三代测序并不能取代二代测序，而是作为对其的一种补充共同发展。　　“单分子测序有通量限制，普遍不如二代测序仪高。这限定了其在全基因组测序方面‘拼’不过二代测序仪。”贺建奎说，单分子测序仪并不适合独立做全基因组测序，更适于针对有限的、个性化的、目标性的应用。　　此外，第三代测序仪尽管节省了人力和物料成本，但它的硬件成本还相对较高。贺建奎举例说，太平洋生物公司一款单分子测序仪的成本约为150万美元，其最新版本尽管降低了1/3的成本，其“身价”仍令人咋舌。　　“总体来讲，第三代测序仪还处于起步的发展阶段，仍有未知的空间等待进一步探索。比如三代测序仪提供了一个强大功能，它或能发现潜在遗传信息。”贺建奎说，基因测序技术作为生物大产业的金字塔顶尖的技术，需要国家大力支持。　　“三代测序技术的发展需要国家像支持国产CPU、国产大飞机那样的力度去支持。”贺建奎认为，基因测序技术涉及多学科领域的交叉，这一行业的快速发展，势必带来光学、表面化学等工业品质的提升，这些方面的共同进步最终将推动“中国制造”走向“中国创造”。

据《自然》杂志网站2月8日报道，在上周末于美国佛罗里达州马可岛召开的&ldquo 基因组生物学与技术进展大会&rdquo 上，来自加利福尼亚门洛帕克市的太平洋生物科技公司介绍了其研制的第三代基因组测序仪，该测序仪实现了一次标记一个分子式的单分子速读。 　　研究人员指出，第三代测序仪的关键优势是能够对单个DNA(脱氧核糖核酸)分子进行测序，而目前市场上的主流测序仪只能对分子群体进行平均测序。单分子测序能对DNA中罕见的序列变异进行分析，也不需要在测序之前对DNA样本进行放大，因为放大过程可能引发错误，导致对某个DNA序列检测失败。其工作原理是用一种聚合酶将DNA的复制限制在一个微小的间隙中，给各种碱基加上荧光示踪标记，当碱基合成DNA链时，这些荧光标记就会发出不同颜色的闪光，根据闪光颜色就可识别出不同的碱基。 　　用户使用报告表明，新仪器读出碱基对的平均长度是1500对，这是代表该领域目前技术发展水平的伊鲁米那公司(Illumina)所生产测序仪的10倍。阅读长度越长，将DNA序列片段拼接成完整基因组序列就越容易。去年12月，公司首席科学官埃里克· 斯凯德和研究小组用这些新仪器来追踪海地霍乱的起源。他们对5个S型霍乱菌种进行了基因组测序，不到一个小时就完成了全部测序任务，而用伊鲁米那的150碱基测序仪则需要一个星期。太平洋生物科技公司曾在2008年提出，到2013年将实现15分钟内完成对一个人的全基因组测序，而当时这项工作需要一个月。 　　得克萨斯州休斯顿贝勒医学院测序技术专家迈克尔· 麦茨科表示，单分子测序仪代表了DNA测序的未来，但目前这项技术的最大障碍是失误率高。现有其他测序仪准确率能达到99%以上，而根据使用报告，太平洋生物科技公司的仪器准确率约为85%。但斯凯德认为，这一缺点能通过重复测序来克服。 　　研究人员称，该仪器有望于今年第二季度进入市场，每台成本70万美元，将比伊鲁米那公司的最新测序仪低12.5万美元，虽然短期内不大可能会对市场造成冲击，但它能检测DNA的某些化学改变，因而在如表观遗传学等目前传统测序仪难起作用的领域将大显身手。

随着基因组检测技术的迅猛发展，人们对疾病的认知提升到一个新的高度。对遗传物质的正确解读可为疾病的防治提供重要的信息，由此产生了一门新的学科——遗传咨询，新兴的金领职业“遗传咨询师”正在受到妇幼医生、儿科医生、生命科学院毕业生、分子诊断实验室、医院及第三方检验科室工作人员等群体的追捧。　　《瞭望东方周刊》：解码遗传咨询师　　不仅在医疗界受追捧，遗传咨询行业还受到了央级期刊的关注。日前，《瞭望东方周刊》以《解码遗传咨询师》为题详细解析了我国遗传咨询行业的发展现状。《瞭望东方周刊》以典型的孕前检测遗传咨询为例，强调了遗传咨询师的重要性。然而遗传咨询绝不仅限于孕前检测和产前诊断，遗传咨询技术应用极为广泛，遗传咨询所针对的人群也不尽相同。可以是婴幼儿群体和育龄成人，例如对于新生儿代谢缺陷疾病的生化遗传检查；也可以是成年群体，比如各种用药筛选的诊断，常见的如肿瘤用药 甚至可以是健康群体，比如针对某些常见隐形遗传疾病的筛查，以及其他领域的特殊群体，如亲子鉴定、法医学鉴定等。　　遗传咨询师是产业发展的必然，也是人类健康所需　　随着人类基因组计划的完成，基因行业的发展可谓是日新月异。随着基因二代测序技术的兴起与成熟，测序成本大幅减低，基因测序因此从单纯的科研走向了大规模临床应用，迎来了广阔的市场空间。2014年，基因测序设备领域龙头企业Illumina将人类全基因测序的价格降低至1000美金，今年我国一些企业也开始推出自主研发测序系统，目的是降低测序成本，构建良好的行业生态系统。　　与如火如荼的行业生态相比，目前基因消费市场还处于冰海之中，基因测序临床化还存在很多疑点，主要表现在：不了解什么是基因测序?看不懂基因测序结果报告?读懂了检测报告也不知道接下来该怎么做?基因检测要真正惠及全人类，这些问题必须要解决。那么解决这些问题，需要一群专业人士的帮助，他们就是传说中的遗传咨询师。　　遗传咨询师的角色　　遗传咨询师作为揭秘基因密码的专业人士，是链接临床门诊和遗传诊断实验室的桥梁。遗传咨询师必须具有丰富的专业知识、长期工作积累的经验、优秀的沟通能力等。遗传咨询师的工作包括：根据用户的家族史、医疗史和检测目的，给出最适合客户的基因检测产品建议 综合检测报告和所有能获得的信息，评估疾病发生或复发的几率 进行疾病遗传、检测、管理、预防等知识的传授 帮助受试者做出正确的选择，理性面对致病风险，同时疏导检测结果对受试者可能产生的心理问题。　　我国培训体系已建立：遗传咨询分会已举办四届遗传咨询师培训班　　遗传咨询行业在美国已有很多年，但在中国才刚刚开始。基于基因测序技术的迅猛发展以及巨大的临床需求，2015年2月9日中国遗传学会成立了中国遗传学会遗传咨询分会(简称遗传咨询分会)，由著名遗传学家贺林院士出任主任委员。今年8月，贺林院士带领团队与美国两大权威遗传咨询机构的代表——美国遗传咨询师认证行会(ABGC)代表委员、美国遗传咨询认证委员会(ACGC)代表委员在波士顿进行了正式的官方会谈，商讨建立了中美双方在遗传咨询领域的官方合作机制。这意味着我国将出现一批与国际标准接轨的经过专业培训的认证遗传咨询师。　　自成立遗传咨询分会以来，我国举办了四届遗传咨询师培训班。2015年4月22日由中国遗传学会遗传咨询分会主办，复旦大学生命科学院承办的第一届遗传学会遗传咨询师培训班在上海正式开班。此次培训班面向医院的医生、从事临床诊断的实验室人员(出生缺陷和遗传病、遗传综合症、复杂疾病、儿科、产科、肿瘤等科室)、检验师、相关科研和教学工作者，共开设三门课程，分别是医学遗传学(基础篇)，临床医学遗传咨询(各论篇)和遗传检测分析与诊断方法，共8天，72个学时。内容涉及遗传病、出生缺陷、复杂多基因病、个体化用药和基因组转化医学等各方面，并详细介绍基因组时代可用于基因检测和分子诊断的多种技术手段，特别是利用新一代测序仪和基因芯片进行全基因组SNP、CNV、基因表达和突变分析等，同时，进行分子诊断临床实践、报告解读以及遗传咨询等情景案例教学。　　2015年7月14日，中国遗传学会遗传咨询分会在中国遗传学会遗传咨询分会主席贺林院士的牵头下，联合了国家辅助生殖与优生工程技术研究中心暨山东大学附属生殖医院于济南开办了第二届遗传学会遗传咨询师培训班。此次培训班在第一次成功开班的基础上，引进了美国和香港中文大学遗传咨询师培训课程和教学模式，实现与国外相关领域的全面接轨，以主题演讲、病例讨论、学术互动等形式，使学员们通过本次培训，可以获得最新的医学遗传知识，掌握处理存在遗传病风险的患者及其家庭的医学策略，理解包括单基因病、多基因病在内的分子机制，并能解释疾病的遗传机制，理解分子遗传方法的原理，建立发现致病基因的科学策略。　　2015年11月5日中国遗传学会遗传咨询分会第三届遗传咨询师培训班(初级班)在美丽的广西南宁市(邕城)盛大开幕。此次培训班面向具有临床资质的临床医生 医学院或生命科学院本科毕业生 分子诊断实验室，医院及第三方检验科室初级职称者 从事相关专业的科研教学、临床检验、遗传诊断，遗传咨询工作经历2年以上者。　　2015年11月7日由遗传咨询分会主办，中国医科大学附属盛京医院承办的第四届遗传学会遗传咨询师培训班在辽宁沈阳市盛大开幕。内容包括遗传咨询基础理论、遗传咨询临床应用、遗传咨询检测技术和遗传咨询政策法规四个部分。此次培训班将在之前成功开班的基础上，进一步完善培训课程和教学模式，在7天的集中培训后，还设立了3个月的远程培训。远程培训的课件邀请ABGC的授课老师设计，包含多种临床案例的遗传咨询，汇聚了北美遗传咨询师教学的精华案例，使国内的遗传咨询培训第一次和北美遗传培训同步。　　记者了解到，遗传咨询分会目前正在筹备下一届遗传咨询师培训班的召开，这意味着我国遗传咨询师培训体系已全面拉开。　　结语　　高通量测序技术的发展，为遗传病和癌症的预防、诊断和治疗带来了福音。在这些高新技术进入临床实践应用的过程中，逐渐暴露出目前医疗体制和医疗环境的不足，规范指南的缺乏，相关机构和技术人员短缺等问题。其中，最主要的问题体现在临床一线遗传咨询师的短缺和相关知识，尤其是对检测报告的解读、遗传学诊断和临床处理策略方面相关知识的匮乏。因此，加速增加遗传咨询师的培训、认证、岗位设定等内容迫在眉睫。随着国家的高度重视和支持力度的迅速增加，遗传咨询正成为基因测序转向临床应用必不可少的一环。

近几年，随着基因概念股在股市上的热浪，国际癌症基因组计划完成的消息，启动又停止、停止又启动的高通量测序的唐氏筛查工作等等。每天不断更新的消息使得基因测序这个产业和概念成为了一个非常热门的话题。 　　在&ldquo 创新中国智库专题讲座&rdquo 上，中国科学院北京基因所技术研发中心常务副主任任鲁风作了《基因测序技术在中国应用前景》主题讲座。他主要从基因到底是什么?测序是干什么?基因测序到底能解决我们什么问题以及测序技术、应用在中国及全球的发展态势等方面解读了基因测序的相关内容。 　　什么是基因测序 　　&ldquo 首先做一个基本概念的科普。把地球比作生命之树的话，那么人只是大树末端的一个枝节。就动物而言，全球有1000万种动物，其中哺乳类就有5000。人只是其中一种。&rdquo 任鲁风介绍。 　　据了解，几乎每个生命体都由细胞组成，这个细胞里有一个细胞核，细胞核包裹着遗传物质，从父母那儿遗传的染色体，把它松散拉直之后，就是平常所说的DNA(脱氧核糖核酸)，即通过核苷酸作为基本单位，排列形成生命密码。 　　任鲁风表示，在细胞DNA转化为RNA(核糖核酸)之后，通过RNA在细胞核外面的翻译，生产出蛋白质。而蛋白质也是通过DNA和RNA的排列顺序，构成生命体的不同结构。在这里所有生命活动都是来源于这个顺序，关注这个顺序就可以解决生命的发生和发展问题。 　　DNA与RNA只有四种基本组成单位，也就是核苷酸，这四种核苷酸仅仅在化学分子结构上具有细微的差异，而这四种不同化学结构的分子在DNA链上的排列顺序，决定了所有生命活动的本质，&ldquo 测序&rdquo 就是把这个顺序决定出来。 　　&ldquo 人和人之间的差异只有千分之一，就是这个排列的顺序只有千分之一的差别，这种差别引发了无数的遐想，这些遐想促进了生命科学和医学等一系列科研和应用的不断前行。&rdquo 任鲁风说。 　　测序技术发展了40年，已经走过了四代技术阶段。第一代测序技术已经趋于稳定，在特定市场里保持着独占性应用。第二代测序技术从2006年推向市场后，10年来产生了诸多激烈的竞争，国内厂家也有参与。而第三代和第四代技术，现在还都是处于技术有待成熟和发展阶段。所以近年来主要的竞争还将集中于第二代技术上。 　　基因测序能做什么 　　&ldquo 成本的进一步降低，让基因组学衍生出更多的组学相关研究，并延伸至极为广泛的基础研究和实践应用中。&rdquo 任鲁风说。 　　&ldquo 在涉及生命科学的领域目前都用得到这项技术，目前用基因测序逐渐开始解决实践应用的问题，成本也已经达到实践应用的要求。&rdquo 任鲁风表示，这项技术应用领域包括检验检疫，食品安全、种质鉴定、临床诊断、环境检测、疾病防控、微生物的进化。在农业、林业、畜牧业、渔业等领域，测序技术也已经开始应用其中。 　　任鲁风介绍，现在突发传染病每时每刻都在发生，但不会再出现像2003年SARS疫情时长时间不能准确判别病原的情况了。基因测序技术能够在新突发传染病发生的72小时内获得病原的确切信息。 　　法医鉴定方面早已将测序技术作为基本物证鉴别手段。在国家安全层面，基因信息的安全性和生物反恐都是值得注意的发展领域。实际上这些都是细分领域，目前已经开始呈现市场容量急剧扩张的趋势。&ldquo 基因测序在应用市场里的蓬勃发展和爆发式的增长将从2015年开始。&rdquo 任鲁风说。 　　基因测序重在医学 　　据悉，奥巴马在国情咨文里边提到，要启动精准医学计划，要把所有人基因组全都测完，指导后期的健康分析。这被定义成医学上的一个划时代的开端。 　　那么究竟什么是精准医学呢?任鲁风介绍，根据大量数据积累和分析，得到一个数据库，这样就会得到不同的基因型和疾病与用药之间的关系，之后通过每个人不同的基因或基因表达水平的不同，与这个数据库去对照，会发现每个人每一种疾病的预防、发生、发展、治疗、预后均和基因具有显著的相关性，这样直中靶心，采取有针对性的不同的治疗方法，这就是所谓的精准医学。 　　在目前这个初级阶段，基因测序可能更多集中在遗传病的诊断，传染病的病原检测，肿瘤的个体化治疗以及药物基因组学方面，也就是根据基因来判断病因是什么、药物能不能用和好不好用等问题。&ldquo 在这个过程中个人基因组和临床相关性研究，是目前精准医学首先要做的工作。&rdquo 任鲁风说。 　　任鲁风把健康相关领域分成两个部分，一个是疾病易感性，一个是药物敏感性，疾病易感性是指每个人都有患某种疾病的风险，这个风险来自本身的遗传物质。如果医生可以看到病人的基因组谱，就可以提前获知和进行干预。 　　当然，除了预防还要治病。&ldquo 药物对这个疾病有治疗作用，还没有毒性，这是最好的情况。如果没有治疗作用，药毒还可能对病人有损伤，对于患者而言就是灾难。但通过基因水平来判断，就可以选择既没有毒性又起作用的药物。&rdquo 任鲁风说。 　　基因测序应加快自主研发 　　&ldquo 在基因测序方面，中国现在处于机遇与挑战并存的时期。&rdquo 任鲁风告诉记者。基因组学从概念的出现到现在只不过二三十年的时间。伴随着信息技术的发展，国内外信息互通，让中国的科学家有更多与国外同行直接交流和沟通的机会，加之大量的海外高水平人才回国，使中国在基因组学基础研究，测序技术领域并不比西方国家落后多少。 　　2011年的统计显示，人类基因组计划完成以后，对美国经济的影响是巨大的。意味着通过38亿美元的投资，获得了将近8000亿美元经济带动作用，创造了31万个工作岗位，到2013年，对美国经济的带动作用达到了1万亿美元。 　　据悉，中国第一台测序仪是由深圳华因康公司生产的，而华大基因从美国收购CG公司，也是看中了其测序技术在未来的应用前景。 　　&ldquo 虽然中国的测序技术刚起步，但包括LifeTech和Illumina这两家测序技术巨头，在通过贴牌方式进入中国医疗市场，一定程度上阻碍了我国自主研发的进程。&rdquo 任鲁风表示。 　　在测序技术这一领域，自主研发，自主原理，自主技术平台的缺失一直造成我国应用领域永远给国外这种厂商打工的局面，从机器、软件甚至数据分析方面都要依托外国。 　　&ldquo 中国有广泛的医疗资源和人群，最基础的医疗资源是不缺的，缺的是没有一项是自主创新的技术。&rdquo 任鲁风说。例如，生物技术必要的功能性软件，所有进行基因数据分析的算法基本上均来源于国外原创性的基础算法。中国的高性能计算硬件资源已经达到了先进水平，但对于数据解读、挖掘和数据库建立等方面还落后很多。另外一个问题在于，我国的基础研究和基础数据积累方面，碎片化严重，无法形成统一有效率的研究计划和数据挖掘，这些有待于国家层面的科学布局规划。 　　在技术发展层面，据了解，美国对基因测序技术的研发，从2004年到2014年持续进行资助，从第二代测序技术到目前的第四代测序技术，累积已经投入超过2亿美元。而我国的国家级别支持的基因测序技术研发经费一共大概2000万元人民币。 　　&ldquo 这项技术是决定中国在国际市场上竞争力的关键，我国的科技体制改革，需要在这方面有所考虑。&rdquo 任鲁风说。还有就是目前有一些饮鸩止渴的现象，除了华大收购的CG还算是国产，其他获得国产医疗器械证书的测序产品，均来自于国外。 　　&ldquo 我们已经坚持了六七年的时间来做基因测序技术，目前已经完成了产品样机的生产，即将给国内客户进行免费试用。&rdquo 任鲁风介绍。另外，其领导的科研团队正在策划针对应用的整体解决方案，包括样品处理、测序、数据分析等流程的全自动化实现，&ldquo 用户可以在对样品进行测序和数据分析中实现无人操作，通过云计算和自主研发的算法，可以解决数据的有序积累和挖掘过程&rdquo 。 　　任鲁风表示，在中国缺乏核心精密工业条件和高端生命科学仪器开发生产经验的情况下，如何依靠和支持自主创新来抵抗国外技术蚕食中国市场，值得我们反思。

一家由Facebook亿万富豪尤里&bull 米尔纳(Yuri Milner)支持的小型企业正在寻求进入DNA测序的热门领域，其所研发的产品是一款和笔记本电脑相同尺寸和重量&mdash &mdash 可能也会是相同价格&mdash &mdash 的设备。 　　&ldquo 我们所谈论的DNA测序工具是一款类似于iPad的设备，使用起来非常简便，成本也相当低廉，&rdquo GenapSys公司31岁的联合创始人兼首席执行官何塞姆&bull 艾斯方迪亚普尔(Hesaam Esfandyarpour)表示，&ldquo 我们的目标是将它带到普罗大众的手中。&rdquo 　　这一观点和Illumina截然不同：Illumina是一家出售面向研究人员的DNA测序工具、化学品和其他工具的企业，去年的销售额高达14.2亿美元。今年早些时候，Illumina宣布，其成功到达了生物学上期盼已久的一个里程碑：以1,000美元的价格解密人类的全套DNA序列。 　　然而相关设备的成本价高达100万美元，且必须十个一组进行购买，明年仅有几十个可供出售。这是DNA测序工厂的中心 大型实验室，如位于剑桥的哈佛-麻省理工布罗德研究所(The Harvard-MIT Broad Institute)，以及澳大利亚的嘉万医学研究所(Garvan Institute of Medical Research)立刻进行了订购。 　　艾斯方迪亚普尔表示，他的机器每台售价仅为几千美元，用户可能需要为使机器运作起来的原料和化学品支付更多资金。但他尚未定下官方价格。GenasSys即将上市的原因是想要让科学家们更早地使用到这些机器。商业性质的产品上市将在一年多以后实现。艾斯方迪亚普尔在佛罗里达州马可岛的年度基因组生物学及技术进步研讨会(Advances in Genome Biology & Technology Meeting，以下简称&ldquo AGBT会议&rdquo )上首次谈论了该项技术。 　　DNA测序背后的概念类似于生命科技公司(Life Technologies)出售的Ion Torrent设备的原理 后者正使用一种半导体芯片试图和Thermo Fisher的产品进行融合。(艾斯方迪亚普尔曾经致力于该设备的授权专利的研究。)但两款设备的原理有所不同：Ion Torrent设备测量的是DNA反应时释放的离子，而GenapSys设备测量的则是DNA分子在进行复制、释放其编码时的电信号。 　　艾斯方迪亚普尔表示，Ion Torrent的设备需要多块芯片，每次运作可能需要几百美元的代价。第一次运作将测量1 个gigabase的DNA，第二次测量20个gigabase，第三次则测量100个gigabase&mdash &mdash 这是精确分析人类基因组所需要的DNA编码数量。 　　&ldquo 这可能是一块利基市场，一种真正小型的设备，价格仅相当于一台笔记本电脑，大小也与笔记本差不多，&rdquo GenasSys顾问委员会受雇顾问、哈佛大学的乔治&bull 彻奇(George Church)表示，&ldquo 价格绝对低廉，甚至都不能称其为设备。它填补了(Illumina)MiSeq或(Ion Torrent)或Nanopores公司尚未涉足的一块利基市场。&rdquo 此外，他还希望，GenasSys的DNA测序设备的价格能在该产品正式推出后进一步下降。彻奇表示，他在GenasSys总部亲眼见证过这些机器的运作。 　　GenapSys科学顾问委员会的另一名成员、斯克瑞普斯研究所(Scripps Institute)的埃里克&bull 拓普尔(Eric Topol)也同样表达了乐观情绪。他表示，这款设备的重量仅有几磅重，在另一种重要的DNA测序方法上表现良好：读数长度(read length)，即设备一次所能读取的DNA数量。(所有测序设备都只能解码部分基因编码，然后采用超级计算机进行重新组合。) 　　&ldquo 我们正开始一个针对患有糖尿病儿童的抗体测序的研究项目，如果不能进行长读数，这个项目甚至无法开展，&rdquo 拓普尔说，&ldquo 随着时间的推移，这将被证明是有用的、重要的，但显然现在还处于非常早期的阶段。&rdquo 　　阿拉巴马州亨茨维尔的哈德孙阿尔法研究所(HudsonAlpha Institute)所长兼主任里克&bull 迈尔斯(Rick Myers)为一家风险投资基金对GenapSys进行了审查。&ldquo 我对此感到激动，因为我认为这家公司真的有潜力，&rdquo 迈尔斯说，&ldquo 他们一定要这么做，把产品带到科学家手中，而他们有潜力成为这个领域的真正玩家。&rdquo 　　基因组学研究人员此前一直都是广告宣传的受害者。几年前，采用激光技术来对DNA单个分子进行测序的太平洋生物科学公司(Pacific Biosciences)发誓要赶超Illumina 它从未成功，但成为了超长DNA读数领域的利基玩家。两年前，一家名为Oxford Nanopore的公司展示了一款指状存储器大小的DNA测序仪，并表示将很快有售&mdash &mdash 但目前为止市场上仍不见其踪影，不过14日上午，布罗德研究所的一名研究员大卫&bull 杰夫(David Jaffe)在AGBT会议上展示了源自于该设备的数据。研究人员对此表示激动，但也警告说，这款设备可能&ldquo 易于出错&rdquo 。高盛分析师艾萨克&bull 罗(Isaac Ro)称，这一演示对Illumina公司来说&ldquo 完全是积极的&rdquo ，因为这使得竞争变得更为不可能了。 　　艾斯方迪亚普尔表示，他从未想过单个DNA分子测序&mdash &mdash 正如Oxford Nanopore和太平洋生物科学公司所做的那样&mdash &mdash 会有高准确率 物理学原理使得这非常困难。他认为，他的方法既便宜又更好。他利用400万美元的奖励金和来自Facebook亿万富豪尤里&bull 米尔纳、德诚资本、盈富泰克创业投资公司(IPV Capital)的不到5,000万美元资金打造了自己的仪器。现在，他必须证明这款仪器可以实现他的愿望。

今年年初illumina公司的CEOJay Flatley在摩根大通健康会议上信心满满地发布了两款测序仪，尽管在基因测序的通量和速度方面，新仪器Hiseq X Ten比其以往的测序仪更具优势，但是昂贵的价格却让很多大公司囊中羞涩、望洋兴叹。而一款仅售900美元的测序仪很可能让illumina公司感到坐立难安，同样感到紧张的还有CG测序仪的拥有者们，因为他们的测序仪重达数吨，而且平均读长仅有36bp。 　　由英国公司Oxford Nanopore开发设计MinION测序仪则拥有很长的读长，而且只有普通U盘大小，可随身携带，理论上可实现想测就测。日前该测序仪已投入市场使用，或许未来它将基因测序仪变得如同手机一样普通、便捷、廉价。 　　MinION测序仪的测序原理 　　MinION测序仪只有4英寸长，普通U盘大小，由一个传感器芯片，专用集成电路和一个完整的单分子感应测试所需的流控系统构成。MinION采用新型纳米孔测序法(nanopore sequencing)，拥有很长的读长，平均读长为80K bp，并且具备很高的测序速度。 　　然而，目前纳米孔测序法较低的测序准确率65%-80%仍是大家关心的问题，但是该设备目前仍在不断更新，仍有很多研究者非常看好这一技术，&ldquo 数年后，它会主导基因测序市场&rdquo 。同样该技术被MIT Technology Review杂志评为&ldquo 2012年10大年度科技突破之一&rdquo 。制药巨头Roche公司同样看好这一技术，2012年Roche公司宣布基因测序仪454从测序市场退出，但它们并没有放弃测序市场，随后它们耗费1.25亿美元收购了纳米测序技术公司Genia Technologies，以及投资了Stratos Genomics公司。 　　MinION测序仪售价仅为900美元，相比那些5 万美元到 75 万美元的基因测序设备，这种基因测序仪未来将会赢得更多的市场。你完全可以将其揣在口袋里，随时随地的测序自己的基因，但基因测序的数据分析则需要运营能力强大的电脑以及专业人士来解读。 　　尽管如此，但是它的出现将会改变目前基因测序领域的游戏规则。大型基因测序仪器设备商以及基因测序服务公司的日子将会变得窘迫起来，因为人们将不再需要他们的设备、仪器和服务，另外基因测序解读公司可能会火起来，因为庞大的基因测序数据需要更多的公司来完成基因解读的任务。

深圳共进电子股份有限公司6日正式宣布与上海小海龟科技有限公司签署战略合作协议，强势进军大健康领域，双方将共同打造国内首款自主研发的基因测序新产品——半导体高通量基因测序仪，为精准医疗发展注入强力，成为基因测序领域迅速崛起的新兴力量。 共进股份作为全球领先、中国最大的高端通信电子产品生产巨擘，于2015年2月在上交所成功上市，产品涵盖各类网络通信终端设备、智慧家庭、可穿戴产品。小海龟科技是一家从事创新生物芯片及高端医疗器械研发、生产和服务的高科技公司，已自主研发成功半导体高通量基因测序仪和测序芯片，并启动预研更下一代的基因测序技术。 去年上市以来，共进股份就已确定转型升级目标领域，包括实施智能化工厂解决方案，拓展智慧家庭领域、大数据个性化服务领域及智能生物传感器领域。去年6月的16亿元定增计划进一步锚定“互联网+医疗健康”、“互联网+智慧家居”两大领域，此次联姻小海龟科技是其转型大健康医疗领域的第一步。 据1月5日晚间共进股份刊登的公告，此次向小海龟科技共注资人民币3000万元，所占股份达10%。另据发布会介绍，共进股份此前已间接持有小海龟科技5%的股份。因此，共进股份目前共持有小海龟科技15%的股份。 在发布会上，共进股份和小海龟科技联合推出一款新产品——半导体高通量基因测序仪。据小海龟科技首席科学家吴东平介绍，该产品的核心原理是利用半导体芯片中高度集成的传感单元测量离子变化并转换为电信号读出，具有通量高、速度快、精度高的优点。据悉，该产品是国内首款自主研发的半导体基因测序仪，拥有全自主知识产权，技术先进。更吸引市场的是，该仪器价格和测序费用都将大大低于目前的市场行情，将有力推动基因测序技术的普遍使用。 共进股份董事长汪大维告诉记者，“对于进军基因测序行业，我们和小海龟的合作可谓是珠联璧合，除资本合作以外，共进股份将与小海龟科技在半导体高通量基因测序仪新产品的生产、产业化、市场营销等方面达成深度合作。” 共进股份总经理唐佛南说，“共进股份与小海龟之间的战略合作，是共进股份布局大健康产业链的第一步，这也是共进股份在拓展智慧家庭领域、大数据个性化服务领域及智能生物传感器领域以外又一次重大的新的尝试。” 早在去年6月，共进股份就推出了募集资金约16亿元非公开发行预案，募投项目中包括了“宽带通讯终端产品升级和智能制造技术改造项目”、“基于人工智能云平台的智慧家庭系统产业化项目”、“可大规模集成智能生物传感器研发项目”、“生物大数据开发利用关键技术研发项目” 等五大项目。 中国是生物和基因测序技术大国，基因测序技术的发展在众多领域都有着极其重要的意义。作为传统治疗与健康管理方式的革新，基因测序广泛应用于个体化医疗，遗传病检测、传染病监控、体检，食品安全检测、育种，药物开发，医疗保险系统、公安安全系统，生命科学研究等领域。 近年来，基因测序产业得到迅猛发展，全球基因测序市场总量从2007年的794.1万美元增长至2013年的45亿美元。预计未来几年，全球市场仍将继续保持快速增长，而Markets and markets预测，中国的基因测序产业2012-2017年间复合年均增长率达到20%-25%。

基因测序无疑是未来看好的技术之一，但其真实价值几何?什么样的创业项目不值得投资?什么样的技术才有护城河?什么样的应用方向才可能正确?基因测序的前景还有哪些瓶颈?作为基因测序领域的资深从业者，Life Technologies(现为Thermo Fisher收购)公司全国临床与科研事业部销售总监、Thermo Fisher公司全国临床市场战略总监柴映爽写了一系列文章，对上述问题进行了深入剖析。以下为柴映爽系列文章的第一篇：　　有一家无创产筛基因测序创业公司寻求1000万的融资，A和B两家投资者来洽谈。投前估值6000万，投后估值7000万。由于有多家感兴趣，因此公司持有人觉得有必要抬高价格以利谈判，把全国预计该做无创产筛的孕妇人数上升一些，把预计收费价格上抬一些，市场容量算出来有千亿，最后改为投前估值9000万，投后估值一个亿。　　由于基因测序是一个新的投资方向，又是资源稀缺性项目，对很多投资机构来说很难确定真实估值，恰巧市场有一家融资成功的同类公司估值两个亿，于是大家就以这家公司作为参比。最后认定一个亿的估值，A和B放弃对赌协议，各投资了500万。　　这就是国内目前不少基因测序项目在投资时发生的类似情况。基因测序属于小众的知识领域，对于投资者来说，存在知识理解的门槛，因此面对多个投资标的，投资机构很难鉴别哪个是优质项目。　　现实情况中，优质项目的创业者往往会考虑限制自己项目的估值，以利下一轮融资时有更多市场主动权。另外由于中国社会的复杂关系，基因测序的相关法规也不完善，创业者为了实现事业目标，以及融资后保证自己的股权话语权，也会邀请多个投资者参与，因此A和B可能都会得到机会。僧多粥少的结果是A和B还会去寻找其他项目，一些非优质项目也一样被纳入视野，后续其他优质项目估值会因此继续水涨船高，一定程度上促成了市场泡沫的形成。　　随着时间的进展，投资者逐渐积累了行业知识，鉴别无创产筛项目的能力上升，然而已得到投资的无创产筛基因测序公司在市场中的行为导致环境竞争上升，市场空间变小，新的无创产筛项目不再受到追捧，技术人才还在，投资的冲动也在，大家开始转向肿瘤领域，觉得可能比产筛市场还大，反正也算不清楚。在中国2014年开始加强反腐和新三板改革之后，加上传统产业亟待新的业务增长点，对于基因测序这样一个有很多想象空间的方向，有更多的创业者、资金、传统企业加入，热闹非凡，股市里各路公司都号称自己跟基因测序沾点边，股票都在大涨，这就是2015年开始的中国基因测序行业市场。　　基因测序无疑是未来看好的技术之一，医疗和健康，是基因测序最大的应用市场。从社会的角度来说，有更多的人关注基因测序是好事，有助于整个社会共同思考其合理的模式和创造它的真正价值。但是如同任何新技术曲线(下图)一样，基因测序正处于高峰前期的炒作阶段，高峰过后得不到回报的资金撤离，必然会制造一个下跌时期，就像2002年前后出现的互联网冬天一样。什么样的创业项目不值得投资?什么样的技术才有护城河?什么样的应用方向才可能正确?基因测序的前景还有哪些瓶颈?作为这个领域的市场从业者，在这里贡献一些个人看法，供创业者和投资者参考，也希望基因测序在正确的呵护下成长，在未来真正可以为中国的老百姓带来价值。　　一、市场格局介绍　　我们用个简单的波特模型分析一下目前基因测序行业的市场：　　1. 对上游供应厂家议价能力很低　　目前基因测序行业内的公司(我们暂把它们称为基因测序应用商)都存在一个问题，就是上游厂商只有Thermo Fisher(收购了Life Technologies)和Illumina两家能够选择，且选择了其中之一作为产品开发平台，就几乎不可能再更改到另外一家，除了仪器外，还必须向该厂商购买仪器运行所需耗材如测序芯片，即便是得到授权在国内生产的，也要购买关键部件。在这方面，应用商全部受制于上游制造企业，基本上谈不上有议价能力，采购的比例越高，议价能力越弱。　　当然，上游厂家处于初期市场竞争的考虑，在市场未饱和时，一般不会涨价反而有可能继续降价，但面对亲密程度不同的合作者，价格有可能不同。以无创产筛为例，从公开资料来看，基因测序应用商每个检测的成本中必须向上游厂家采购的试剂要占到至少20-30%，因此，市场不断扩大，对上游厂商是很有利的，因为其中的20-30%都是自己的，随着应用商优化工作流程降低其他成本，这个比例还可能进一步增高，届时只要一涨价，这些基因测序应用商就只能够接受。这一点和另一分子诊断目前的主流平台定量PCR不同，定量PCR的试剂盒厂家已经完全不受制于任何一家上游制造企业。　　2. 对下游客户议价能力有限　　在医疗健康领域，基因测序应用商的产品，基本上还是通过医院到达消费者手中。也有一些公司在探索引导个人基因组数据的另类消费，如做高端基因体检等等。基本上基因测序应用商都没有自己的医院资源，很多还需要依赖渠道商去打开终端市场，由于医院的数量有限，目前有高通量测序试点资质的医院更少，面对同一家医院入口，市场中同类的基因测序应用商的数量，远远高于有实力的渠道商数量，因此在下游采购者方面的议价能力也显得不那么强，何况中国医疗环境一直倡导低水平广覆盖的原则，终端定价还要受到地方经济水平和物价收费的制约。　　3. 新的进入者分割有限的市场资源　　基因测序应用市场以临床医院为主，基于中国医院的实际情况，每一个市场在起步阶段如果两种模式并存的话，集中收样模式基本上会输给投放模式。限于各种条件，三级医院是目前看得见的高通量基因测序市场，全部加起来大概在1400家左右，但目前高通量测序临床上只开展了四个专业方向的应用，因此实际能应用的医院还不够多，再加上试点单位的限制，商业通路环节的成本升高，短期来看市场资源还是有限的，但新的进入者还很多，资本市场比较充沛，除了从科研转型的国内国外创业者以外，传统医疗企业、非医疗企业都在琢磨进入，而基因测序的技术人才以及不得不具备的生物信息学人员显得比较有限，大部分公司很难同时拥有优秀的技术人才+生物信息学人才+基因领域市场营销人才的组合团队。未来不排除上游厂商也进入这一领域分享蛋糕，会给现有的应用商带来很大的威胁。　　4. 同业竞争格局　　2015年之前，多数基因测序应用商重点关注无创产筛领域，随着几家公司拿到CFDA注册证，市场格局大体形成，不具备下游控制力的小型公司很难后来居上，因此从2014年下半年起，很多应用商转向肿瘤领域，同质化的现象比较重，这里一个问题是终端资源有限，大家基本策略都是买仪器—投放医院合作收样本—自己建黄种人肿瘤数据库—用数据库评估药物疗效或患者风险。而全国拿到无创产筛试点的也就108家，肿瘤试点20多家，遗传病试点没公开，基本也在10-20家左右，辅助生殖试点更少。在临床市场份额方面，Thermo(Life)确实走在了Illumina之前，医院的装机量已经大大超过了Illumina，试点单位中更是如此。试点单位已有了仪器，且目前国家开放二次试点的可能性很小，加上目前非试点医院中已经不少已经有了高通量测序仪，使得再次投放的市场空间和利润空间都变得有限，市场上至少有20家以上测序应用商，部分手中还有仪器没有投放出去，因此在试点政策取消之前，如今单指望投放仪器来掌握终端医院市场已经很困难，即使能成功投放，可能多家供应商不得不同时分享一家医院有限的样本量，企业固定资产很高而回报现金流很有限甚至收不回投放成本。　　同业竞争格局产生的一个负面影响是基因测序应用商的利润下降，为了竞争有限的医院资源，大家不断降低下游价格，甚至出现亏本竞争。有些大幅降价实质是暗中牺牲了质量。正面影响是部分测序应用商开始尝试新的思路降低成本，比如从外周血里捕获胎儿有核红细胞或是检测游离甲基化DNA以减少测序深度和通量，客观上带动了技术层面的探索。或是通过更好的数据解读服务来强化对医生的指导以增加下游话语权，客观上加深了临床对基因测序的理解，使得基因测序能更加正确地应用于临床工作。　　5. 新的替代方法目前不具备威胁　　基因测序是分子诊断的金标准，目前无法取代。高通量测序的最大优势是将几十个上百个基因检测一次性完成，并精确检测突变类型和结构变化细节，非常适合需要短时间内完成多种鉴别诊断的临床应用领域(前提是这些基因检测都具备临床意义)。PCR方法方便快速，但在检测更多靶点时，多重PCR的条件很难优化。基因芯片比测序好的地方是可提供高度一致性的数据，但易出现假阳性，往往还要测序或定量PCR进行验证。质谱方法快速且便宜，但基本还是检测蛋白质和代谢物，应用到检测核酸还有困难。也有人在尝试开发用常规一代测序检测大量基因位点的方法，效果还不得而知。当下出现了一些新的技术探索，如从外周血里寻找循环肿瘤细胞(CTC)，或是用数字PCR检测外周血里的游离DNA片段(cfDNA)等等，这些技术都还在很早期的阶段，仪器的检测精度有限，另外临床价值不清晰，肿瘤细胞进入血液的时间和比率是多少，检测到的细胞能代表什么肿瘤，细胞数量或cfDNA含量和实体肿瘤大小关联程度有无标准，如何去除大量生物学计算带来的误差，都还在研究之中。目前来看，能代替基因测序的概率偏小，更多出路是和基因测序联用。　　未完待续，精彩内容请关注后续系列报道：　　基因测序，风口上的思考(二)：基因测序的误区和瓶颈　　基因测序，风口上的思考(三)：什么才是护城河?　　基因测序，风口上的思考(四)：对未来的预测和建议　　作者介绍：　　本文作者柴映爽，上海医科大学预防医学专业学士和国家CDC病毒所基因工程学硕士。曾在欧美制药公司工作，2004年初进入Life Technologies 的前身Applied Biosystems公司工作至今，见证了十年来中国基因科学和分子诊断的飞速发展。个人兴趣在于研究基因科学的最新成就，致力于推动成熟的基因科学成果进入中国分子诊断市场并得到健康持续的发展，使得中国的患者能够受益于最新的分子诊断技术。　　本文仅代表作者个人观点，与作者所供职机构无关。

p 　　如今，基因组测序的新闻已变得司空见惯，不像几年前，基因组草图甚至能登上杂志的封面。随着测序仪的价格不断下探，你也考虑购入一台。挑来选去，不知哪一台更好。在这一期的《BioTechniques》上，Jeffrey Perkel告诉你，一台也许并不够。 /p p 　　新一代测序仪在上市之初，价格高昂，仅限“土豪”实验室购买。如今，选择多了，价格也便宜了。比如Illumina新近推出的MiniSeq测序仪，售价仅为49,500美元(美国售价)，每次运行有望产生7.5 Gb，足以应对靶向测序的应用。在爱丁堡大学，本科生甚至可以选修一门课程，用Illumina的NGS技术来破译细菌基因组。 /p p 　　然而，在第一台NGS仪器上市十年后，序列组装仍然是个挑战。即使是5.2 Mb的脆弱拟杆菌(Bacteroides fragilis)基因组，也给爱丁堡大学的本科生带来不少麻烦，这归因于重复和移动的调控元件。不过，研究人员正在学习通过不同的测序技术，来理清这些区域。 /p p 　　Evan Eichler是华盛顿大学医学院的一名教授，他研究的是传统基因组测序项目往往忽视的基因组区域，比如不稳定的区域。这些区域的两端伴随着长片段重复，在减数分裂的过程中可能没对准，导致插入/缺失，或重复。Eichler表示，目前有证据表明这些区域是基因进化的摇篮，它们甚至在某种程度上解释了人何以为人。同时，这些复杂的区域也与疾病相关。 /p p 　　当今，研究人员在测序人类基因组时，大多采用短读长的Illumina测序技术。这种策略将基因组剪切成数百万个小片段，平行读取，然后在数据分析环节将每个片段与基因组的独特序列比对，并鉴定出相对于人类参考基因组的变化。这些算法目前还不能实现基因组的从头(de novo)组装，因此，无法捕获大规模的结构变异。 /p p 　　不过，其他方法可以做到。Pacific Biosciences和Oxford Nanopore的仪器在原理、速度和价格上有所不同，但它们都带来了比Illumina、Ion Torrent长得多的读取片段。PacBio的平均读长达10 kb，有些甚至超过60 kb Oxford Nanopore的MinION读长要短一些，但也在kb级别。 /p p 　　就每个碱基而言，这些技术比Illumina要贵，“原始”错误率更高，并产生了更少的序列。因此，使用这些技术的研究人员需要开展更多的测序运行。不过，如果他们将长读取和短读取技术相结合，就能解决那些之前无法搞定的区域。 /p p 　　再回到Eichler研究的第17号染色体。17q21.31含有一段900 kb的倒位和许多重复基因，它们往往会在测序过程中丢失或错误组装。不过，Eichler的团队如今结合使用Illumina和PacBio的技术，不仅大大提高了测序质量，也明显降低了测序成本。Eichler认为，这种策略有助于增加我们对人类遗传变异的认识。 /p p 　　最近几个月，PacBio和Illumina都推出了新的测序仪。PacBio的Sequel在去年9月推出，比RS II更小巧、更便宜，但通量大大提高。Illumina的MiniSeq也在1月份上市，有望真正降低新一代测序的门槛。如今的你们，有了更多的选择。 /p

上周最会搞新闻的当属于Illumina。　　上周，该公司的肿瘤液体活检子公司Grail刚启动高达10亿美元的B轮融资。本周在J.P摩根健康大会上，它又再次宣布与IBM等多家公司达成合作，布局中下游。更令业内震惊的是，发它布了一款新的DNA测序仪——NovaSeq系列，并宣布会让人类全基因组测序价格进入100美元时代。　　Illumina要让基因组测序进入100美元时代　　DNA测序巨头Illumina发布了一款新的DNA测序仪——NovaSeq系列。雷锋网了解到，新仪器NovaSeq 5000和 NovaSeq 6000的运行速度超过现有仪器的70%，只需1个小时内，便可完成一个人的全基因组测序。不久前全基因组测序还需要一天以上的时间。　　Illumina公司的CEO Francis DeSouza认为，“有一天”，公司的NovaSeq系列进行人类全基因组测序的价格将控制在每人100美元。2006年，Illumina公司的第一台DNA测序仪测量一个人的全基因组数据需要30万美元，如今公司的最高配置产品测序价格只需要1000美元，这里面包含试剂和机器的成本。 Illumina公司一直以来致力于将他们的产品从“阳春白雪”走向平常百姓家。　　Illumina公司称，NovaSeq 6000预计四月份开始出售，NovaSeq 5000今年中开始出售。NovaSeq 5000和6000的售价分别为85万美元和98.5万美元。　　不过对于测序成本会降到100美元这一消息，有业者认为不乏投机取巧的嫌疑。心脏病和遗传学专家Eric Topol认为，“Illumina公司CEO提出的100美元基因组计划是一种投机行为。总有一天我们会达到那样的技术水平，但只是会在什么时候，用的什么仪器，现在说不准。”　　Illumina联合IBM解读肿瘤基因　　同样是在本周，Illumina和IBM建立了基于Watson系统的合作伙伴关系，希望在癌症研究中让基因数据的解读更加标准化和简化。　　具体来说，这两家公司将应用部署Watson for Genomics工具，帮助研究人员解读Illumina的实体肿瘤谱分析结果。Watson for Genomics会被整合到Illumina的BaseSpace和肿瘤测序过程中，这能让科学家检测多达170个基因的变异，更快速和全面地诠释相关数据。该工具将用于帮助严重的癌症患者寻找可能相匹配的药物。　　Illumina与皇家飞利浦合作　　除了上面两则事件，Illumina本周还与皇家飞利浦公司达成战略合作，两家公司会将Illumina分析遗传变异与功能的测序系统，与飞利浦的IntelliSpace Genomics临床信息学平台整合，开发综合的解决方案。　　新的方案，会从肿瘤学病例中获得、分析、注释与解释基因组学数据。　　虽然癌症病例中对肿瘤进行基因检测非常关键，但只有一小部分基因直接导致了个体所罹患的特定癌症，或对这一特定患者具有可发挥的治疗作用。所以如果要对基因数据作出有意义的解释，就需要了解患者的病史、进行相关实验室检测并确定其癌症类型。　　这也是两家公司合作的目的所在。　　医改政策　　国务院印发了十三五医改规划　　本周，国务院印发了《“十三五”深化医药卫生体制改革规划》，部署加快建立符合国情的基本医疗卫生制度。其中的重点任务，是要在分级诊疗、现代医院管理、全民医保、药品供应保障、综合监管等5项制度建设上取得新突破。　　具体而言，到2017年医改的主要目标有，基本形成较为系统的基本医疗卫生制度政策框架 85%以上的地市开展分级诊疗试点 家庭医生签约服务覆盖率达到30%以上，重点人群签约服务覆盖率达到60%以上 基本实现符合转诊规定的异地就医住院费用直接结算，等等。　　而到2020年的目标是，居民人均预期寿命比2015年提高1岁，孕产妇死亡率下降到18/10万，婴儿死亡率下降到7.5‰，5岁以下儿童死亡率下降到9.5 个人卫生支出占卫生总费用的比重下降到28%左右 基本医保参保率稳定在95%以上 城乡每万名居民有2—3名合格的全科医生，全科医生总数达到30万人以上，等等。　　完整改革规划见这里。　　国内医改进行的同时，美国的医改也有了新的动向。　　奥巴马刚发表告别演说，医改就将被废除?　　1月20日，总统奥巴马将下台，让位给唐纳德?特朗普。雷锋网也就此回顾了他当政期间在医疗行业的政绩。但人未走，茶已凉。　　本周，由共和党把控的美国国会参众两院已经做出了废除奥巴马医改主要条款的第一个关键步骤，12日和13日先后批准一道只需简单多数票即可通过的预算调节程序。这程序规定以简单多数通过，民主党人无法通过长篇发言来阻挠表决通过。参议院100个席位中，共和党控制了52个席位。　　预算决议通过后，特朗普马上在社交平台上写道，“贵得负担不起”的医改法即将成为历史!　　共和党人可以利用这一预算调节程序的授权，废除奥巴马医改法案的诸多具体条款。但从技术层面上说，这不等于正式废除医改。此外，尽管大多数共和党国会议员支持废除奥巴马医改，但迄今对采取何种方案替代并未达成一致意见。　　推翻现行医改法案的同时，新一届政府也要确保平稳过渡，建立以病人为中心的医疗制度。　　新产品新技术　　飞利浦用VR技术助力脊柱手术　　1月12日，雷锋网报道飞利浦宣布了一项“有趣的”手术导航技术新突破——“VR”功能。该技术已经应用于他们复合手术室的微创脊柱外科手术中。　　飞利浦的脊柱手术导航系统工作原理是：将光学定位跟踪系统和荧光CT结合起来，以实现实时三维导航。即将CT信息传输到计算机工作处理站，进行三维重建、图像匹配、图像融合等，同时在手术过程中应用定位技术动态追踪手术器械以及患者解剖位置当前位置，实时显示在患者的CT影像上，这样医生就能通过显示屏从各个方位观察到当前手术入路以及各种参数(角度、深度等)。在基本工作原理上，其与市面上其它的计算机导航系统原理是一致的。　　但是，飞利浦这次推出的特色是它的“VR”功能，即在荧光CT上附加照相机，在拍CT的时候拍个照，进一步，将照相机拍摄的病人解剖图像与荧光 CT三维成像结合，产生高分辨率的输出结果。理论上讲，这能让外科医生更加清晰地知道他放置椎弓根螺钉的位置，同时通过3D导航可以确保植入椎弓根的螺钉位置的精确度。　　可穿戴设备能预测疾病　　1月12日，斯坦福大学在《PLOS Biology》发表的一篇文章中称，可穿戴式生物传感器不仅可以监测心率、体表温度、运动量和其他生理参数，还能检测出与肝炎、炎症甚至胰岛素有关的重要生理指标的异常。在我们将要得病而未得之前，可穿戴设备可能会提前预测出来。　　文章中提到，许多可穿戴传感器能连续频繁地监测生理功能，包括心率、体表温度、血氧水平以及运动。可穿戴传感器24小时监测身体机能，在用户患病或有其它异常时，来自这些传感器的数据显示出了日常活动模式的个性化差异。　　研究人员观察分析了来自60个测量对象的20亿监测数据。研究对象携带运动追踪器和其他监测器的数量从1个到7个不等。他们同时发现，传感器能区分出胰岛素敏感和胰岛素抵抗患者，这意味着这种设备未来有可能协助识别有2型糖尿病风险的人。　　研究结果表明，便携式生物传感器对监测个人日常活动和生理状况大有裨益。

html, body { -webkit-user-select: text } * { padding: 0 margin: 0 } .web-box { width: 100% text-align: center } .wenshang { margin: 0 auto width: 80% text-align: center padding: 20px 10px 0 10px } .wenshang h2 { display: block color: #900 text-align: center padding-bottom: 10px border-bottom: 1px dashed #ccc font-size: 16px } .site a { text-decoration: none } .content-box { text-align: left margin: 0 auto width: 80% margin-top: 25px text-indent: 2em font-size: 14px line-height: 25px } .biaoge { margin: 0 auto /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 25px } .table_content { border-top: 1px solid #e0e0e0 border-left: 1px solid #e0e0e0 font-family: Arial /* width: 643px */ width: 100% margin-top: 10px margin-left: 15px } .table_content tr td { line-height: 29px } .table_content .bg { background-color: #f6f6f6 } .table_content tr td { border-right: 1px solid #e0e0e0 border-bottom: 1px solid #e0e0e0 } .table-left { text-align: left padding-left: 20px } 详细信息 阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪 河南省-郑州市-金水区 状态：公告 更新时间： 2023-02-07 招标文件: 附件1 阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目-公开招标公告 中小微企业融资申请 项目概况 阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目招标项目的潜在投标人应在河南省公共资源交易中心网站获取招标文件，并于2023年03月01日09时00分（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况1、项目编号：豫财招标采购-2023-19 2、项目名称：阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目 3、采购方式：公开招标 4、预算金额：2,070,000.00元 最高限价：2070000元 序号 包号 包名称 包预算（元） 包最高限价（元） 1 豫政采(2)20230048-1 国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目 2070000 2070000 5、采购需求（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等） 5.1 采购货物名称及数量：高通量基因测序全自动核酸提取仪 1台，高通量基因测序超声DNA打断仪 1台，高通量基因测序生信分析软件 1套，高通量多功能全自动液体处理工作站 1台5.2 标包划分：共划分 1 个标包 5.3 采购货物技术性能指标：具体参数详见招标文件第五章“采购需求” 5.4 核心产品：高通量多功能全自动液体处理工作站 5.5 采购范围：货物的供货、运输、保险、装卸、安装、检测、调试、试运行、验收交付、培训、技术支持、售后保修及相关伴随服务5.6 资金来源：财政资金，已落实5.7 交货期：10日历天5.8 交货地点：采购人指定地点 6、合同履行期限：/ 7、本项目是否接受联合体投标：否 8、是否接受进口产品：是 9、是否专门面向中小企业：否 二、申请人资格要求： 1、满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2、落实政府采购政策满足的资格要求： 无； 3、本项目的特定资格要求 供应商须具有医疗器械经营许可证或医疗器械经营备案凭证（医疗器械注册人、备案人经营其注册、备案的医疗器械，无需办理医疗器械经营许可或者备案，但应当符合《医疗器械监督管理条例》规定的经营条件），投标产品须符合《医疗器械监督管理条例》相关规定，取得医疗器械注册证或相关凭证。 三、获取招标文件 1.时间：2023年02月08日 至 2023年02月14日，每天上午00:00至12:00，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外。） 2.地点：河南省公共资源交易中心网站 3.方式：登录《河南省公共资源交易中心-市场主体》凭CA数字证书下载投标项目所含全部资料 4.售价：0元 四、投标截止时间及地点 1.时间：2023年03月01日09时00分（北京时间） 2.地点：通过《河南省公共资源交易中心-市场主体》电子交易平台加密上传 五、开标时间及地点 1.时间：2023年03月01日09时00分（北京时间） 2.地点：河南省公共资源交易中心远程开标室(二)-5 六、发布公告的媒介及招标公告期限 本次招标公告在《河南省政府采购网》、《中国政府采购网》、《河南省公共资源交易中心网》上发布， 招标公告期限为五个工作日 。 七、其他补充事宜 无 八、凡对本次招标提出询问，请按照以下方式联系 1. 采购人信息 名称：阜外华中心血管病医院 地址：河南省郑州市郑东新区阜外大道1号 联系人：何芸 联系方式：0371-58680092 2.采购代理机构信息（如有） 名称：河南省信人工程造价咨询有限公司 地址：河南省郑州市金水区文化路9号永和国际1702室 联系人：龚亮 联系方式：0371-63899156 3.项目联系方式 项目联系人：龚亮 联系方式：0371-63899156 采购需求-（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）.pdf × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容：基因测序仪,核酸提取仪,大分子作用仪,移液工作站 开标时间：2023-03-01 09:00 预算金额：207.00万元 采购单位：阜外华中心血管病医院 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：河南省信人工程造价咨询有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪 河南省-郑州市-金水区 状态：公告 更新时间： 2023-02-07 招标文件: 附件1 阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目-公开招标公告 中小微企业融资申请 项目概况 阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目招标项目的潜在投标人应在河南省公共资源交易中心网站获取招标文件，并于2023年03月01日09时00分（北京时间）前递交投标文件。 一、项目基本情况 1、项目编号：豫财招标采购-2023-19 2、项目名称：阜外华中心血管病医院国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目 3、采购方式：公开招标 4、预算金额：2,070,000.00元 最高限价：2070000元 序号 包号 包名称 包预算（元） 包最高限价（元） 1 豫政采(2)20230048-1 国家区域医疗中心设备（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）采购项目 2070000 2070000 5、采购需求（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等） 5.1 采购货物名称及数量：高通量基因测序全自动核酸提取仪 1台，高通量基因测序超声DNA打断仪 1台，高通量基因测序生信分析软件 1套，高通量多功能全自动液体处理工作站 1台5.2 标包划分：共划分 1 个标包 5.3 采购货物技术性能指标：具体参数详见招标文件第五章“采购需求” 5.4 核心产品：高通量多功能全自动液体处理工作站 5.5 采购范围：货物的供货、运输、保险、装卸、安装、检测、调试、试运行、验收交付、培训、技术支持、售后保修及相关伴随服务5.6 资金来源：财政资金，已落实5.7 交货期：10日历天5.8 交货地点：采购人指定地点 6、合同履行期限：/ 7、本项目是否接受联合体投标：否 8、是否接受进口产品：是 9、是否专门面向中小企业：否 二、申请人资格要求： 1、满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定； 2、落实政府采购政策满足的资格要求： 无； 3、本项目的特定资格要求 供应商须具有医疗器械经营许可证或医疗器械经营备案凭证（医疗器械注册人、备案人经营其注册、备案的医疗器械，无需办理医疗器械经营许可或者备案，但应当符合《医疗器械监督管理条例》规定的经营条件），投标产品须符合《医疗器械监督管理条例》相关规定，取得医疗器械注册证或相关凭证。 三、获取招标文件 1.时间：2023年02月08日 至 2023年02月14日，每天上午00:00至12:00，下午12:00至23:59（北京时间，法定节假日除外。） 2.地点：河南省公共资源交易中心网站 3.方式：登录《河南省公共资源交易中心-市场主体》凭CA数字证书下载投标项目所含全部资料 4.售价：0元 四、投标截止时间及地点 1.时间：2023年03月01日09时00分（北京时间） 2.地点：通过《河南省公共资源交易中心-市场主体》电子交易平台加密上传 五、开标时间及地点 1.时间：2023年03月01日09时00分（北京时间） 2.地点：河南省公共资源交易中心远程开标室(二)-5 六、发布公告的媒介及招标公告期限 本次招标公告在《河南省政府采购网》、《中国政府采购网》、《河南省公共资源交易中心网》上发布， 招标公告期限为五个工作日 。 七、其他补充事宜 无 八、凡对本次招标提出询问，请按照以下方式联系 1. 采购人信息 名称：阜外华中心血管病医院地址：河南省郑州市郑东新区阜外大道1号 联系人：何芸 联系方式：0371-58680092 2.采购代理机构信息（如有） 名称：河南省信人工程造价咨询有限公司 地址：河南省郑州市金水区文化路9号永和国际1702室 联系人：龚亮 联系方式：0371-63899156 3.项目联系方式 项目联系人：龚亮 联系方式：0371-63899156 采购需求-（高通量基因测序全自动核酸提取仪、高通量基因测序超声DNA打断仪、高通量基因测序生信分析软件、高通量多功能全自动液体处理工作站）.pdf

伴随着中国精准医学战略发展的第五个年头，2019年6月29日，“第五届精准医疗与基因测序大会”在北京协和学术会堂隆重召开！本届大会由测序中国、北京协和医院肝外科和北京医学奖励基金会共同主办。中国科学院陈润生院士、北京大学谢晓亮教授、清华大学医学院院长董晨教授等30余位重磅嘉宾出席了本次大会并做精彩报告。同时，大会还得到了数十家精准医学企业和专业媒体的大力支持。共计数百人参与了这场精准医疗与基因测序行业的盛会。新羿生物新羿生物携重磅新品：基于新羿生物自主研发的数字PCR平台的肿瘤基因检测系列产品参会。该系列产品针对不同癌症种类专门开发了相应基因检测的高精度试剂盒，为肿瘤患者及医生提供基因检测及用药指导参考，最大限度地实现靶向治疗获益。新羿生物此次参展吸引了众多精准医疗领域专家及学者和行业同仁们的关注，工作人员将TD-1数字PCR系统的工作原理和新羿肿瘤基因检测系列产品特点向来宾进行了细致的讲解，微液滴生成及检测芯片所展示出的国内领先的微纳加工技术得到来宾的高度称赞。同时，新羿肿瘤基因检测系列产品的稳定性、高灵敏、可用多种样本检测多位点等特点也得到了充分的肯定。展会中新羿生物展位一度场面火热，新羿生物此次展会举办了现场客户可优先申请试用相关肿瘤基因检测系列产品的活动，申请试用并可获赠精美小礼品，上图为现场客户填写新羿肿瘤基因检测系列产品申请试用表。公司派出了强大的技术支持团队现场解答客户关心的技术问题，详细解释了数字PCR在临床市场应用所具有的独特优势，尤其针对具有明确靶向位点信息的基因检测。与二代测序（NGS）相比，数字PCR操作简单，不需要进行文库构建、生物信息学解读等复杂操作，方便医院开展院内检测，质量可控，报告时间短，当天可出结果，费用低；与荧光定量PCR（qPCR）相比，检测灵敏度高，达到绝对定量，可以增加很多用传统qPCR方法无法胜任的检测项目。基因检测的传统样本类型包括手术、穿刺以及镜检所取得的组织标本，主要包括冷冻/新鲜标本和石蜡包埋标本（FFPE）。尽管这是基因检测的“金标准”，但仍有相当比例的肿瘤患者在初诊时因各种原因难以提供组织标本。而且，患者在用药后需要进行疗效的实时监测，在耐药后需做进一步基因检测来确定后续的治疗方案，他们通常很难再次活检取得组织标本。因此，以血液、胸腹水、脑脊液甚至包括尿液和唾液为代表的液体活检日益受到关注，正在成为基因检测的主要标本类型之一。但体液标本中的肿瘤来源核酸的含量非常低，所以对检测技术的灵敏度和准确性就提出了更高的要求。数字PCR技术的准确、超敏、简单、快速、性价比高等特点可以很好地满足这些需求。新羿生物肿瘤基因检测产品新羿生物肿瘤基因检测系列产品利用微流控生物芯片、微液滴数字PCR技术结合Taqman荧光探针技术进行检测。其原理是通过微流控技术在微液滴生成芯片上一次生成数万个皮升级油包水微液滴，微液滴中包裹了单拷贝核酸分子模板和PCR反应液，将微液滴收集在PCR反应管中进行扩增，PCR反应结束后将微液滴取出并检测每个微液滴的荧光信号，进行统计分析，实现对特定肿瘤基因突变类型的准确检测。新羿生物“午间卫星会”会议期间，新羿生物还受邀参加了“午间卫星会”。北京新羿生物科技有限公司专题报告分享此次卫星会报告，新羿生物就《自主研发的国产数字PCR系统及其在精准医学中的应用》做了专题报告。报告中就新羿生物首款从芯片、试剂到仪器、软件全系统自主研发的国产数字PCR系统与与会专家学者及行业同仁们分享数字PCR的现状、临床应用及未来。新羿生物在数字PCR研发领域拥有从芯片、仪器、软件到原料、试剂、耗材全系统开发能力，目前已在肿瘤液体活检、出生缺陷筛查和感染性疾病诊断等领域开发成熟技术产品。新羿生物所提供不仅是一套数字PCR系统或一个诊断项目解决方案，更愿以我们的研发能力与用户进行更广范围的科研及诊断合作，为用户提供更多附加值的服务，共同推动数字PCR技术的发展，造福社会！《新羿肿瘤基因检测》宣传册有意咨询新羿生物肿瘤基因检测系列产品的客户请发送邮件到我司邮箱：info@targetingone.com新羿生物（TargetingOne）成立于2015年，位于北京中关村科技园区，是一家由世界顶尖大学归国科学家和杰出商业人士创立、由核心技术驱动并具有全球竞争力的生物高科技公司。在中关村科技园拥有高标准的生物医学仪器、耗材和体外诊断试剂生产基地。新羿生物已申请六十余项微液滴技术相关专利，致力于数字PCR系统和体外诊断试剂的开发，为精准医学、健康管理和科学研究等领域客户提供高品质的产品和服务，为科技造福人类作出卓越贡献。

在“二代测序”(NGS)尚未迎来投资热潮的情况下，技术突破捷报连连的“三代测序”(3GS)又进入到了投资人的视野中。1986年，第一台商用基因测序设备正式出现，到第二代测序设备出现，期间间隔了19年时间。而第二代设备问世，到第三代设备的诞生，仅仅用了5年，基因测序设备的更新换代速度正在不断加快。这就好比“2G”手机跳过“3G”，直接跨越到了“4G”时代。　　报告通过四个方面对第三代基因测试技术进行分析：　　1、第三代基因测试技术的发展现状 　　2、第三代基因测试方法原理 　　3、第三代极影测试技术优势和劣势 　　4、国内外布局第三代基因测试技术的公司情况。　　1、第三代基因测试技术的发展现状　　以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为代表的三代测序技术在经过了多年发展后，已经逐步趋于成熟。　　尽管当下该技术还有成本偏高、错误率较高、生物信息学分析软件不够丰富的问题，但其在读长、测序速度等方面都具有明显优势。　　三代测序设备已实现稳定性、小型化，未来随着准确度提升、平行测序能力和酶活性等问题的解决，第三代测序技术将成为未来发展的重要技术趋势，实现大规模商业化将是大势所趋。　　2、第三代基因测序方法原理　　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，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。　　PacBio SMRT技术应用了边合成边测序的思想，并以SMRT芯片为测序载体，芯片上有很多小孔，每个孔中均有DNA聚合酶。　　测序基本原理是：DNA聚合酶和模板结合,4色荧光标记4种碱基(即是dNTP),在碱基配对阶段,不同碱基的加入,会发出不同光,根据光的波长与峰值可判断进入的碱基类型。DNA聚合酶是实现超长读长的关键之一,读长主要跟酶的活性保持有关,它主要受激光对其造成的损伤所影响。　　另外，可以通过检测相邻两个碱基之间的测序时间，来检测一些碱基修饰情况，既如果碱基存在修饰，则通过聚合酶时的速度会减慢，相邻两峰之间的距离增大，可以通过这个来之间检测甲基化等信息。SMRT技术的测序速度很快，每秒约数个dNTP。　　但是，同时其测序错误率比较高(这几乎是目前单分子测序技术的通病)，达到15%。但好在它的出错是随机的，并不会像第二代测序技术那样存在测序错误的偏向，因而可以通过多次测序来进行有效的纠错(代价是重复测序，也就是成本会增加)。SMRT技术原理图　　Oxford Nanopore Technologies公司所开发的纳米单分子测序技术与以往的测序技术皆不同，它是基于电信号而不是光信号的测序技术。　　该技术的关键之一是，设计了一种特殊的纳米孔(只能容纳单分子通过)，孔内共价结合有分子接头。当DNA碱基通过纳米孔时，它们使电荷发生变化，从而短暂地影响流过纳米孔的电流强度(每种碱基所影响的电流变化幅度是不同的)，灵敏的电子设备检测到这些变化从而鉴定所通过的碱基。Nanopore技术原理图　　3、第三代基因测序技术的优势和劣势　　相比于二代测序，三代测序具有如下优势：　　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。　　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。　　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。　　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。　　同时，第三代基因测序也存在一定的缺陷：　　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)。　　2、三代测序技术依赖DNA聚合酶的活性。　　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。　　4、生信分析软件也不够丰富(如图所示)：一、二、三代基因测序技术对比图　　4、国内外布局三代测序的公司情况　　国外布局三代测序的主要有Pacific Biosciences、Oxford Nanopore Technologies等公司，2015年10月27日，国内公司瀚海基因(Direct Genomics)公布了基于Helicos技术研发的专门用于临床的第三代单分子测序仪GenoCare 原理样机。　　中科院北京基因组研究所与浪潮基因组科学也在共同研制国产第三代基因测序仪。在测序仪价格方面，PACBIO 2011年的第一台三代测序仪PacBioRS在美国价格80万美金，2015年生产的sequel测序仪价格35万美金，大幅下降。在测序成本方面，预计未来5年内三代测序能达到100美元全基因组测序的价格。国内外布局三代测序的公司　　第三代测序技术是大势所趋　　从兴证医药健康这份报告中可以看到：目前，第三代测序在技术上相对于二代在读长和测序速度等方面有明显优势，但在成本和准确率等方面还有待提升。目前国内只有瀚海基因在三代测序上有临床成果，而国外已经初步实现技术商业化。总体而言，第三代测序技术是未来发展趋势，实现大规模商业化将是大势所趋。　　本篇报告内容由动脉网整理自兴证医药健康投资报告

基因测序技术已成为在生物医学领域影响最大，竞争最激烈的高新技术研究领域之一。根据通量、读长及技术出现时间等不同，基因测序仪可划分为一代基因测序仪（Sanger测序）、二代基因测序仪（MPS，大规模并行测序）、三代基因测序仪（单分子测序）等。由于基因测序仪研发难度大、市场准入门槛极高，研发出测序仪器的企业不多，而能够批量生产基因测序仪的企业更是屈指可数。目前国内基因测序仪市场有小20家测序设备智造企业，其中多家为贴牌生产单位，测序仪自主研发企业仅不到10家。尽管当前基因测序仪市场仍然以二代测序技术为主流（约占到整体市场份额的八成），但作为测序“黄金标准”的一代测序仪在市场仍有较大影响力和部分受众用户，而以纳米孔技术为典型的第三代测序仪市场开始崛起。近一年来，笔者观察到国内外市场共有5款新型基因测序仪宣发上市。从技术路径上看，其中4款为二代基因测序仪，1款为纳米孔测序仪。仪器机型整体向更高通量、更小体积、更快速度、测序流程更简单方向发展。2021年以来基因测序仪新品国产企业在生命科学上游高端仪器设备持续发力，5款新品基因测序仪中，国产品牌占据三席，进口品牌占到两席。以下是上文出现的基因测序仪新品详细信息：赛默飞2021年10月，赛默飞发布Ion Torrent Genexus高通量测序系统 。赛默飞 Ion Torrent Genexus 高通量测序系统Ion Torrent Genexus系统是行业内第一个真正落地实现 “All in One，One for All” 理念的高通量二代测序（NGS）系统，由纯化系统、一体化测序仪和软件组成，极具创新性地将NGS全部湿实验和干实验，及全流程硬件系统和软件系统实现一体化。只需2步、15分钟的手动操作和设置，1~32个样本通量，最快一天完成NGS全流程。华大智造2021年华大智造没有推出新型测序机型，但华大智造在10月份启动了DNBSEQ-T7和MGISEQ-2000的产品性能全新升级。在日通量超高的测序仪DNBSEQ-T7上，主要升级包括：全新版本的测序试剂（V2.0）、仪器控制软件和算法更新、配套MGIDL-T7（DNB自动化加载仪器）软硬件升级，推出高通量测序试剂套装V2.0，数据产出更高、更稳定。华大智造 MGISEQ-2000 基因测序仪在中高通量测序仪MGISEQ-2000上，目前已经支持6种读长模式的MGISEQ-2000又一次完成“自我突破”—，在读长方面实现了从PE200到PE300的飞跃。在此之前，市面在售能首次实现PE300或SE600的只有两个系列的机型：一个是Illumina的MiSeq系列，另一个是Thermo Fisher的Ion GeneStudio S5系列，如今华大智造MGISEQ-2000终于跻身此列。Singular Genomics12月16日，Singular Genomics Systems, Inc.（纳斯达克股票代码：OMIC），一家利用新型下一代测序(NGS) 和多组学技术为研究人员和临床医生赋能的公司，宣布推出台式测序仪G4。Singular Genomics G4台式测序仪通量：每次运行 15-400 GB 数据TAT：6-19 小时的运行时间准确度：所有套件的准确度为 99.6-99.9%NGS平台具有新颖的高性能化学和先进的工程技术，可为包括肿瘤学和免疫学研究在内的一系列应用提供准确性、灵活性、速度和功能。据悉，G4 仪器和耗材套件的订单现已开始接受，预计将于 2022 年第二季度开始发货。齐碳科技2021年12月底，齐碳科技发布QNome-3841纳米孔基因测序仪。齐碳科技纳米孔基因测序仪 QNome-3841相比起去年发布的QNome-9604，这款测序仪新品最大的提升在于电路的设计，将原来的板级电路升级为集成电路——将原本分离的元器件集成到齐碳科技自主研发的ASIC芯片上，可以进一步缩小仪器尺寸、提高通量，为下一步中、高通量机型的研发打下基础。同时，仪器的小型化并不以牺牲性能为代价，纳米孔测序的技术原理决定了纳米孔基因测序仪具有小型化的潜力。经过模型迭代，目前K1孔的单次准确率已经提升至94%，而最新研发的K2孔的单次准确率最高已达97.6%。塞纳生物2022年1月12日，赛纳生物线上发布S100测序仪。塞纳生物S100测序仪赛纳生物S100测序仪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。附“基因测序专场”

最近，来自美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校、克雷格· 文特尔研究院和Illumina公司的科学家对现代基因测序算法进行了改良，只需从一个细菌细胞中提取的DNA(脱氧核糖核酸)就可组装成接近完整的基因组，准确率达到90%，而传统的测序方法至少需要10亿个相同的细胞才能完成。这一突破为那些无法培养的细菌提供了测序方法。研究发表在9月18日的《自然· 生物技术》网络版上。 　　实验室无法培养的细菌范围极广，约占99.9%，从产生抗体和生物燃料的微生物，到人体内的寄生菌。它们的生存条件特殊，比如必须和其他菌种共生，或只能生存在动物皮肤上，因此很难进行人工培养。 　　论文合著者、文特尔研究院的罗杰· 拉斯肯教授10年前曾开发出一种多重置换扩增(MDA)技术，可对实验室无法培养的细菌测序，能恢复70%的基因。其工作原理是对一个细胞的基因片断多次复制，直到其数量相当于10亿个细胞那么多。不过，这种技术却给测序软件带来很多麻烦，它在复制DNA时会出现各种错误，而且并非完全统一放大，有些基因组被复制数千次，有一些却只被复制一两次。但测序算法不能处理这些不一致，而是倾向于舍弃那些只复制了少数次的基因，即使它们对整个基因组来说很关键。 　　加州大学圣地亚哥分校雅各布工程学院计算机科学教授、现代基因测序技术算法创建人帕维尔· 帕夫纳和同事改进了这一方法，保留了那些少量复制的基因片断，并用新方法对一个大肠杆菌测序以检验其精确性，发现它能恢复91%的基因，接近传统的培养细胞水平。这已足够解答许多重要的生物学问题，比如该细菌能产生什么抗体。 　　人体细菌占体重的约10%，它们有些会造成传染病，但也有的能帮助消化，最近研究还发现，它们能改变人的行为方式，比如引诱人吃更多的东西。新方法也有助于科学家理解细菌行为，研究人体内细菌能产生哪种蛋白质和多肽，这些蛋白质和多肽是细菌之间、细菌和宿主之间互相沟通的工具。 　　研究小组还用新方法对一种以前未曾测序过的海洋细菌进行了测序，获得了相当完整而且能解释的基因组，掌握了它是如何生存和运动的，该基因组将被存入美国国家卫生研究院的基因银行(GenBank)。研究人员表示还将对更多迄今未知的细菌进行测序。

当前，基因测序仪的主要生产企业有Illumina、Life technologies、Pacific Biosciences等。近日，仪器信息网编辑随机采访了基因测序仪用户，所采访用户涉及高校、科研院所、测序公司的实验室等，共计3名用户，其中A用户使用Life technologies 公司产品ABI 3730XL，主要应用于PCR产物测序，质粒和细菌人工染色体的末端测序 B用户使用Illumina公司推出的 hiseq-2000，主要应用基因组组装、重测序、外显子测序、转录组测序以及小RNA测序的研究 C用户使用Pacific Biosciences公司研发生产的PacBio RSI，主要应用于基因组从头测序，检测DNA修饰。仪器信息网所采访的产品涵盖了第一、第二和第三代基因测序仪。 ABI 3730XL测序仪 Illumina hiseq-2000测序仪 PacBio RSI 测序仪 　　仪器价格：一代更比一代高 　　在采访中了解到，用户A所使用的ABI 3730XL测序仪购于2010年，当时购买的价格是100万元人民币左右，这是一款第一代测序仪，其基于毛细管电泳和荧光标记技术进行测序。 　　用户B使用的第二代测序仪Illumina hiseq-2000于2011年购买，价格约为75万美元，其采用可逆终止法的边合成边测序技术。 　　用户C使用的PacBio RS I测序仪是一款第三代测序仪，其利用DNA单分子的直接测序的原理进行测序。该仪器于2012年购进，当时购买价格约为100万美元。 　　用户开机率：普遍较高 　　A用户来自测序公司，每天都收到来自其他单位的测序样本，因此使用频率非常高，几乎每天都开机， 　　B用户来自科研机构，该仪器作为平台仪器，为单位所在的整个科研系统服务，两年中都是满负荷使用。 　　C用户来自高校，仪器主要为高校内部系统提供服务，1年中使用频率较高。 　　测序速率，读长，通量都可以满足需求 　　相比之下，ABI 3730XL测序仪的测序速度在第一代基因测序仪中是最高的。但是，由于其依赖于电泳分离技术，所以速率方面难以进一步升级，96样本的测序运行时间约为1小时40分钟。每天的数据通量可以达到600000bp，主要适合于基因测序和基因分型研究。 　　Illumina hiseq-2000测序仪作为第二代测序仪，测序速率大大提升，每天最高可以产生75Gb的数据。可以实现De Novo从头测序，DNA重测序等各种测序目标。 　　PacBio RSI的测序速度可以达到每分钟60个碱基，从样品制备到获得碱基序列的全部流程可在1天内完成。每天可获得的数据是200Mb mappable data。能够完成各种测序目标。 　　读长方面，ABI 3730XL的准确读长可以达到800bp。Illumina hiseq-2000测序仪读长可以达到2× 100bp。PacBio RSI目前可以获得1300bp的平均读长。 　　前处理环节：第三代测序仪优势明显 　　用户表示，ABI 3730XL和Illumina hiseq-2000虽然与同类仪器相比建库准备实验相对方便，但仍需花费较长时间和大量人力。但作为第三代测序平台的PacBio RSI测序仪，利用DNA单分子的直接测序的原理，无需进行文库制备，可直接从DNA片段获得测序数据，从样本制备到获得测序结果，所需的时间还不到一天。并且与传统标准方法相比，所需的DNA量也相当少，用量可低至不到500ng。 　　收费售后服务：用户满意度高 　　Illumina、Life technologies的售后服务获得了用户的一致认可，用户认为，其服务&ldquo 响应速度快，专业性高，解决问题十分彻底&rdquo 。 　　基因测序仪的产品生产商相对较少，过了免费的质保服务期之后，用户需要承担高额的售后服务费用，但几名用户对此并未产生不满，ABI 3730XL的用户表示，&ldquo 我们认为一年10万元的售后费用物有所值。&rdquo 　　改进意见：配套试剂耗材应降价 　　尽管ABI 3730XL在速度和成本方面都已达到了极限，但与二三代测序仪相比，其通量较低，成本较高，并且由于其对电泳分离技术的依赖，速度成本难以进一步提升。尽管如此，ABI 3730XL用户认为，ABI 3730XL方法可靠，并且已形成规模化，将继续发挥重要作用。 　　使用Illumina hiseq-2000的用户认为，该仪器的配套试剂价格过高，另外读长还有待增加，并且希望建库准备实验可以实现自动化。 　　PacBio，RSI的用户表示，这台仪器的不足之处主要在于试剂耗材价格过高，通量还有待提高。另外，PacBio RSI系统可购买升级包，将原有系统转化成最新的PacBio RSII，但是，升级耗资巨大也是令用户头痛的问题。 　　附：基因测序仪简介 　　DNA测序技术是现代生物学研究中重要的研究手段之一。成熟的DNA测序技术始于20世纪70年代中期。1977年，Maxam和Gilbert报道了通过化学降解测定DNA序列的方法。同一时期，Sanger发明了双脱氧链终止法。20世纪90年代，荧光自动测序技术将DNA测序带入自动化测序时代。目前，基因测序仪已发展到第三代，Illumina、Life technologies(ABI)等公司共同占据着全球基因测序仪市场。 撰稿编辑：乔峰

p 　　 strong 仪器信息网讯： /strong 10月21日上午，仪器信息网举办了“基因测序前沿技术”网络主题研讨会，本会议邀请到基因测序方面的两位重量级专家，包括北京大学生物动态光学成像中心研究员黄岩谊和中国科学院半导体研究所研究员周晓光，研讨会共有一百多人报名参加，反响热烈。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" t019a8623b690f4163b.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/noimg/323ddb0e-e388-4130-b6e2-dcf2f987e842.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 北京大学生物动态光学成像中心黄岩谊研究员 /strong & nbsp /p p 　　黄岩谊报告的主题是“单细胞测序的技术挑战”。黄岩谊认为，从分析化学的角度出发，单细胞测序是非常有意思的，测序结果可以提供海量数据，并且这些数据平均下来的价格相对便宜得多，通过这些大量的数据可以做很多有意思的研究。 /p p 　　目前，通过单细胞测序技术可以获得的信息包括：所有RNA分子测序的定量分析，全基因组的定量信息，表观遗传学的信息。黄岩谊认为单细胞测序成功的重要指标是所有片段要等倍扩增以及扩增过程不能出错。 /p p 　　最后，黄岩谊通过相关实验结果形象对比了以下几种测序技术的优缺点：简并寡核苷酸引物PCR（DOP-PCR）、多次退火环状循环扩增（MALBAC）、多重置换扩增(MDA)以及eMDA，而针对不同的问题，应选择不同的测序方法。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 200px HEIGHT: 225px" title=" gt.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/6d2a0f68-7783-4aba-a63d-785a203835f4.jpg" width=" 200" height=" 225" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong 中科院半导体所周晓光研究员 /strong /p p 　　周晓光的报告题目是“基因测序技术发展及原理”，从科普的角度带领听众回顾了基因测序技术的发展历程及现阶段几代测序技术的原理。 /p p 　　基因测序技术的发展阶段如下：第零代测序（1975～1985）使用手工Sanger测序法；第一代测序（1986～2006)使用自动化荧光标记链终止测序法；第二代测序（2006～现在）为DNA链合成测序法；第三代测序（现在)是实时、单分子合成测序法；三代后使用的是直接测序法，而直接测序法也是测序技术的发展趋势。其中，第二、三代测序技术的主要区别是：第三代测序流程中没有DNA片段的单分子扩增过程。 /p p 　　从提供工具的角度来说，周晓光赞同世界著名物理学家、数学家Freeman Dyson的看法——工具革命引导着科学方向：新工具的革命远比新概念更多地推出新的科学方向；概念驱动革命的影响是用新概念去阐明旧事物；而由工具驱动革命的影响是去发现需要阐明的新事物。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" 撰稿：史秀明 /p