质谱测序高通量

项目编号：QXZB-2022-1159B项目名称：四川大学华西第四医院核酸质谱分析仪+高通量二代基因测序仪采购项目预算金额：685.0000000 万元（人民币）采购需求：1.采购项目名称：四川大学华西第四医院核酸质谱分析仪+高通量二代基因测序仪采购项目；2.数量、简要技术需求或服务要求：具体详见招标文件第六章。合同履行期限：政府采购合同签订生效后90个日历天内，完成交货、安装调试、培训。本项目( 不接受 )联合体投标。

2023年12月29日，诺禾致源与华大智造正式签署合作协议，宣布引入华大智造旗舰机型DNBSEQ-T7测序平台，以满足客户对测序服务平台的多元化需求，进一步拓展高通量测序服务矩阵。作为全球领先的科技服务测序公司，中国生命科学服务百强企业，诺禾致源拥有覆盖全球的业务服务能力和难以比拟的测序平台化规模，丰富全面的测序服务产品，以及多年积累的项目经验，始终致力于为全球的科学界提供专业、稳定、优质、高效的测序服务。新测序平台的引入将进一步印证，诺禾致源始终以客户需求为中心，为客户提供更全面的解决方案和综合的服务能力及技术支持。华大智造副总裁、中国区总经理彭欢欢（左）与诺禾致源产品中心总经理李依雪（右）作为双方代表签约诺禾致源产品中心总经理，李依雪表示：“华大智造的T7平台在低成本、低重复序列等方面的优势，极大地满足了我们广大客户的测序需求。我们希望能够不断拓展基于T7平台的应用场景及相关测序服务产品，尽可能地为我们的客户提供更多、更优的解决方案。同时，我们也希望该平台能更好的助力分子育种的业务布局。”华大智造副总裁、中国区总经理彭欢欢表示：“华大智造始终致力于为中下游用户提供先进的生命科技工具，基于独有的DNBSEQ技术，DNBSEQ-T7已经全面升级生化、流体及光学系统，且高效多产的产品优势已在全球范围内支撑的多个国家级别大人群基因组项目中得到验证。我们期待此次与诺禾致源的合作，能够优势互补，进一步推动大规模基因组学发展，为行业伙伴赋能。”华大智造DNBSEQ-T7基因测序仪DNBSEQ-T7测序平台日产出通量高达7Tb, 具有低重复序列、低标签跳跃率、低成本、高准确率等优势。诺禾致源此次引入DNBSEQ-T7测序平台，旨在借助该平台的高准确性及超高通量优势，进一步的拓展全基因组、转录组等研究领域的应用, 为客户提供更灵活多样的测序策略选择，同时促进大样本量队列研究项目的进程推进，极大的缩短数据交付的进程，快速建立基因数据库，推进后续分析研究的发展。此外，诺禾致源表示，新平台将支持其在国家种业振兴战略下的分子育种技术创新应用，结合诺禾致源NGP液相芯片、低深度重测序等生物育种前期基因分型重要工具，通过基因组选择育种技术等先进的技术手段，加快推进挖掘优异种质资源，快速高效培育新品种，助力我国种业高质量发展。双方团队合影留念（华大智造副总裁彭欢欢左三，华大智造全国大客户总监赵明左四，诺禾致源产品中心总经理李依雪右五，诺禾致源中国区总经理孙振左五）关于诺禾致源:北京诺禾致源科技股份有限公司（股票代码：688315），成立于2011年3月。公司专注于开拓前沿分子生物学技术和高性能计算在生命科学研究和人类健康领域的应用，致力于成为全球领先的基因科技产品和服务提供者。公司构建了高素质的综合团队，团队成员来自海内外名校，同时，诺禾致源建立了高通量大规模的基因测序平台和高性能计算平台，以支持生命科学研究和医疗健康领域对大数据分析和存储的需求。业务遍及全球6大洲90多个国家和地区，服务客户超过7,000家。与众多学术机构建立广泛合作，截至2023年6月，联合署名或被提及的SCI文章达20,000篇，累计影响因子近120,000。取得软件著作权320项，专利62项。合作伙伴包括3700余家科研院所和高校、650余家医院、2600余家医药和农业企业。作为国内基因测序领域佼佼者，诺禾致源业务覆盖基因测序、质谱分析和生物信息技术支持等，为全球研究型大学、科研院所、医院、医药研发企业和农业企业提供综合服务。诺禾致源始终秉持以客户为中心的经营理念，围绕基因科技产业的上中下游，通过不断提升自身的产品和服务价值，拓宽产品和服务的领域，从而成为全球领先的基因科技产品和服务的提供者，推广产业发展。关于华大智造:深圳华大智造科技股份有限公司（简称“华大智造”，股票代码：688114）成立于2016年，业务布局遍布六大洲100多个国家和地区，在全球服务累计超过2,600个用户，并已在全球多个国家和地区设立科研、生产基地及培训与售后服务中心等，已成为当前全球少数几家能够自主研发并量产从 Gb 级至 Tb 级低中高不同通量的临床级基因测序仪企业之一，始终秉承“创新智造引领生命科技”的理念，致力于成为生命科技核心工具缔造者，专注于生命科学与生物技术领域，以仪器设备、试剂耗材等相关产品的研发、生产和销售为主要业务，为精准医疗、精准农业和精准健康等行业提供实时、全景、全生命周期的生命数字化设备和系统。

高通量测序的推出背景： 　　2004年全球多个国家共计预算30亿美金的人类基因组测序完成以后，发现单单完成一个人的基因组序列还远远不足以理解人类自身及疾病的机理。由于有了已经完成的人类基因组当做参考基因组，采用廉价、快速的方法对多个样本、群体、病种基因组的比对测序就能提供大量有价值的科研和临床信息。这就要求测序价格足够低、速度足够快，然而对测序结果是否易于拼接、组装基因组则没有明确需求。于是，美国国家基因组研究院(NHGRI)提出了把全基因组测序降至1000美金的研究规划，从而引领科学界、企业界大力发展测序技术。 　　高通量测序的十年： 　　2005年，454公司首先推出了二代测序仪 2006年，Solexa推出了Genome Analyzer，2007年年初Illumina收购了Solexa公司，在随后的几年陆续推出了Hiseq2000、MiSeq、Hiseq2500、MiseqDx、NextSeq 500测序仪，占据了高通量测序的大部分市场。ABI也在2007年推出的是SOLiD测序平台，随后收购了454测序仪发明者创立的Ion Torrent，转而大力推广PGM和Ion Proton平台。2014年，也就是高通量测序技术发展的第十年，illumina公司的Hiseq X平台已经实现了1000美金一个人类基因组测序的目标。虽然这个价格的实现，需要在保证未来数年充足机时的情况下才能完成，但也比十年前的30亿美金降低了300万倍。除此以外，还有好多公司开发了第三代测序仪，比如Pacific Biosciences的PacBio RS测序仪，DNA模板无需二代测序常用的PCR扩增的方法，就可以实现长读长、实时的测序 Oxford Nanopore MinION测序仪只有USB存储器那么大等等。 　　2013年9月，illumina公司的MiseqDx平台，首次通过了美国FDA的技术认证，作为开放平台和囊纤维化的试剂产品准许进入临床，标志着经过10年的发展，高通量测序技术已从纯科学研究的平台进入临床诊断领域。 　　各代测序的应用范围： 　　一代测序(Sanger)适合单一片段，长度小于800bp的精准测序 二代适合快速、低价测量海量数据，每次测序能产生数百、数千万条序列，但读长不超过500bp 而以PacBio为代表的三代测序更适合单分子测序，最长可以到几十K的读长，但测序质量略低。所以目前还没有哪一代测序技术可以完全取代同类技术，并不能简单的通过名字来判断技术先进性，重要的还是各个平台都有各自最适合的应用领域。 　　高通量测序应用范围： 　　无需BAC文库构建就可以进行全基因组鸟枪法冲测序 数以千万计的序列同时测序 测序结果无需通过毛细管电泳获得等等特点决定了高通量测序仪具有广阔的应用范围：基因组从头测序、基因组重测序、目标片段测序、数字化基因表达谱、小RNA测序、甲基化测序、蛋白质DNA相互作用测序等等。本文主要就高通量测序的几个应用在临床诊断领域的开展做一个简单介绍。 　　高通量测序的临床应用： 　　1.染色体疾病检测 　　2008年香港中文大学的卢煜明和斯坦福的Stephen Quake先后发表文章提出通过检测母体外周血中的游离DNA，可以准确的判断该孕妇胎儿的染色体非整倍体，该技术无需常规的羊膜腔穿刺、绒毛膜穿刺等创伤性染色体疾病检测技术，故常被简称为无创产前检测。 　　无创染色体检测的技术核心为拷贝数变异的原理。测序所得的序列通过生物信息算法，把所有序列比对到人类参考基因组。通过计数每一个染色体的唯一对应的序列条数来获取全染色体拷贝数变异情况。如果其中有一个染色体增加一条或缺少一条，则该染色体的拷贝数会显著增加或减少。　　在当前常见的无创染色体非整倍体检测中，主要针对T21、T18、T13这三个染色体三体综合征。从国内外各家公司公布的数字来看，准确率、阳性预测值都可以达到99%。相对血清唐氏筛查技术，无创技术大大提高了准确率，降低了假阳性率。从而推动产前检测技术极大的发展，也帮助高通量测序真正的进入了临床转化应用阶段。在染色体非整倍体疾病中，性染色体异常(XXX、XO、XXY)等也颇为常见，由于X染色体(155mb)相对Y染色体(60mb)要大很多，血浆游离DNA中母体的DNA含量占50~90%，从而造成无创检测性染色体异常 具有一定的难度，准确率基本在90%左右。 　　除了染色体非整倍体以外，染色体病还有微缺失微重复，是指染色体上有局部片段缺失或出现重复片段。常见的表现为染色体上的部分三体、部分单体，比如猫叫综合征、迪格奥尔格综合征(Digeorge) 、Wolf-Hirschhorn syndrome、Prader-Willi syndrome等等。自从高通量测序技术应用于无创产前检测，业界也开始使用该技术来检测微缺失微重复。由于微缺失微重复染色体改变相对较小，需要较深的测序深度，才能较准确的判断染色体变异情况。 　　以上提到的都是无创的方式去检测染色体非整倍及微缺失微重复。对于诊断筛查成年人、婴幼儿、流产组织等染色体变异情况，利用高通量测序也是一种很好的选择，相对于传统的Array CGH，高通量测序技术更准确、速度更快、检测分辨率更高，需要的起始样本量更低，只要几纳克。 　　产前检测领域具有很大的特殊性，每一个结果都会影响一个还未出生的小生命，对于检测的准确率相对其他检测技术要求要高很多。不管是假阴性还是假阳性，都要求尽可能的低，否则会引起很多临床纠纷。而且由于要给后续的产前诊断技术正确尽可能多的时间，所以就要求检测周期尽可能短。无创染色体检测需要每一个样本有一定的测序量，但并不是简单的说测序越深结果就一定越好，需要保证每批测序的稳定性，就对实验室流程控制、试剂盒本身的质量控制、数据分析的校正都提出了很高的要求。如果没有很好的控制，哪怕一台测序仪就跑一个样本，几十倍于常规的测序通量，也不一定就能准确判断结果阴阳性。 　　2.基因突变检测 　　不同于一代测序针对单一片段的测序检测基因突变，高通量测序往往可以针对一个基因多个位点、多个基因或全外显子突变的快速检测。在这类检测中，首先通过PCR或者探针捕获的方式富集待检区域的DNA，然后通过高通量测序仪进行测序。高通量测序的准确率不如一代测序，所以为了得到准确的结果，每一个碱基位置都需要至少100条以上的序列结果。由于一个或多个基因位点组合、哪怕是全基因组外显子组合，也就70mb左右的DNA区域，实际工作中很容易实现100X以上的测序深度，往往都可以达到1000X以上。 　　表皮生长因子受体(EGFR)基因突变检测为当前最常用的单基因突变检测，检测结果可用于辅助临床医生筛选可受益于易瑞沙、特罗凯和凯美纳等靶向药物的非小细胞肺癌患者。目前常用的方法为荧光定量技术，需要做多个反应。根据Ensembl的数据库，EGFR最长的编码形式有28个外显子，编码区共有9821个碱基，不管是一代测序还是荧光定量都很难一次把EGFR全部位点都检测到。而针对10K的区域，对于高通量测序来说只需完成10mb测序量(1000X)就可以精确检测所有位点的信息。目前市场上主流的高通量测序仪一次测序都可以完成10G~1.8T，也就说可以一次开机至少可以完成1000个以上病人的样本。 　　对于单基因的检测，除非这个基因很长，或者具有大片段的缺失、重复，否则用高通量测序来做单基因检测有点大材小用，现实临床检验工作中要短时间聚齐1000个病人的样本也颇有难度，样本太少的话单个样本的平摊成本就会剧增。因此对于基因突变检测，高通量测序技术更适合多基因组合、甚至全外显子捕获等测序方式。 　　3.微生物、病毒、细菌鉴定 　　采用PCR方式来鉴定微生物、病毒、细菌非常快捷、廉价，但是需要利用已知物种的DNA序列设计PCR引物探针，对于未知物种则一筹莫展 一代测序的方法是可以鉴定未知物种，但是样本要求是经过分离培养，DNA背景单一，混合多个物种的DNA样本，一代测序会产生大量杂峰而无法正常得出测序结果。而高通量测序无需做任何培养、分离、也无需事先知晓物种，只要把待测样本的基因组DNA构建测序文库，测序产生数十万~数千万条不同的DNA序列，即可以轻易知道待测样本中有何种微生物、病毒、细菌、每一个物种的比例、碱基是否有突变、是否为新物种。 　　2009年H1N1病毒爆发感染时，有一名病人死于呼吸系统引起的多器官衰竭，然而并不知道具体的死因。科学家把病人的肺部穿刺组织的DNA拿来做高通量测序。最终在950万条序列中，含有0.85%的序列来自于H1N1病毒基因组，从而帮助科学家发现了该病人的真正死因。在这样高人类基因组干扰的背景下，目前其他技术都难以快速发现致病病毒序列、以及分子分型。 　　结核杆菌感染现在越来越严重，由于结核杆菌生长缓慢，发现结核杆菌感染及分子分型往往需要数月的时间。而结核杆菌的基因组只有4.4mb，利用高通量测序仪可以非常早期发现结核杆菌感染，同时还可轻易测得结核杆菌基因组的大部分区域，便于选择合适的敏感药物，以及确定是否为全新分子分型。 　　肠道微生态为目前热门的研究领域，在肠道内微生物种类众多，各菌群的种类和比例会影响人体的建库、代谢情况。高通量测序仪也是该领域的唯一选择。 　　4.肿瘤相关检测 　　除了前述的肿瘤基因突变检测以外，在血浆中寻找肿瘤组织脱落的DNA片段，对早期发现肿瘤、监控术后复发等领域被寄予厚望。血浆中大部分为正常组织的脱落细胞DNA，如果有肿瘤发生，异常增生的细胞脱落外周血循环，降解成低丰度DNA片段，由于含量低、碎片化DNA，基因芯片和PCR都不能正常检测。在无创产前检测的技术流程上做分析优化，高通量测序技术可精确检测游离DNA的每一个碱基，从而发现是否有肿瘤突变基因存在。美国霍普金斯大学也曾提出，首先对手术肿瘤组织进行全基因组深度测序，发现个体化的肿瘤基因组融合片段，随后在外周血中利用实时荧光PCR方法检测该个体化基因组融合片段的丰度，如果丰度提高则提示肿瘤有转移、复发的可能。 　　总结 　　十年来，高通量测序慢慢从实验室进入了临床检验，展现了蓬勃的生机及想象空间，未来肯定还有很多新的检测项目有待开发。10年来，高通量测序的单碱基成本已经降低了数百倍，也许在不久的将来，每一个新生儿都会有自己的基因组序列。海量数据的产生，也会反过来帮助近几年遭遇瓶颈的药物研发机构，研发更多的个体化药物。 　　高通量测序本身还有很多局限性，一次测序需要多个样本混合、成本还是相对昂贵、数据分析具有挑战性、操作环节多。企业界、科学界都在解决测序仪的稳定性、样本处理的便捷性、一体化数据分析等等问题。就像二代测序技术无法取代一代测序一样，高通量测序技术也无法取代PCR、FISH等其他类型的分子诊断技术。高通量测序技术会成为未来分子诊断领域的重要组成部分，大大推动技术前进。