基因测序

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。继第一篇文章《基因测序市场格局介绍》之后，以下为柴映爽系列文章的第二篇：　　二、基因测序的误区和瓶颈　　1.水晶球只是童话——风险评估预测为何不靠谱　　人类对不确定性的恐惧和好奇一直存在，基因测序可否用来做患病风险评估，成为一个预测未来的水晶球?理论上来讲是可以的，反正人生都是在各种概率中前行。但实际上能用于指导实践还是有很多疑问。首先要确定个体基因测序的结果是否偏离了正常人群，就要有一个统一、科学、标准的数据库，遗憾的是现在还没有。大部分公司的做法是自己构建数据库，加入临床上确认的和科研上研究比较多的一些突变位点，受检者测序后和这个数据库进行比对，看看有没有出现这些突变。然后根据这些突变发生的情况，给出一个患病的百分比概率。但是，问题在于：1)这个数据库是否可靠，很难证明。有相关性也不代表就是因果 2)已明确和临床疾病有关的突变实际上是相当少的，很多突变即使有了也不一定就意味着会发病 3)除了遗传病(如罕见病)以外，大部分疾病是多基因相关，并且和后天环境也很有关系，单靠基因测序并不能够完全模拟发病的所有相关因素 4)这个百分比概率是用什么软件模型算出来的，软件是否靠谱，很难说。即便说个体的患病风险比正常人群高了5个百分点，是否说该个体就有更高的患病可能，很值得商榷，对临床也没有任何指导意义，概率并不能用于进入临床诊疗标准。基于上述原因，目前几乎每一家公司测出来的疾病风险都不同。目前的风险评估预测，除了影响心情以外，没什么实际意义。　　至于一些什么儿童性格基因和天赋基因商业检测，更加荒唐。学术界至今没有公认哪个基因跟天赋有必然联系，拿着一些发表的探索性研究文章，就说是业界证实的结果，忽悠行业外的老百姓赚钱，既不科学，也不道德。　　2. 是否应该进行全基因组测序?　　从科研角度来说，完全没有问题，但在临床应用方面就不是了。除了遗传病以外，目前很多基因和疾病的关系都只是“可能”，还没有定论，即便是BRCA1，也只能说近乎“公认”跟遗传性的乳腺癌有关。一堆解释不清的测序结果，对医生和病人来说都没有意义，病人却因此要承担更高的检测成本，未来不会得到卫生政策部门的赞同。检测某肿瘤，是否一定要测一大群基因?和肿瘤的关系都明确相关吗?这些基因对该肿瘤的诊治意义有多大?临床诊断指标，“多”不重要，“明确”才最重要，有多个明确相关指标，则是好上加好，利于综合判断，而做多少检测，还要从临床实际判断出发。这就好像你发烧咳嗽到医院去看病，医生除了给你验血常规以外，又给你查生化全套，又给你查SARS病毒，又让你去做包括PET CT在内的所有影像学检查看看是不是癌症，末了再来个骨髓穿刺查白血病，因为癌症和白血病也可能引起发热，会不会有人接受呢?具体工作中，医生还是会结合病人主诉、流行病学资料、病人经济能力、生活行为、前期治疗观察等因素，确定首选检查手段，根据经验分步进行鉴别诊断。所以，全基因组测序的结果，目前给临床带来的无所适从要多于指导意义。更不用说应该测多少倍的深度，这方面连个标准都没有。各种全基因组测序数据库，跟大量的重要临床数据(如肿瘤大小，家族史，药物使用，其他诊断数据)没有足够关联，因此未来也不一定有用。　　医生的诊疗，会包括通行的标准诊疗和标准流程之外的探索性诊疗两部分。后者是医学进步的动力，但在当前中国的医患环境下越来越少。尽管如此，对于标准诊疗无解的病人，医生会尝试非常规的诊疗寻找突破，这种极端情况下全基因组测序是有一定价值的。我们有时会见到这样的例子，无法确诊或治愈的病例，通过测全基因组后发现了某个突变，根据该基因突变对应的蛋白质功能和表观性状，最终得到确诊或是找到了某种对应的药物(用于其他疾病的或是还没上市的)。但是也有测了全基因组什么办法也没找到的，比如说乔布斯同志。这种诊疗不能成为目前医疗的主体，因为不确定性太多，它没有办法替代现行的医疗模式。　　3. 任重而道远——生物信息学的瓶颈　　高通量测序是通过把提取的样品DNA打成小片段，在机器上进行大量平行测序，然后将读取的序列信息拼接成完整序列，和参考序列进行比对，这里需要很多的生物信息学工作。因此，在拼接的过程中难免有算法误差，另外打碎DNA片段的实验步骤也有重复性的问题。由于突变位点不是每一次测序都能测到，因此需要测很多次，有时候甚至测到上千次，这也是高通量测序会产生海量数据的原因。测到目标区域的平均次数称为测序深度，如测100次就称为100×(倍)的测序深度，专业一点来说是测到的碱基总量除以基因组碱基数量的的大小。患者得到的数据，到底是30×还是100×还是2000×测序来的，一般人不知道。而测序后通过生物信息学分析出的突变，是真实存在还是测序产生的误差，也见仁见智。目前来说，到底要测多少倍才算比较准，都是按照业界通行的理解来进行的，在临床应用上尚没有法定的标准，也给如何统一各家公司自己的数据库出了个难题。如果这个数据库要用于治疗目的，那么是在什么临床环境下测的数据，也很少有人提及。　　另一个是海量数据带来的计算机存储问题。人类基因组3.2个G，测50倍的通量就要160G，光数据存储一个小硬盘就用掉了，想发展大数据，搞云计算来比对，以现在的网络传递起来还是很慢的。做科研还好，但在临床上，基因组数据带来的效果还不足以无视这些额外产生的计算机集群负担，有点像互联网之初要用Modem等待漫长的滴答音后才能接通Internet一样，影响了公众对互联网的接受度。这方面的瓶颈也许要等到新的技术出现才会突破，如新的图形存储格式，新的算法，新的通信协议，等等。或是新的测序技术出现将现有的生物信息学过程彻底抛弃。　　目前的生物信息学解读主要还是侧重于测序结果的解读，随着HTML5协议的出现，可视化的基因组学浏览器已经有了很多发展，界面更加直观，也减轻了很多后台服务器的负荷，但是还是面向专业技术人员的，并没有完全发展到临床信息的解读，因为这个同时需要很深的临床专业知识。仅仅是基因测序的结果拿给临床医生看，可以说几乎没有人看得懂，在临床的应用程度可想而知，更不用提医生如何向病人解释他为何根据基因测序结果要采取某种临床干预。大多数临床医生更希望把基因测序作为一种标准化操作工具，而非了解该工具本身。而目前基因测序的数据结果到临床医生工作中的直观指导，还存在相当的距离，基因组数据无法被医生搜索、共享和理解。临床客户的两个基本诉求：“安全”和“标准”，基因测序尚不能实现。数据格式标准不能统一，临床指征与基因检测结果关系的专业数据库的缺失，使得基因测序在临床应用上受到生物信息学的很大束缚。　　4. 肿瘤基因测序难以大范围推广　　肿瘤的基因测序是当下的一个热点。由于肿瘤和基因组有一定的关系，使得行业外产生了很高的期望值。但它有两方面的主要瓶颈：临床机理和临床操作。目前市场上肿瘤基因测序有肿瘤的靶向治疗指导和肿瘤的易感性基因检测。肿瘤的易感性基因检测存在相当大的争议，严格来说没有临床价值，因为肿瘤与基因关系的基础理论仍然不足，可临床确认为高度肿瘤相关生物标记物的基因几乎没有，单是“肿瘤易感性基因”这个有因果意味的定义就很有问题，作为肿瘤的大面积常规筛查说服力有限，即便做了，基因结果和肿瘤的确切关系也根本说不清楚。从这个角度来说，所谓肿瘤易感性基因检测不是一个合理的方向。肿瘤的的家族史倒是跟遗传有关，但像遗传性乳腺癌检测与其说是肿瘤基因检测，不如说是广义的遗传病基因检测更好解释些。相对而言，用于靶向用药指导的意义比较明确，但这个市场会被定量PCR和常规一代测序分走一些，另外人种和地域可能会影响对同一基因的突变位点的选择，没有标准。现在的靶向药物类别不多，进入标准指南的就是肺癌的EGFR和ALK基因，转移性结直肠癌的kras基因，和黑色素瘤的braf基因检测，其他的基因靶点检测都属于医院自行开展，测算市场刚性需求时比较容易有水分。一个与学术无关的现象是，即便基因检测结果表明该药物可能无效，病人若没有其他选择，还是可能会抱着试一试的心态使用该药物，使得基因检测的意义可有可无，导致医生做基因检测的动力下降或动机改变。　　在临床操作层面，目前肿瘤基因测序没有专门的收费标准，基本上都是套用按位点做基因测试的收费标准来的，各省物价，一个位点在250-600元不等，这个价格对高通量基因测序来说不合算，但由于高通量测序可在成本不变的情况下一次性测很多位点，因此一般来说是按照多个位点进行收费，限于病人经济承受能力，一般市场收费在4000-8000元不等。这方面该测多少位点，收费怎么计算，还缺少相关的政策。另外，肿瘤基因检测临床实施并不方便(血液肿瘤除外)，区别正常突变和肿瘤基因突变对人员技术能力要求较高。由于肿瘤的基因组不稳定，常产生耐药突变，作为疗效检测的话，需对肿瘤病人多次肿瘤部位取样活检，无疑增加了病人的痛苦和操作难度。而且，是否要同时取癌旁正常组织一同测序，这部分收费是否要病人承担，政策上都没有定论。　　最近液体活检受到重视，是指在外周血中寻找脱落或凋亡释放的肿瘤细胞DNA(ctDNA)进行基因测序。这种取样方式大大好于组织取样，长远来说可能适合癌症复发的早期检测，但距离临床应用还比较遥远。循环肿瘤细胞DNA是不完整的DNA碎片，需要大量基因测序，大量的生物计算拼接，误差不好控制。还有怎样确保减少假阳性，和肿瘤目前的TNM分期如何对应，这些技术问题都需要时间。一个现实问题是：如果ctDNA结果提示肿瘤，但病人去做了PET-CT也没有发现病灶，病人该怎么办。相对而言，寻找循环肿瘤细胞(CTC)辅助以基因测序验证可能是一个比较有希望的方案。CTC可以得到完整的肿瘤基因组，作为诊断指标在临床上也容易界定，不过如何保证CTC的捕获效率，目前没有最理想的方法。　　总之，肿瘤的机理过于复杂，基因测序和实施临床干预还不能顺利对接，操作层面和政策层面还有很多困难，远非理想的应用状态。从远景来说，随着靶向药物的开发和肿瘤免疫的进展，基因检测的需求长期存在。但目前还受制于大数据如何积累，如何搜集标准标本，如何建立大分析平台，短期内无法解决。一部分临床需要的基因检测用更简单便宜的PCR或FISH即可解决问题，并不需要高通量测序。当下很多人热衷于用科研思路去解决临床问题，但医疗不同于科研，必须考虑很多的社会人文因素。而肿瘤这样一个热点市场，作为一个公司要长期生存的话单纯依赖这方面业务需要谨慎。等到这些瓶颈解决有希望盈利的时候可能又出现新的替代技术了，这是一个受到很多关注但技术路线变化可能性非常大的市场。　　4.最大的瓶颈—全社会的认知和现行医疗体制　　医学本身并不是面向大众的科学，基因科学更加小众。基因与疾病的关联的社会认识程度还不高。大部分患者、医生、政策部门、投资人，都不是很了解基因测序的知识。普通老百姓很难说清楚基因是怎么回事，有些人还以为遗传病就是精神病，大量临床医生对基因测序的理论基础也很难理解，何况这个技术还在不断更新。在这样一个现实环境下，基因测序在未被充分检验之前就投入了医疗这个高度监管行业的应用，某种程度上讲是危险的，对基因测序技术应用的误读误用，会影响其本身健康发展，损害它作为一种新的技术所需要成长的空间，会出现劣币驱逐良币的现象。全社会还需要更多参与到基因科技的普及中。　　由于互联网的发展带来信息量的大增，今天患者越来越参与到对他们自身诊疗的决策过程中，知识程度的不对称和诊疗话语权的分配无法协调，也是今天医患矛盾的原因之一。这是一个传统医疗体制正在变化的时代，基因测序若得不到正确的理解和实施，会被拔苗助长，最终和体制不能结合而失去发展。基因测序用于临床干预来说很多结果还很模糊，又不能带来健康行为的根本改变，相关的法规也还缺失。临床诊疗过程需要的是基因测序的临床解读而非技术解读，但目前实施医疗的主体——医院和临床医生，对这一传统医学知识体系之外的技术还需要学习，而基因测序的检测提供者只提供技术，临床应用责任因为缺乏相应法律保护而没有承担主体，这一体制瓶颈约束了基因测序的发展，需要政策制定者的智慧。　　为了解决基因测序结果到临床应用的连接问题，2015年成立了中国遗传学会遗传咨询分会，开始了遗传咨询师的定期培训班，迈出了开拓性的一步。但如何应用于医疗实践，还缺少合理的制度支持。如何对临床标本的基因检测结果进行标准化描述、评估和溯源，是当下医疗体制的瓶颈。生老病死是人类最重要的问题，在相应的瓶颈没有突破之前，基因测序只适合少部分地用于医疗实践，绝不适合在全社会推广应用。　　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(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。

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。

继《基因测序，风口上的思考(一)：基因测序市场格局介绍》、《基因测序，风口上的思考(二)：基因测序的误区和瓶颈》两篇文章后，本系列文章迎来了第三篇，也是最后一篇。接上文，内容如下：　　三、什么才是护城河?　　护城河是指企业在短期内无法被模仿和替代的竞争优势。目前看到的不同公司的技术差异，不外乎是在运行成本、操作的自动化、数据分析的优化这几个角度，在市场终端的经济意义到底有多少，还需要综合评估和检验。建议企业从以下几个地方考虑护城河的投资：　　1. 在上游实现突破　　目前的基因测序应用商，基本上无法摆脱上游厂家对成本的控制。即便开发了自己的临床应用试剂盒，按照现在的规定属于III类注册证，要注明试剂盒核心组分和用途，这里就包括了上游供应商的试剂耗材成分，无法更换为另一家。　　目前国内有厂家在自主研发高通量测序仪，效果如何这里不适合评价，但这种努力值得敬佩。长远来看，这是非常值得的一步。降低了自身的成本，也避免将来来自上游厂商向下游拓展的竞争。在发展方向上，更长的读长可以减少很多生物信息学的成本负担，是高通量测序仪的出路所在。　　不是每个企业都有能力自己研发高通量测序仪，那么如果能致力于用各种方式优化流程中的试剂耗材包括国产化，提高上游议价能力，也是一条出路。　　2. 占有产品终端使用者的直接通道　　大部分基因测序应用商一开始不能直接建立与产品使用者的联系，需要借助不同通道，比如说目前的高通量测序试点单位，因此增加了通道成本。近期试点单位再增加的可能性很小，因此短期内这个通道成本随着新入者的增加还可能进一步上升。　　一种办法是先找一个不大的细分市场深耕，市场里也有这样的公司。由于市场暂时不大，它进入之后竞争者不大愿意再来争夺，保证了其一段时间内通道的优势，有时间树立自己的无形资产。　　有公司的做法是在各地的医院内建立自己的实验室，但实验室所有成本自付。这样一来很难被代替。一旦试点全面放开，将直接具有源源不断的销售来源。　　另外就是寻找新的商业模式，比如说试图改变支付模式，直接建立起与支付方的通道联系。由于中国各地情况有很大差异，不一定能在所有地方通行。　　3. 与其他成熟业务整合，降低成本　　每一个临床客户，都可以带来多方面的临床市场。基因测序在临床诊疗中更多的是揭示问题，而不是解决问题。将企业自身其他的产品及业务(如果有的话)和基因测序相结合，更容易融入客户的常规工作， 被替代的风险减小，同时渠道、物流、市场等成本因为被分担而下降，这种成本战略在竞争中不容易为对手复制。如果没有自身其他业务，就应该尽快寻找面向同一客户的其他商业伙伴进行合作。　　4. 拓展数据价值的客户体验，抬高客户转换成本　　这个可能还需要比较长一点时间，因为涉及到数据库的设计和积累、是否能冒风险帮临床医生解读、外部网络建设等等。目前基因测序的应用价值仍然以大量数据为输出形式，数据带给客户的价值经过二次加工以后有可能以更高的定价出售，同时如果为客户如何使用该数据价值设计出临床路径，将会是非常独特的。打个通俗比方说，就是大家都在市场里卖菜，客户需要买回去自己决定哪些能吃哪些不能吃，怎么来吃。如果有人把菜替客户洗好拣好，做成各种菜肴，告诉客户减肥需要吃这道菜，长身体需要吃那道菜，甚至吃菜的时候应该用什么方式、礼仪，那么有价值的就是这后面的部分。目前很多基因测序应用商只做到了“洗菜拣菜”的工作，后面都做的不够，所谓的数据解读方案都尚停留在技术层面。在中国，医院和医生永远都是稀缺资源，主动为他们提供更多层次解决方案，将大大抬高竞争对手客户转换成本。　　以下方面不是护城河：　　1. 新的某一专利技术　　目前没有看到任何一个技术专利能比别的技术好10倍以上，或是能产生独断市场。强调自己的专利技术来要求过高投资，对企业本身发展和投资者长远来说都不可取。　　2. 目前的高市场份额　　在一个不断发展的新市场，目前的高市场份额也有可能被取代。由于大部分基因测序仪都还没有在医院被完全充分地使用，因此现有的份额被替代也是很容易的。　　3.产品在科研方面的特点　　基因测序原先是科研领域的产品，因此有些产品是按照科研思路设计出来的，并不符合临床应用。性能过度超过了客户的实际需求，带来的是成本多余浪费。科研上的优点不等同临床应用上的优点。　　4.“数据解读方案”　　有些公司强调自己有独特的生物信息学算法或数据解读方案，但要成为护城河还远远不够。这种独特性在临床应用上能带来多少差异，医生和患者是否真切地体验到这种方案带来的好处，都很模糊。如何变为临床医生的语言，如何整合入临床的日常诊疗，如何验证解读结果的可靠性，都需要探索。　　四、对未来的预测和建议　　未来的发展趋势：　　1. 整合入医疗记录　　我们必须知道，基因检测结果不会改变成年人自身的健康行为，解决方案才会。如果不能够打通从数据到方案的工作链，未来我们会看到越来越多基因测序无用的负面报道。虽然渐渐也有人意识到要把测序结果转变为“actionable information”，但言之无物。由于领域的跨度，提供者往往不理解这解决方案应该是什么，在临床上，基因测序最终应该无缝连接到医疗病历中去，逐步地改变医生和病人的诊治参与方式。　　2. 基因组流行病学　　未来基因组流行病学对政府卫生决策部门可能有很强的意义，目前感觉在这个方面工作的人不多。通过分析社会人群基因变化规律，监测疾病谱和基因-环境交互作用的变化，有助于提出流行病学干预措施，评估新的诊断试验的有效性及成本效益分析，甚至可能为保险公司做决策顾问。这个方面将来可能会出现商业机会。　　3. 药物研发市场　　基因测序值得用于药物研发市场的原因在于：1)有更多的国内国外药厂开始进行靶向药物的研发 2)药物研发市场近年面临成本控制、缩短时间、更加高效的压力 3)基因测序对药物研发中靶点选择和临床试验病人的选择优化都有很好的意义 4)新的药物和基因关联的研究在增加，如现在认为肿瘤的错配基因突变对今年很热的PD-1药物会更加敏感 5)不像临床诊断那样会受到监管政策的影响。　　4. 与其他临床诊断治疗手段结合成为新方案　　基因测序只是发现问题，并不能解决问题。最终基因测序只是临床诊断中的一个环节中的一部分。它最好能跟其他的临床诊疗手段结合起来成为完整的工作流程，这样才可能真正进入临床市场。现行其他诊断技术若是跟基因测序结合，可能带来意想不到的市场扩大。提供基因测序应用的企业，也要随时关注新的技术是否可能与基因测序结合出现新的方向，如肿瘤的免疫疗法，如CHRISPR技术，如合成生物学，等等。另外，RNA测序可能较DNA测序有更多临床应用方向。　　5. 行业并购整合，提高行业集中度　　基因测序对行业外人士来看似乎很有门槛，但对于行业内人士来说，门槛其实并非很高，所以才有这么多大大小小的基因测序应用商，不见得大部分都能在未来生存下去，美国也是一样。但在中国，随着本届政府的改革，可能很多传统行业谋求转型，或是医疗公司谋求新的技术突破，届时未来一两年内会有不少基因测序商被这些上市公司收购整合，也是一条生存出路。另外，上游供应商很可能参与到下游竞争中来。如果传统医疗诊断公司或医药公司对基因测序进行整合，成为自身提供的整体医疗方案的一部分，会好于基因测序试图独立作为一个解决方案，在前期将有助于引导基因测序快速发展。　　6. 保险业介入　　由于人们总希望提前了解健康，因此基因测序对健康变化判断的不确定性，即概率性还是会产生市场。世界上只有两种生意与概率有关：赌博和保险。在国外，商业保险和基因测序结合已经很常见，在中国政府大力发展商业保险的现在，有可能保险业的介入可为基因测序带来支付问题的解决。这种结合不一定是保险为客户免费基因测序，因为客户未来会质疑保险公司做基因检测的专业性以及基因信息泄露问题。有可能是基因测序应用商结合医疗机构在收费层面与保险公司的合作，保险公司会根据自己的精算方式来做出参与判断。　　7. 大数据解读平台　　如果未来能够解决标准数据库统一建立的问题，有可能出现大数据分析的市场。数据解读的结果用于诊疗过程，可以不受制于于任何上游仪器供应商，前提是这一标准数据库能够为所有人所共享。这一点可能需要更加久远的时间。　　对基因测序应用商的建议：　　1. 回归商业本源　　既然是做商业市场，就并非天天讲故事去圈钱，做讲座去扬名，最终还是要选择一个客户群的问题去解决，而不是选择一个技术去找市场和客户。虽然现在资本市场很热，但没有自己的定位，没有自己的客户群，没有自己的盈利和管理能力，如何度过前进路上终将经过的冬天?产品、渠道和服务才是根本，不能沉醉在自己的世界里不把客户的思路当回事。最先进的技术常常并非最好的现实综合解决之道。技术固然重要，但并非一成不变，特别是一个新技术，还有待在解决客户问题的实践中，根据客户的问题去找基因测序技术的细节，反复锤炼，最终盈利方式完全可能和当初的设想有很大区别。　　另外就是应该在成熟市场发展成本优势战略，在不成熟市场寻找差异化定位。过热的市场总会冷却，企业还是要尽快找到自己生存的模式才是正道。　　2. 从现有业务出发为客户提供基因测序应用服务　　医学是一个实践和经验的积累，临床客户在工作中存在很多缺口。解决问题最终是一项产品，而不是一个技术。基因测序是一个创造产品的技术而非产品本身。如果眼光专注于目标客户的整个流程，就会找到很多可以应用的地方，会发现不止一个细分市场。目前来看单靠基因测序盈利不容易，如果企业能有其他业务服务于目标客户，在现有业务上增加基因测序进行增值，有助于基因测序行业的健康发展。建议做临床市场的基因测序应用商管理团队中一定要有懂得医学的人。　　3. 有一个第三方临检中心　　医疗技术一定要有明确的实施主体和责任承担主体。基因测序同时具备明确的临床需求和不确定的临床价值，给目前政策制定者出了个难题。因此，将来很有可能是明确的应用在临床医院进行，不明确的应用在另外的医疗机构限制进行，而这很可能就是第三方临检中心。目前国家大力发展第三方临检中心，牌照限制已经取消，自建或收购的成本都下降。因此，建议基因测序应用商能够有自己的第三方临检中心，为迎接未来的可能政策提前做布局。对于目前的比较有规模的第三方临检中心来说，会面临竞争带来的成本提高问题。　　4. 非理性消费存在，但不应该以它为基因测序的盈利目标　　任何企业都应该有社会责任心，新的技术，应该致力于将它应用到解决社会问题中去，而并非纯粹以投机获利为首要目的。非理性消费，灰色地带，并不能让一个公司走的长远。套用默沙东公司的名言：“我们应当永远铭记，药物是为人类而生产，不是为追求利润而制造的。只要坚守这一信念，利润必将随之而来。”在医疗健康领域，基因测序应该用来创造帮助医生解决某一类病人的痛苦的产品，或是帮助医疗机构提高工作效率，它必将在这一过程中找到自己真正的价值。　　本系列前两篇文章：　　基因测序，风口上的思考(一)：基因测序市场格局介绍　　基因测序，风口上的思考(二)：基因测序的误区和瓶颈

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”。

一个致力于改善生活和助力个性化治疗的伟大蓝图正在开启 　　基因测序新蓝海&mdash &mdash 新生儿基因测序 　　在美国，基因测序技术的春风不仅吹向了生命科学领域的各个行业，而且吹响了人们对美好健康新生活方式向往的新号角。 　　这不，当二代测序正逐渐成熟地在胎儿产前检测中的运用和新一代基因测序技术及其在肿瘤研究中的应逐渐火热 科学家们现在对基因测序技术又提出了新的应用领域&mdash &mdash 新生儿全基因组测序项目，这将为开启细分领域的新蓝海! 　　美国医院的医生们普遍认为：政府应该资助一项新的医学项目&mdash &mdash 对新出生的健康婴儿进行全基因组测序，测得的数据将有助于基因科学在人的一生中的深入运用，譬如助力开发个性化的治疗，帮助哮喘患者选择最有效的药物。 　　拥有150余年历史、位于波士顿的布莱根妇女医院(Brigham and Women&rsquo s Hospital)是美国联盟医疗体系(PHS)创始医院，也是全球产生诺贝尔奖最多的医院，该医院遗传学家Robert C. Green表示：&ldquo 我们正进入一个新的时代，所有的医学研究将发展为与基因组学相关的医学研究，在未来5到10年，不仅测序成本会更低，而且科学对基因组数据的解释会更加成熟，每个人的基因序列信息将变得越来越重要&rdquo 。 　　我们知道，疾病的早期识别能够拯救一个孩子的生命或对可能孩子可能出现的遗传学疾病进行早期干预。 　　通过全基因组测序、全外显子组测序等技术，发现人体有1%到2%的基因组是大多数遗传病的导火索，通过特特定位点的基因测序可以帮助识别一些与突变相关的疾病。 　　在美国，有一些医院已经对部分患有疾病或发育障碍迹象的新生儿进行测序，发现该种技术可以帮助医生判断一些潜在的疾病问题。 　　新细分行业：面临三大挑战 　　尽管对新生儿进行全基因组测序具有诸多优势，但是许多问题依然存在。 　　首先，大部分的全基因组仍是一个谜，甚至大多数医生不知道该道如何解释测序结果提供的信息。 　　其次，尽管基因组测序的价格已经大幅下降，目前已经低至1000美元，但是这个价格仍远高于传统的针刺样本技术(25美元)。 　　第三，对新生儿进行全基因组测序使得医生也面临伦理困境：假设通过基因测序发现新生儿存在某些基因突变的风险，而医生却不确定这种风险是否会导致疾病时，这是否应该告知父母? 　　研究者对新生儿全基因组测序的态度 　　通过调查发现，一些家庭因对孩子的遗传信息感到不安，而不愿意让婴儿进行该项测试，他们认为推广该项测试应该是建立在自愿选择的基础上。因此密苏里州堪萨斯市仁慈儿童医院的新生儿基因组主任Joshua E. Petrikin 表示，若使民众普遍接受新生儿全基因组测序这项技术的话，需要进行全民教育，这可能比解决技术本身问题耗时更多。 　　2013年，美国国立卫生研究院(NIH)累计拨款2500万美元资助了4个不同的新生儿基因测序技术项目。预计到2015年，包括北卡罗莱纳大学教堂山分校、加州大学旧金山分校及一些医院将会展开健康新生儿和患病新生儿的基因测序筛查，并同时将通过基因测序技术测试的结果与传统针刺样本技术进行对比，旨在提高新生儿筛查的准确性。 　　同时，布莱根妇女医院和波士顿儿童医院已经在2014年提交了新生儿测序项目(BabySeq Project.)，且在等待最后的批准，预计从今年开始为一些父母健康的患病婴儿提供基因测序服务。 　　去年12月，堪萨斯市仁慈儿童医院将其对患病婴儿的基因测序结果发表在《科学转化医学》杂志上。 在这项研究中，对100个家庭中患有神经系统发育障碍的孩子进行全基因组或外显子组测序。 这些参与研究的样本中，有的家庭多年来一直在为他们的患儿寻求诊断方式，有的是婴儿一出生就患有很严重的疾病。数据分析发现，45%的家庭使用过基因诊断测试，在先天性患病的新生儿中，接受基因诊断测试的婴儿人数更高，达73%。 　　仁慈儿童医院基因组医学中心主任儿科医生、上述研究的领导者Stephen F. Kingsmore希望全基因组测序计划能够扩大到美国每年降临的400万新生儿中降临在ICU病房(重症监护室)的大约14%的婴儿身上。他表示基因组测序可以帮助已经患病的婴儿接受更深入的治疗，以及帮助一些新生儿预知罕见的或者未知的遗传疾病。 　　Kingsmore博士还说，尽管目前还不能证明对健康新生儿进行基因测序是有意义的，但是有足够的数据和强大的逻辑证明对先天性患病婴儿是有利的。 　　Petrikin博士还举例说明：他们医院的医生曾在诊断一个血糖极低的女婴时拟采取切除女婴的整个胰腺，然而通过全基因组测序发现只需要切除胰腺中的一小部分，这使患者避免了长期依赖胰岛素。 在这种情况下，假设通过基因检测确定的疾病没有治愈方法，医生还可以为家庭提供治疗指导，以及为想再次生育的患者父母提供一些妊娠信息咨询。 　　新生儿家庭对待全基因组测序的态度：支持者远多于反对者 　　美国的研究人员也正在探索家庭的态度基因组测序。去年12月，他们对布莱根妇女医院优生育儿中心48小时内降临的514名健康新生儿的父母进行了医学遗传学调查，旨在了解初为父母的人群对婴儿基因组信息、遗传风险和遗传信息含义的认知情况，并询问他们是否愿意让宝宝参与新生儿全基因组测序这项计划，结果显示大约83%的父母很有兴趣参与新生儿基因测试。 　　除此之外，已为人父17个月的Donald Chaplin of Acton也对该项测试非常感兴趣。作为一位药剂师，他表示尽管很担心基因数据被滥用的潜在风险，但是还是希望可以获知儿子更多的基因信息数据。 　　然而，来自牙买加Nicholas Catella是一名工程师，他表示除非筛查结果显示新生儿患有严重疾病的风险，否则他不会太在意测序结果。 Catella先生有2个孩子，一个3岁，另一个16个月。他表示：尽管基因测序能够揭示患有像阿尔茨海默氏症等慢性疾病的风险，但是目前仍然没有良好的干预手段。在确定自己的孩子是否健康之前，他需要一个很好的理由要了解这些信息。

2012年1月10日，在第30届摩根大通医疗卫生年会上，Life Technologies公司与Illumina公司纷纷以&ldquo 1天内绘制出人类基因组序列&rdquo 为品牌宣言，先后推出了最新的高效测序仪产品。就目前了解情况来看，这两款最新测序仪之间的最大差异主要集中在成本与质量两方面。 Ion Proton 基因测序仪 　　PGM测序平台是Life Technologies公司2010年底推出的首款半导体个人化操作基因组测序仪（Ion Personal Genome Machine，简称：PGM）。而此次，Life Technologies公司隆重推出的Ion Proton测序仪正是PGM测序平台的新一代产品。 　　Ion Proton测序仪是一台新型台式测序仪，体积如办公室打印机般大小，标价约为14.9万美元。Ion Proton测序仪仅需1天便可完成个人完整基因测序，而费用仅为1000美元，今后人们根据基因资料得到个性化医疗的愿望或将成真。 　　该公司总裁兼首席执行官Greg Lucier先生表示，Ion Proton第一代芯片技术将使外显子组测序成本降低至500美元，成为外显子组测序工作者的理想选择，预计将于2012年中期对外供应；而Ion Proton第二代芯片产品则主要应用于人类基因组测序领域，大概在6个月后将会向用户提供。目前，贝勒医学院、耶鲁大学医学院和Broad研究院作为Ion Proton Sequencers的第一批用户，已经与Life Technologies分别签署了多张订单。 HiSeq 2500基因测序仪 　　巧合的是，在同一天，Life Technologies公司的竞争对手Illumina公司也推出了最新版本的HiSeq测序仪，该仪器同样能够在1天内绘制出人类基因组序列，但Illumina公司并未透露其成本。此次，Illumina公司推出的HiSeq 2500基因测序仪将HiSeq 2000和MiSeq平台的先进技术进行了有效的整合，并加入了最新概念，可以帮助研究员和临床学者在24小时内对整个基因图谱进行排序。 　　据了解，Illumina公司的Hiseq 2500标价74万美元，若从69万美元的HiSeq 2000升级就只需花费5万美元。目前，HiSeq 2500测序仪已在一些从事诊断业务的公司得到使用，例如Genomic Health公司、Sequenom公司等。 　　同时，Illumina公司在内部也已使用该仪器，并在2012年第一季度对外服务，预计在2012年下半年可以将HiSeq 2500商业化，开始向用户发货。而从2012年中期开始，全部新用户和老用户的MiSeq性能都能得到提升。

纳米孔测序，是国际上最受人关注的第三代测序技术之一。其创新的电信号检测和单分子长链测序，让全世界的科研工作者翘首以待。做为纳米孔技术的领跑者，英国牛津纳米孔公司今年在全球选择了几家著名的实验室，测试他们的样机。我的两个朋友，一个在美国新墨西哥大学，一个在University of Queenland，分别测试了牛津纳米孔ONT。结论是：纳米孔测序尚不成熟。 　　测序长度长 　　纳米孔测序的测序最长可达到89kb，令人感到恐怖。也就是说，纳米孔测序可以一次读长就可以覆盖大部分的病毒基因组了。对于很多小基因组，连组装都省去了。纳米孔的平均读长可达4.3kb。毫无疑问这是迄今为止，所有测序仪中测序最长的。 　　测序错误率超高 　　35%，对，这就是纳米孔测序的错误率。我刚开始看到这个数字的时候，还以为看错了。但确实，平均10个碱基，就有3.5个测序错误。其中3%的插入错误，16%的删除错误，16%的错配。高达35%的错误率，意味着基因突变检测成为纳米孔测序的禁区，也成为纳米孔测序的致命弱点。 　　当前的纳米孔测序未来有可能在哪些领域有优势呢?1，在细菌和病毒等病原体检测方面，纳米孔测序可以无需组装就可以得到全基因组。2，利用长度长的优势，和二代测序结合，协助组装基因组。 　　最后，我画了一张图，来比较目前的三个第三代测序技术。 　　很明显，测序最准确的是Helicos平台，测序最长的是Nanopore。三代测序要成为一个成熟的，可以在临床广泛使用的技术，还需要数年的优化和提高。 作者：贺建奎

日前公布的2012年度深圳市科学技术奖拟奖名单上，奖金高达100万元的&ldquo 市长奖&rdquo 拟颁给一个37岁的年轻人 去年底，英国《自然》杂志评选出2012年科学界年度十大人物，他又是唯一入选的中国人。这个年轻人，就是华大基因研究院院长王俊。 　　他所在的深圳华大基因，没有享受到任何财政拨款，却坐上了《自然》杂志评出的中国科研机构第六把&ldquo 交椅&rdquo 通过市场化之路获得了年逾10亿元的营收，并于去年底引来近14亿元的风险投资。从几个科学家自掏腰包艰难起步，如何在短短十几年发展成拥有4000名员工的大型科研机构?极少获得体制内的&ldquo 关照&rdquo ，华大基因为何能不断壮大，直至占据全球40%的基因测序份额? 　　&mdash &mdash 编者 　　研究制高点 　　参与&ldquo 生命天书&rdquo 计划，基因科学是一个&ldquo 超级金矿&rdquo 　　据说，华大基因董事长兼总裁汪建是一个&ldquo 玩世不恭&rdquo 的人，喜欢不按常理出牌，比如和员工一样坐在格子间里办公，却美其名曰&ldquo 我的办公室是世界上最大的办公室。&rdquo 　　这样一个看似不严肃的人，却从事着一项严肃的事业&mdash &mdash 基因。 　　2000年6月26日，美英日德法中等6国同时宣布，号称&ldquo 生命天书&rdquo 的人类基因组工作草图绘制完毕，其中1%由中国完成。人类基因组计划与曼哈顿计划、阿波罗计划一起，并称为20世纪全球三大科学计划，从美国归来的汪建就跟中科院院士杨焕明一起参与了这1%。 　　&ldquo 实际上，他们是擅自&lsquo 代表中国&rsquo 参与这个计划的。&rdquo 华大基因战略规划委员会副主任朱岩梅透露，他们看到了基因科学作为21世纪最前沿科学的广阔前景，回国后参与创建中科院基因组中心，并极力游说相关部门和科研机构参与。&ldquo 可能当时国内科研资金比较紧缺，很多专家对国外最新的科研动向也缺乏了解，他们的提议没有得到官方支持。&rdquo 　　1%得来不易。1998年，人类基因组计划的工作几乎已被瓜分完毕，最迟加入计划的德国只分到约2%。为了重要的1%，杨焕明、汪建等毅然与体制&ldquo 分手&rdquo ，凑了3000万元于1999年9月9日在北京创办了华大基因研究中心，联合国家基因组南方研究中心、北方研究中心共同承担任务。 　　时间紧迫，杨焕明与同事们铆足劲，在不到半年的时间里，创造了奇迹&mdash &mdash 通过网络递交的一个测序片断，其误差率仅为百万分之六，创造了世界纪录 每天测序量达到200万对碱基，中国的基因组测序能力被证明仅次于美国、英国和日本。 　　为什么这么拼?汪建的回答很明确，基因科学在国内前景无限，今后应用领域遍及农业、医药、环境保护、工业等方方面面，是一个尚未完全被开掘的&ldquo 超级金矿&rdquo 。 　　对于国家而言，杨焕明认为意义更加重大。&ldquo 加入人类基因组计划，使中国平等分享该计划所建立的所有技术、资源和数据，并使我国成为世界上少数几个能独立完成大型基因组分析的国家，意义重大且深远。&rdquo 而华大基因之所以能异军突起，正因为占据了基因研究的制高点。 　　市场制高点 　　在传统科研体制撕开口子，产学研自成体系 　　2007年6月21日，华大基因南下深圳，成立了华大基因研究院。作为一家纯粹的民营科研机构，华大基因在传统的以国家为主导的科研体制中撕开了一道口子，产学研自成体系。 　　也正是从南下开始，华大基因真正进入了产业化经营。成就这种产业化的，一是生物技术及其相关应用产业的发展，二是科学研究方法和范式的发展。 　　朱岩梅说，基因研究成果的产业应用前景正在不断显现，&ldquo 比如有一些规模较小的药企、农业企业等，它们对某一些种类的基因测序有需求，但成本很高，需要外包出去。华大基因能低成本提供基因测序服务，从而占据市场的制高点。&rdquo 目前，全球20家最大的药企，有19家在跟华大合作 华大基因一年完成7万多例唐氏儿检测，仅此一项，就创造了上亿元的收入。 　　在王俊看来，科学研究从最早的实验研究到假设驱动的理论研究，再随着IT技术的发展，进入了全新的范式，即数据驱动的时代。&ldquo 过去都是小数据，现在拼的是大数据。数据运算才是华大基因的核心竞争力。&rdquo 　　现在的华大基因，彻底颠覆了传统的实验室模式，实现了用工业化的组织方法实现大数据采集。华大基因拥有1000多人的测序科研人员队伍，平均年龄24岁 2010年，华大采购了128台全球领先的&ldquo illumina&rdquo 基因测序仪，搭建了国内唯一的大测序平台。 　　朱岩梅表示，现在华大基因贯穿了产学研链条，合作伙伴包括55个国家和地区、2000多个机构单位，团队扩张至4000人，收入从2009年的3.43亿元，增至2012年的11.05亿元。其中，政府科研项目收入占10%，海外收入占30%&mdash 40%，国内其他的科研合作占20%&mdash 30%，临床收入占10%&mdash 20%。另外还募集到近14亿元的风险投资。 　　未来制高点 　　花4年建立中国人基因库，推动个体化医疗和健康的新模式 　　2008年11月，第一个亚洲人基因组图谱在《自然》杂志发表，测序数据总量达到1177亿碱基对，基因组平均测序深度达到36倍，有效覆盖率高达99.97%，变异监测精度达99.9%。破解又一个人类&ldquo 生命天书&rdquo ，让此前还籍籍无名的华大基因一炮打响。 　　约14亿人，每人30亿个基本元素，建立中国人自己的基因数据库无疑是一项浩大工程，但华大基因还是启动了。&ldquo 抽取了千人，花了1个亿，做了4年，详细比较了中国人与已有数据的白种人基因组在序列上的差异。&rdquo 汪建说，其科学发现将从根本上影响中国人疾病的预测、预警、预防和治疗方式，推动个体化医疗和健康的新发展模式。 　　2013年7月12日，华大基因和美国杜克大学医学院、加拿大多伦多儿童医院等通过全基因组测序的方法成功鉴定出一系列与自闭症相关的遗传突变和风险基因。该研究成果在《美国人类遗传学》上发表，为探索自闭症病理机制迈出了关键一步。 　　朱岩梅表示，未来医学革命的方向应该就是&ldquo 个体化&rdquo 。每个人一出生，就应该有自己的基因身份证，一旦生了病，根据其基因信息进行准确治疗。&ldquo 华大要做的就是检测出哪里出现问题，并提出解决方案，通过人工干预基因进行预防或治疗。&rdquo 　　2013年3月，华大基因宣布完成对美国公司Complete Genomics的全额收购，补上了其在基因检测设备方面的短板，打通了基因检测的整个产业链。 　　汪建给华大基因设定了四部曲：科研服务、科技服务、医学服务、人人服务。&ldquo 我们现在才走到第二步，第三步正在加速。科技服务能到100亿，医学服务能到1000亿，人人服务能到1万亿。&rdquo 所谓人人服务，是指基因测序和分析成本大幅下降，生物大数据足够丰富后，人人都可以在常规诊疗中应用基因信息。目前，一个人的全基因组测序费用已下降到数千元，但加上分析成本，大概要10万元。根据华大预计，在5年内可降到1000美元，未来可能只需要花费几百元。

医药学界和资本市场多年前就曾预测，基因，这一揭示人类生命奥秘的学科，未来可能孕育出全世界最大、最重要的产业市场。 　　现在，一个以基因测序为代表的市场已然到达产业突破的临界点。 　　BBCResearch的数据显示，2013年，整个基因测序市场的规模约为45亿美元，而随着基因技术的飞跃发展，检测技术成本大幅下降，新一代基因测序技术的应用范围正在迅速拓展，到2018年，整个基因测序市场的规模将猛增到117亿美元，年均增长率达25%。 　　互联网行业有一句流行的话，"站在风口上，猪都能飞起来"，而现在，基因测序产业就已经走到风口。 　　技术演变下的"多极化" 　　近年来，基因科学频频进入大众的视野，但真正了解基因测序技术的人并不多。 　　通俗而言，基因测序就是给基因做"体检"的技术。 　　众所周知，基因是由A、T、C、G4个碱基组成的序列片段，正是这4个碱基千变万化的排列组合，造就了生物的多样性。而基因测序，就是要分析出各种排列组合，为下一步研究和改造基因打下基础，它将比传统的检测方式更加安全、准确和便宜。 　　比如，给癌细胞做基因测序，就能知道是其中哪个基因的排列组合出了问题导致正常细胞癌变，从而为预防和治疗癌症提供更精准的方案。 　　再比如，给准妈妈做基因测序，就能知道腹中宝宝是否有患上某些先天性疾病的基因，与目前一些常规的检测手段6成左右的精准度相比，基因测序的准确度能高达99%以上。 　　农业方面也有一些容易理解的例子，比如给水稻做基因测序，分析出抗病能力强的水稻与容易病变的水稻的基因排列组合差异，为水稻杂交选种提供参考，效率远远高于传统的人工栽培育种。 　　按照公认说法，到目前为止，这种给基因"体检"的测序技术，以及相应测序仪器设备，经历了三个大的发展阶段。 　　第一代测序技术是获得过诺贝尔奖的桑格(Sanger)测序法 第二代是2005年左右逐渐发展起来的，基于大规模平行测序的技术 第三代技术刚刚兴起，目前还处于实验室研究或小规模推广阶段。 　　在三代测序技术中，高通量的第二代是目前的主流技术，其中的从业公司，因为技术问题或市场竞争，目前仅存的，只有Illumina、CompleteGenomics(以下简称CG)以及LifeTechnologies三家主要公司。 　　在这三家公司中，实力最强的是Illumina。 　　Illumina组建于1998年，由于发展较早，再加上娴熟的商业手段操作，成功打垮了众多竞争对手，成为目前全球最大的基因测序设备供应商。 　　凭借几乎垄断的商业地位，Illumina已开始限制其试剂仪器的使用范围，以保护自己下游应用开发的红利。同时在中国国内，Illumina也在扶持少数下游服务商直接进入服务市场，甚至和自己的测序仪客户竞争，以最大程度控制市场。 　　第二家公司是LifeTechnologies，2013年被ThermoFisher并购。它的测序技术具有快速(4个小时完成测序)、仪器结构简单、小巧、造价便宜的优点。 　　不过，由于整个技术设备市场基本被Illumina占有，即使短时间内LifeTechnologies凭借技术特点在市场获得一定优势，但未能形成与Illumina的对等竞争态势。 　　两大公司之外，还有一个业内人士都觉得神秘的CG公司。如果要定位，CG可以说是二代测序市场的搅局者。正是由于其平台具有比Illumina更高通量和更准确质量的特点，在数年前，曾和Illumina形成制衡并分庭抗礼，带动了测序标准的提高以及测序价格的显著下降。 　　但是CG毕竟是初创公司，在商业运作、市场渠道等方面远远比不上Illumina。在竞争对手各种市场和法律手段的运作下，商业压力剧增，运营陷入困境。2013年，中国的华大基因利用了这一契机，并购了CG公司。 　　依靠这起并购，中国获得了和美国一样的比较优势，促使Illumina等跨国企业不得不授权仪器给中国企业参与国内市场竞争，极大地推动了技术进步和成本降低，促进了全球基因产业格局的"多极化"发展。 　　同时，基因数据亦属于国家安全的一部分，如果核心技术都掌握在跨国公司手中存在数据风险隐患，国家发改委也明文规定基因检测是外商禁止投资的领域。从这个意义上看，CG技术国产化也确保了中国基因数据的安全性，具有重大的战略意义。 　　前景不容小觑 　　从全球发展趋势来看，目前全球基因测序领域正处于一个快速向应用转化的产业化、民用化发展阶段，这个产业的广阔未来已经毋庸置疑。 　　目前，在科研、生殖医学、肿瘤个性化、生物大数据等几大主要方向上，基因检测都已在逐步从纯粹的仪器和试剂销售，向公众服务发展。 　　这带来的一个直接影响是基因测序从业公司的估值,都将随着产业的爆发而水涨船高，ThermoFisher并购LifeTechnologies，并购费用超过百亿美元 罗氏为了收购Illumina，更导致Illumina股票PE达到了100倍以上，市值超过了200亿美元。该领域应用前景受到投资者和资本市场的广泛关注和热烈追捧。 　　在中国市场，这个行业的市场潜力同样不可小觑。 　　从市场成熟度、从业人员规模以及接受程度来看，目前中国基因测序仪器市场在全球具有领先地位，基本能够同步于美国的步伐，甚至在某些领域超过了美国。 　　一个典型的超越案例是胎儿染色体无创诊断技术，美国还在各种专利纠纷和实验室测试阶(所谓的CLIA实验室阶段)，中国已经完成了大规模临床研究，在临床研究论文、该检测的技术标准、行业标准等方面已经具有非常高的临床成熟度和产业成熟度。 　　同时，由于华大基因在全球推出了2000元人民币左右的终端价格(而美国的价格是2000美元)，使得该检测在民用领域迅速推广，具有非常好的群众基础，各大医院也都逐渐启动了高通量测序用于遗传诊断方面的应用。 　　不过风险还是存在，目前全球只有前文提到的3家公司完整拥有测序技术核心知识产权。而这3家公司都是通过收购来实现，其余依靠授权或者自称研发出测序仪的国内公司，在临床应用的技术、成本和商务层面，会受到较大限制。 　　技术与监管变量 　　再看具体的市场格局，由于各家公司的技术各有优劣势，谁先在风口上起飞不好下定论，但有一点可以确定，目前已经占据先机的三家公司，Illumina、LifeTechnologies以及华大基因等，肯定是最早起飞的那一批。 　　但更关键的问题是，谁会飞得更稳更高? 　　Illumina坐拥市场规模优势，率先享受产业爆发的红利已经是大概率事件，这也是近年以来，Illumina动作频频，高管访华，与贝瑞和康等中国代理商合作，积极争抢中国市场的重要原因。 　　LifeTechnologies虽然没有Illumina所具备的市场规模优势，但正如前文所述，其技术特点使其在某些特定市场具有独到的优势，乘着产业爆发的飓风，势必也会迎来黄金发展机遇。 　　唯一的变量是CG以及华大基因。当然这种变量不是指起飞与否，作为全球测序服务市场的航母，背靠最大的中国市场，华大基因以及CG的起飞同样板上钉钉。这里的变量，是指飞到最高点的可能性。 　　技术层面的可能性已经被业界所公认。华大基因并购CG后，保留了CG在硅谷的研发团队，并将团队规模扩大了一倍，同时结合中国本土的经验丰富的研发团队共同合作，已经开发出在精度、可重现性和稳定性上提高几个数量级的临床测序技术。 　　技术之外，更显著的变量来自认知。因为是一项前沿的高新技术，又涉及人类生命健康，所以公众潜意识里会因不了解而产生抵触情绪。一直以来，即使是国家监管部门，对于基因测序这项新兴技术和市场的监管，也始终难以着手。 　　而由于基因测序产业蕴含巨大的商业价值，市场上也确实存在良莠不齐的问题，很多没有资质、技术不过关的小公司或体检中心都在开展基因测序业务，影响了产业的健康发展。 　　不过，从监管部门的反馈来看，现在国家已经意识到基因测序技术的重要性，以及技术从实验室向临床应用演变的趋势，正在计划出台一系列针对设备、试剂和方法的准入机制，比如基因测序的仪器设备和配套试剂必须获得医疗器械准入，从而保证相关检测的安全有效。 　　在监管难题解决后，市场竞争格局的最终走向也将更加明朗。

从安吉丽娜&bull 朱莉进行乳腺癌基因检测、个性化DNA检测被美国《时代》杂志评为年度最佳发明，到转基因食品大讨论，再到复旦大学日前关于曹操家族DNA的研究成果&hellip &hellip 今天，&ldquo 基因&rdquo 已当之无愧地成为一个全民话题。 　　2003年，人类绘制成功第一幅基因组工程(HGP)草图。10年来，由中国完成的基因测序物种目前已占全球一半以上，然而，专家表示，增强创新能力依然是我国基因组学发展的当务之急。 　　&ldquo 买枪打鸟&rdquo 亟待转型 　　作为全球最大的基因测序与分析研究中心，华大基因已完成近600个物种基因组测序和28200多个变异基因组研究。 　　&ldquo 测绘基因序列就像绘制元素周期表，是一切生命科学研究的必备工具和新科学发现的创新源头。&rdquo 在接受《中国科学报》采访时，华大基因杨碧澄博士说。 　　而测序技术的升级换代无疑为基因组学发展提供了强大的驱动力。从最初的手动测序仪到第一代ABI自动测序仪、第二代数百万个碱基大通量平行测序，再到第三代单分子实时DNA测序，绘制各种生物基因蓝图的成本和时间不断缩减。在此过程中，我国DNA测序应用能力也随之大幅提升。 　　然而专家指出，目前国内测序仪器基本仍依赖进口。&ldquo 如果我国基因组学研究总停留在用别国进口的&lsquo 枪&rsquo 来&lsquo 打鸟&rsquo 的阶段，怎么能够指望超越别人?&rdquo 中科院北京基因组所副所长于军质疑说。 　　在中科院院士赵国屏看来，我国测序仪原创能力不强与几千年来看不起雕虫小技的观念不无关系，这导致国家对技术创新的重视程度不如知识创新。 　　综合创新 沃土待培 　　&ldquo DNA测序是一门非常有用的技术，它对科学发展的意义超过航空母舰对现代战争的意义。&rdquo 于军说。 　　相关技术已经给美国带来科学史上空前的经济价值。24年来，HGP及其相关研究已给美国带来9650亿美元的经济效益和50多万个就业机会。 　　而巨大的经济收益正是以应用为基础。DNA测序已在临床上大放异彩，同时，测序技术也在农业、工业、养殖业等领域大显身手。&ldquo 以基因测序为基础的选择性育种可以加速新品种的培育周期、提高品种质量与多样性。&rdquo 杨碧澄说。 　　而动物基因结构研究不仅有助于了解决定动物各性状的控制基因以培育新品系，还可以辅助人类疾病机理研究、开发新药。微生物基因组研究则可以用于循环经济、环境生态等多个方面。 　　可以说，基因测序创新能力体现着一个国家的综合创新能力。对此，赵国屏表示，我国基因测序在一些技术和方法上虽然也有突破，但创新&ldquo 短板&rdquo 依然存在。 　　&ldquo 基因测序方面的综合创新不仅需要科学研究之间的交叉，还需要科学、技术、工程之间的互动，中国在这方面的土壤还很差。&rdquo 赵国屏感慨说。 　　在他看来，国内过分强调SCI文章和第一作者单位，不利于展开学科交叉和跨领域合作。同时，基因组学从研发到产业的上中下游转化链之间的角色定位、评价方式以及支持方式等都有待进一步厘清。 　　未来之路 创新为先 　　&ldquo 知道DNA组序列仅是知道遗传本质的第一步，未来新物种基因测序仍会继续增多，测序质量仍有待在现有草图基础上继续提高，研究层次上进一步向系统生物学与合成生物学方向发展。&rdquo 赵国屏说。 　　赵国屏认为，生命科学从技术突破到应用要经过两个产业化过程：一是为技术创新提供相应的综合配套手段，其目的是为科研服务 二是为民用服务。当前，基因测序两个产业化过程已并驾齐驱。 　　&ldquo 在这个过程中，要让基因组学研究与医、农、工相互结合，用于指导实践和进一步发展。&rdquo 赵国屏说。 　　从十几年前&ldquo 搭别人的车&rdquo ，完成1%的人类基因组计划，到&ldquo 十二五&rdquo 期间的&ldquo 万种微生物计划&rdquo 、&ldquo 千种动植物基因计划&rdquo 等生物工程，近20年来，随着国家科研投入增多，我国从事基因组学研究的人才创新队伍日益扩大，这些无疑都是未来中国基因测序创新的底蕴。

p 　　研究人员对基因测序数据的需求越来越大。 /p p strong 　　 /strong Eric Green、Edward Rubin和Maynard Olson三位科学家对未来40年基因测序技术的应用进行了展望。 /p p strong 　　 /strong 四十年前，也就是1997年前，两篇论文首次报道了确定DNA片段中化学碱基顺序的简易方法。在此之前，分子生物学家们只能检测DNA片段，而不能检测碱基。 /p p 　　此后，DNA测序技术的发展一日千里——从最开始的简单检测逐渐演变到今天的高通量测序。过去30年，数据生成呈指数增长，而过去10年里，由于高通量测序，数据产生量呈超指数增长。并且，基因测序产生的数据已经在基础生物学等诸多领域产生了革命性的影响，应用范围渗透到考古学、刑事调查和产前诊断等多个行业。 /p p 　　那么，未来40年基因测序会取得哪些发展？ /p p 　　对于哪些技术（或更重要的是哪些应用）将是最具革命性的，预言者往往错得离谱。在互联网发展初期，很少有人预测到电子邮件会全球普及。同样地，华尔街的交易员和硅谷的投资者都没有预见到，游戏、在线视频和社交媒体会成为现今网络的“三驾马车”。 /p p 　　虽然我们对DNA测序的未来的预测也没有做的更好，但是，还好我们提供了一个思考性的框架。我们的核心观点是，DNA测序的发展将由杀手级应用驱动，而非由杀手级技术驱动。 /p p 　　 strong 需求 /strong /p p 　　技术的改进可以增加或减少需求。正如Bill Gates曾经举过一个例子：随着轮胎设计越来越耐用，市场对轮胎的需求反而会减小，最后导致轮胎行业萎缩。 /p p 　　不过我们认为DNA测序的发展将遵循计算机和照相机的模式，而不是轮胎的发展模式。随着成本的降低、速度的加快，DNA测序的应用将会增加，需求将会上升（图“更好、更快、更便宜”）。随着DNA测序从实验室进入临床、消费者和其它领域，DNA测序的发展将遵循“更多供应意味着更多需求”的规则。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/d8474bf1-fd8e-4fdc-92ca-4782c1ca53bc.jpg" title=" NewsDataAction-2.jpeg" / /p p strong 　　 /strong 目前研究者对于基因测序数据的需求不断扩大。在20世纪90年代，对人类基因组进行测序似乎是不可能的任务。现在，遗传学家希望对地球上每个人每个组织中的每个细胞的每个发育阶段（包括表观遗传修饰）都进行测序。他们还希望通过测序信使RNA分子的互补DNA拷贝来获得全面的基因表达谱。与此同时，考古学家们开始使用DNA测序重建人类祖先的基因漂流，正如以前推断语言、文化风俗和物质的演变一样。生态学家、微生物学家和进化生物学家也希望使用DNA测序技术分析所有生物（包括已灭绝的物种）物种，乃至整个生态系统的基因组。 /p p 　　显然，对数据的持续需求将需要大规模的数据解读。目前，DNA测序的瓶颈在于分析和解读数据。但是，正如新的信息学方法和大量数据集大幅改善了语言翻译和图像识别一样，我们预测大量DNA序列数据集与表型信息相结合将使研究人员推断出各个基因组序列对应的生物功能。 /p p 　　更重要的是，解读数据所需的大部分基础科学已经适用于实际应用（例如细菌基因组的高质量参考序列，或某些基因网络在健康人群中运行的规则）。例如，识别环境或临床样品中的微生物DNA序列，或鉴定与已知生物学表型相关的基因突变。 /p p 　　 strong 杀手级应用 /strong /p p 　　多年来，DNA测序的平台发生了巨大变化（文末“测序平台的进展——多种DNA测序方法”）。然而，从类似的、需求似乎永远无法满足的技术（如智能手机、电脑和相机）的发展轨迹来看，真正推动DNA测序发展的，将会是应用，而非技术本身。 /p p 　　我们确信DNA测序在医学领域会产生革命性的影响。 /p p 　　在临床应用方面，DNA测序最具突破的是——单单针对使用频率——检测染色体数量异常的产前检测，例如导致唐氏综合症的21三体。这种基因筛查依赖于检测母体血液中循环的少量无细胞胎儿DNA。人类基因组计划的参与者们可没有想到，唐氏筛查会成为“医学史上发展最快的基因测试”。事实上，该领域的专家估计，全世界每年大约有400万到600万孕妇接受这一测试，十年之内这个数字将超过1500万。鉴于这类测试是非侵入性的、易于执行的，并且对核苷酸级精确度的要求较低（染色体数目评估可以不需要评估基因突变），所以这类测试在未来初级医疗中可能大有所为。 /p p 　　在高收入国家，基因组测序已经常用于检测患有研究不充分的先天疾病的儿童。30%的的情况下，基因检测可以发现这类疾病的致病突变，这一数字将会随着DNA测序解读数据的能力的成熟而上升。在某些情况下，DNA测序得到的诊断结果显著改善了治疗效果。更重要的是，基因检测得到的诊断较为准确，从而免除了患者和医生一一排除可能疾病的麻烦。 /p p 　　在肿瘤学方面，大量投资正在流入液体活检开发领域。液体活检技术将会发展成癌症筛查的常规工具，就像目前常用的Pap涂片和结肠镜检查一样。随着针对特定突变，而不是肿瘤类型的癌症治疗的出现，即使找不到肿瘤的具体位置，仅能通过血液样本DNA分析确定肿瘤的存在，液体活检检查也能最终指导治疗干预。 /p p 　　事实上，除了临床以外，DNA测序还有很多用武之地，例如手持DNA测序仪。流行病学家可以使用手持测序仪对空气、水、食物、动物和昆虫进行检测，更不用说人类咽拭子和体液了。事实上，在低收入和中等收入国家，这种简易DNA测序仪已推动了全球病毒组学项目（Global Virome Project）的开展。这样做的目的是要对许多野生动物DNA样本进行测序，以确定可以传播给人类，并导致疾病的病毒。 /p p 　　同时，公共卫生专家也开始讨论如何通过对城市垃圾中微生物进行测序，以加强对疾病疫情的监控。海洋生物学家正在探索如何通过系统的宏基因组学研究来监测海洋的生态环境。 /p p 　　在司法领域，便携式DNA测序仪可以将DNA分析带出实验室，使DNA测序成为一线警务工具。警方可能会“读取”人的DNA，就像他们现在检查车牌或身份证件一样。事实上，便宜和容易的DNA测序可能导致大规模监控情况的出现，这一点最近已经引起了人权团体的关注。 /p p 　　在家中，DNA测序设备可能可以成为继烟雾报警和恒温器之后，下一个“智能”或“连接”设备。一位评论员甚至认为，卫生间是通过实时DNA测序监测家人健康的理想场所。 /p p 　　 strong 碰到天花板 /strong /p p strong 　　什么是DNA测序发展的绊脚石？ /strong /p p 　　在仅仅40年里，细胞分子数据实际应用的核心目标从得到信息本身，变成了元信息化（meta-informational）。 /p p 　　以基因测序的临床应用为例。可能在不久的将来，DNA测序会成为体液分析的常规工具。但是，问题在于，百万人的多年医疗史的数据必须精心组织，才能提供解读元信息的框架，才能明确哪些数据应该保留，哪些应该深挖。 /p p 　　关于医学，我们同意美国国家研究委员会精密医学委员会（US National Research Council& #39 s Precision Medicine Committee）等咨询小组的建议——全球需要创造一个广泛的“信息共享体”。这将覆盖数百万人生殖细胞基因组测序的分子和临床数据。目前有一些项目正在开展这样的大规模人口工作，这些项目包括英国生物银行（UK Biobank resource）和美国全美研究计划（US All of Us Research Program）。 /p p 　　这里我们给出了最好的猜测。惊喜是确定的。事实上，从现在开始的几十年里，世界上大部分的数据（现在存储在硬盘或云端上）都可以存储在DNA中，而DNA测序的主要驱动力也不是疾病的诊断和治疗，而是我们对数据存储的迫切需求。 /p p 测序平台的进展——多种DNA测序方法 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/f7a52012-e9a1-444e-84f7-cc7ef2544d9c.jpg" title=" NewsDataAction-3.jpeg" / /p p style=" text-align: center " 上图：彩色的DNA条带 /p p 　　过去40年，DNA测序技术曾多次更新换代。到1985年，几乎所有的DNA测序都用Sanger法或双脱氧链终止法进行：反应产物用放射性核苷酸标 记，在丙烯酰胺板凝胶上分离，并用放射自显影（使用X射线或照相胶片检测样品中的放射性标记） 进行检测。到了2000年，四色荧光法成为主流：使用终止链式反应的核苷酸类似物标记反应产物， 在填充有果冻样培养基的毛细管中电泳分离，并用能量转移荧光染料检测。到了2010年，测序技术 就更加多元化了。主要的手段是基于大规模平行分析DNA克隆（单个DNA分子的克隆扩增）和边合成 边测序的化学方法（这些方法依赖于可逆链终止子）。 /p p 　　从现在开始，每个DNA测序平台的性能将取决于它的用途。在肿瘤学和医学遗传学中，目标通常是正确识别每个基因，并定义存在于多个拷贝中的每个突变。相比之下，在一些只要求知道是否与特定序列匹配的应用——例如物种识别——中，便携快速成为了第一要务，此时准确性就没有那么重要了。 /p p 　　此外， DNA测序集中化和分散化的相对需求也可能发生变化。例如，一名流行病学家试图实时评估病毒对塞拉利昂某个特定村庄的影响，那么他可能需要便宜的便携设备。但是对于那些需要生成大量数据集的人来说，将样品运送到集中商业运作的DNA测序中心可能会更高效、更经济，尤其是那些对质量控制和样品追踪要求严格的应用（如临床应用）。 /p

一种价格低廉、方便携带的DNA测序方法，即纳米孔测序正待起飞，但该技术已经引发一家产业巨头和一家备受瞩目的创业公司之间的法律战争。近日，控制着基因测序产业的亿明达公司对牛津纳米孔技术公司提出诉讼，后者是推广商业化纳米孔平台的首家公司。亿明达称，牛津公司的两项主要设备对亿明达掌握的专利存在侵权。　　这场战争受到那些已经在使用牛津公司产品的研究人员的密切关注，最终结果将取决于目前仍是秘密的这项技术的一些细节，事情可能将两家公司引入专利法的黑暗角落。　　亿明达公司是基因测序市场的领头羊，销售冰箱大小的DNA读取设备，该设备主要通过构建及拼接携带化学标记的互补短链读取DNA。与此相对，纳米孔测序由于其简便性和可携带性，被认为是DNA分析领域的革命性技术，这种技术通过在每个核苷酸通过微孔时测量电流变化，读取单次通量中的长链DNA。从2014年起，牛津公司已通过早期通道项目，向研究人员推出了掌上MinION纳米孔设备，并准备推出一种较大型的、更加强大的PromethION设备模型。　　与此同时，亿明达也将推出一个纳米孔平台，该公司对来自美国华盛顿大学和阿拉巴马大学的两项关键专利进行了注册。两项专利描述了利用细菌得到的孔蛋白，即分枝杆菌孔蛋白(Msp)系统。在2月23日提交给美国国际贸易委员会和南加州联邦地区法院的新诉讼中，亿明达主张，这种Msp微孔也是牛津公司产品的基础。　　但是牛津大学设备的具体技术内容仍是秘密，即便对使用其产品的研究人员来说也是如此。“我认识的人都不知道那些微孔是什么。”马里兰州约翰斯霍普金斯大学生物医学工程师Winston Timp说。现在清楚的是，牛津公司也曾运用过Msp微孔并使研究人员可获得它们：亿明达在起诉案中提交的证据就包括牛津公司关于Msp变异基因的专利 该公司称这种微孔能使核苷酸通过时进行识别变得更加简便。还有另外一篇文章也承认牛津公司向哈佛大学研究学者提供Msp微孔。但是Timp强调，该公司同时拥有其他纳米微孔的专利，其中包括在他的实验室中研发的并非来自细菌的合成微孔。

p 　　国家政策好比是行业的”指挥棒“，在引导、调控的同时，对于全行业的规范、健康发展尤为重要。2015年初，国家对于高通量基因测序的进一步放开，使整个行业在这一年里出现了红火的创业潮。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 450px HEIGHT: 563px" title=" 11.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/63b3d1a2-9692-49f1-8466-96b75d235336.jpg" width=" 450" height=" 563" / /p p 　　2015年，国家政策逐步再向基因测序行业放开，行业整体回暖，呈现逐步火热的局势。这火热的开始，源于2014年12月底，国家卫计委医政医管局发布了关于《开展高通量基因测序技术临床应用试点工作的通知》。虽然只有薄薄一纸通知，但是从业内角度来看，这意味着基因检测“寒冬”已经过去，行业春天已到来。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 450px HEIGHT: 563px" title=" 22.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/c88e7309-c4d5-46b6-89f4-0b8caa4c497e.jpg" width=" 450" height=" 563" / /p p 　　1月，卫计委妇幼保健服务司发布《关于辅助生殖机构开展高通量基因测序植入前胚胎遗传学诊断临床应用试点工作的通知》，审批通过了13家医疗机构开展高通量基因测序植入前胚胎遗传学诊断(PGD)临床试点。 /p p 　　1月，卫计委妇幼保健服务司发布了《关于产前诊断机构开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用试点工作的通知》，审批通过了108家医疗机构开展高通量基因测序产前筛查与诊断(NIPT)临床试点。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 450px HEIGHT: 563px" title=" 33.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/186a1a0f-9f34-4e85-83fd-a559295391fa.jpg" width=" 450" height=" 563" / /p p 　　4月，国家卫生计生委医政医管局发布《关于肿瘤诊断与治疗专业高通量基因测序技术临床应用试点工作的通知》(国卫医医护便函[2015]76号)，并公布了第一批肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序技术临床试点单位名单。 /p p 　　4月，卫生部临检中心发布《关于开展肿瘤诊断与治疗高通量测序检测(多基因检测)室间质量评价预研的通知》，表示将开展该项目室间质量评价的预研，对全国各相关实验室进行调查。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 450px HEIGHT: 563px" title=" 44.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/77b25178-17c4-4f08-b91c-463b27ffec53.jpg" width=" 450" height=" 563" / /p p 　　8月，国家食品药品监督管理总局办公厅发布《关于多功能超声骨刀等127个产品分类界定的通知》。通知称，为适应医疗器械监督管理工作的需要，总局组织有关单位和专家对多功能超声骨刀等127个产品的管理类别进行了界定。其中：作为Ⅲ类医疗器械管理的产品8个，基因检测试剂盒(微阵列芯片法)归为此类产品。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 450px HEIGHT: 563px" title=" 55.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/e9ae224f-1f87-44e3-b8b9-efd7e7f3fa8f.jpg" width=" 450" height=" 563" / /p p 　　9月，科技部社会发展科技司、政策法规与监督司会同中国生物技术发展中心定于2015年9-10月开展全国人类遗传资源管理摸底检查。对国内有关单位在人类遗传资源管理及研究开发等方面的情况进行摸底检查和监督，进一步加强我国人类遗传资源管理工作，进一步规范事中管理事后跟踪，确保事中事后监管依法有序进行，促进我国人类遗传资源有效保护和合理利用。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 450px HEIGHT: 563px" title=" 66.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201601/insimg/ba36af0b-1119-46d5-b5d0-94126139c143.jpg" width=" 450" height=" 563" / /p p 　　10月，江西省卫生计生委下发的通知要求，各级卫生计生行政部门和有关单位要做好监管工作。在试点期间，未纳入试点的产前诊断机构和不具备产前诊断技术资质的医疗保健机构，不得擅自开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用。建议按照“属地、就近、互信”的原则，与国家卫生计生委确定的3家江西省试点单位签订工作协议。 /p p 　　11月，贵州省公开发布《支持基因检测技术应用政策措施(试行)》支持政策。政策主要支持以下九个方面：组建网络化基因测序机构体系、支持拓展业务空间、探索纳入医保报销范围、支持基因测序技术研发及产业化、支持人才队伍建设、加大融资支持、落实财税扶持政策、落实政府采购政策、加强组织协调。此次政策提出高龄单独两孩孕产妇出生缺陷基因筛查享受全免费政策。 /p p 　　11月，四川省发展和改革委员会、四川省卫生和计划生育委员会就四川大学华西第二医院《关于我院高通量基因测序产前筛查与诊断技术项目收费的请示》(华西二院[2015]7号)做出了批复，并联合出台《关于“高通量基因测序产前筛查与诊断技术”项目收费标准的复批》的文件，对“高通量基因测序产前筛查与诊断技术”收费标准定为2400元/次。 /p

p 　　近日，国家市场监督管理总局(国家标准化管理委员会)批准了501项国家标准。其中6项标准规定了包括 strong 核酸提取、核酸纯化、核酸检测、高通量测序、目标基因捕获等方法或试剂盒质量评价规范 /strong 。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 207px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201909/uepic/f1dcb8ec-9e38-452e-8fcf-83903cd80e93.jpg" title=" 微信图片_20190927151454.png" alt=" 微信图片_20190927151454.png" width=" 600" height=" 207" border=" 0" vspace=" 0" / /p p 　　这6项标注分别是 strong 核酸检测试剂盒质量评价技术规范(标准号：GB/T 37871-2019)、个体鉴定的高通量测序方法(标准号：GB/T 37870-2019)、目标基因区域捕获质量评价通则(标准号：GB/T 37872-2019)、合成基因质量评价通则(标准号：GB/T 37873-2019)、核酸提取纯化方法评价通则 /strong strong (标准号：GB/T 37874-2019)、核酸提取纯化试剂盒质量评价技术规范(GB/T 37875-2019) /strong 。 /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 1. 核酸提取纯化试剂盒质量评价技术规范 /span /strong strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " (GB/T 37875-2019) /span /strong /p p 　　该标准由中国计量科学研究院、北京康为世纪生物科技有限公司起草，规定了核酸提取纯化试剂盒的评价指标和评价方法。 /p p 　　评价指标：产量、纯度、完整度、重复性、再现性、批间差异和细菌内毒素残留。 /p p 　　评价方法 /p p 　　产量：紫外分光光度法、荧光法 /p p 　　纯度：对多糖、蛋白质、多酚、异硫氰酸等残留杂质采用紫外分光光度法 对残留核酸采用琼脂糖凝胶电泳法检测。 /p p 　　完整度：琼脂糖凝胶平板电泳法 /p p 　　细菌内毒素残留：光度测定法 /p p 　　仪器：微量紫外分光光度计、微量移液器、平板电泳仪、凝胶成像系统 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://(GB/T 37875-2019)(http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online& hcno=3101B767728F9C1349E4CE2E431AF84E)" target=" _self" style=" color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 详情请点击此处 /span /strong /a /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 2. 个体鉴定的高通量测序方法 /span /strong strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " (标准号：GB/T 37870-2019) /span /strong /p p 　　标准结合核酸生物技术和高通量测序技术，对人体样本的STR位点和SNP位点进行鉴定。该标准由深圳华大生命科学研究院、中国计量科学研究院、深圳华大智造科技有限公司、深圳华大基因科技有限公司、深圳基因产学研资联盟起草。 /p p 　　具体包括选择分子遗传标记位点、DNA提取、文库制备与DNA测序、位点分型及结果分析整个流程操作及仪器、试剂。 /p p 　　仪器：PCR仪、高通量测序仪、离心机、漩涡震荡机、冰箱。 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://(http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online& hcno=729A515C8246ADF310B3D2E94E843D24)" target=" _self" style=" color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 详情请点击此处 /span /strong /a /p p 　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　3. 目标基因区域捕获质量评价通则(标准号：GB/T 37872-2019) /span /strong /p p 　　该标准规定了基于液相捕获技术的目标基因区域捕获质量评价的术语、质量要求和评价方法。适用于高通量基因测序对人类基因组DNA样本进行目标基因区域捕获的质量评价，不适用于单分子测序。 /p p 　　标准由深圳华大生命科学研究院、中国计量科学研究院、深圳华大智造科技有限公司、深圳华大基因科技有限公司、深圳华大临床检验中心有限公司、艾吉泰康生物科技(北京有限公司)起草。 /p p 　　测序质量要求包括平均测序深度、测序覆盖度、捕获特异性。评价方法包括文库制备、高通量测序、数据过滤、序列比对。 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://(http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online& hcno=D30847645D9A4E6B36D79257F8A46D74)" target=" _self" strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 详情请点击此处 /span /strong /a /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 4. 合成基因质量评价通则(标准号：GB/T 37873-2019) /span /strong /p p 　　该标准规定了合成基因相关的术语和定义、质量要求和评价方法。适用于100bp~20kb片段长度的生物基因合成。 /p p 　　该标准由深圳华大生命科学研究院、中国计量科学研究院、深圳华大基因科技有限公司、青岛华大基因研究员起草。 /p p 　　合成基因质量要求 /p p 　　纯度：在pH值为7.0-8.5条件下，OD260/OD280在1.8~2.0，且OD260/OD230& gt 2.0. /p p 　　总量：一般不低于1μg. /p p 　　完整性：电泳条带明亮大小与目标条带一致，且亮度集中程度高。 /p p 　　序列一致性：与设定基因序列完全匹配 /p p 　　仪器：紫外分光光度计、凝胶成像系统、电泳仪、微波炉、微量移液器 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://(http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online& hcno=F6657ACDAB4112EDBC1E2B5455AC98C7)" target=" _self" strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 详情请点击此处 /span /strong /a /p p 　　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 5. 核酸提取纯化方法评价通则(标准号：GB/T 37874-2019) /span /strong /p p 　　该标准由中国科学院北京基因组研究所、中国计量科学研究院起草。标准规定了核酸提取纯化方法评价的指标参数和评价方法。包括常规的新鲜动植物组织样本、细胞样本、血液样本、唾液样本和分辨样本等。 /p p 　　规定的参数指标包括DNA完整度、总RNA 完整度、提取产量、DNA纯度、RNA 纯度。 /p p 　　仪器：水平电泳仪、凝胶成像系统、微量移液器、荧光定量仪、紫外分光光度仪。 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://(http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online& hcno=27E460FBEE9D8C005E88A14303347EAF)" target=" _self" strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 详情请点击此处 /span /strong /a /p p 　 strong span style=" color: rgb(0, 112, 192) " 　6. 核酸检测试剂盒质量评价技术规范(标准号：GB/T 37871-2019) /span /strong /p p 　　本标准规定了核酸检测试剂盒质量评价的术语和定义、评价要求、评价指标和评价方法等，适用于核酸检测试剂盒产品和服务，但不适用于高通量测序的核酸检测试剂盒。 /p p 　　该标准由中国计量科学研究院、北京康为试剂生物科技有限公司、北京市医疗器械检验所起草。 /p p 　　核酸检测试剂盒分为定量和定性检测试剂盒。定量检测试剂盒的评价指标包括线性、准确度、分析特异性、定量限、检出限、重复性。定性检测试剂盒的评价指标包括准确度、分析特异性、检出限、重复性。 /p p style=" text-indent: 2em " a href=" http://(http://c.gb688.cn/bzgk/gb/showGb?type=online& hcno=A95B2D758535933A2FFBE427584A44AE)" target=" _self" style=" color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 详情请点击此处 /span /strong /a /p

基因测序技术早已应用于医疗行业，通过血液、其他体液或细胞对DNA进行检测的技术，为医疗检测带来了方便和提升了准确性，其发展潜力巨大。基因测序行业必将带来人类健康预防与疾病治疗的革命，发展空间巨大 现在整个行业无论是技术、服务还是政府监管均处于发展初期，国内公司基因测序服务以无创产前基因测序为主，2013年市场规模仅为10亿元左右。 　　今年2月CFDA与卫计委叫停基因测序业务后，3月份启动试点单位申报，各龙头公司现处于CFDA申报阶段，短期对业务收入必定产生较大的影响。我们非常看好行业长期发展的潜力，但短期我们认为应客观认识行业发展现状，对于有潜力的优质公司给予长期关注。 　　华大基因拟上市消息近期引发A股市场对基因测序行业的热情与兴趣。基因测序行业作为高端中的高端行业，市场虽然具有浓厚兴趣，但由于很强的技术知识要求使市场难以把握基因测序的实质核心与客观现状。 　　我们认为有必要向市场深入浅出地、客观地阐述基因测序行业的基本情况以及我们的核心观点。笔者曾于美国从事癌基因表达调控研究与医药研发，对国外基因测序行业具有比较客观的认识，结合我们在中国市场的调研，向大家阐述行业的客观情况。 　　一、基因测序行业产业链 　　从基因测序产业链的上、中、下游三个主要环节来剖析该行业，是比较清晰有效的方式。 　　(1)处于产业链最上游的是基因测序仪器与耗材试剂，国外的主要公司是Illumina、Life Tech以及Roche 国内多采取与国外公司合作授权的形式，主要公司有华大基因、贝瑞和康与达安基因 从事自主研发的公司主要有紫鑫药业(与中科院基因组所合作)等。 　　(2)中游是基因测序服务，而现今国内最主要也是最成熟的基因测序服务是无创产前基因测序，美国的主要公司有Sequenom, Verinata Health,Ariosa Diagnostics 和Natera 国内市场主要被华大基因及贝瑞和康垄断，其他公司还包括达安基因，诺和致源，安诺优达等。 　　(3)下游消费群体包括医院病人、药厂及科研机构等。 　　(一)上游：基因测序仪与耗材试剂 　　1. 基因测序仪器是基因测序的基础，而基因测序仪的核心是基因测序技术，迄今已经产生三代技术：分别是第一代基因测序技术，即Sanger测序技术 第二代基因测序技术NGS(Next Generation Sequencing)，主要有Roche 的454 技术，illumina 的Solexa，HiSeq 技术和ABI 公司Solid 技术，Roche454技术已逐渐淡出，计划于2016年正式停产，现今主要以Illumina的HiSeq技术为主 第三代基因测序技术TGS(Third Generation Sequencing)，主要以PacBio 公司的SMRT 技术和Oxford Nanopore Technologies的单分子测序技术为主。 　　2. 第二代基因测序技术NGS是现今最稳定，应用最广的基因测序技术，NGS仪器市场被国外几个龙头所垄断，2013年Illimina以53%的市场份额位列第一，其后是Life Tech38%，以及Roche8%。 　　3. 国内公司采取两条路径： 　　3.1 一条是通过和国外仪器生产商合作，授权或买断产品，到国内贴牌的模式。这种模式的产品虽然用的是国外的仪器及技术，但申报CFDA走的是国内的仪器设备通道，申报与审批相对比较快。如贝瑞和康(与Illumina合作生产新型测序仪)、华大基因的BGISEQ1000(基于Complete Genomics的测序平台)、达安基因的DA8600(基于Life Technologies的Ion Proton测序平台)都是采用这种模式。 　　3.2 另一条是自主研发的模式，如紫鑫药业(和中科院基因组所合作)。紫鑫药业的基因测序仪采用的焦磷酸发光测序技术，类比的是与Roche454类似的基因测序技术，在测序读长中具有一定的优势，而在测序通量及成本上与Illumina的技术有较大不同，中科院与紫鑫药业计划于今年下半年推出最终的Beta测试版。科研机构中，中科院基因组所的于军教授和北京大学的谢晓亮教授都是该领域中的领先研究者。 　　(二)中游：基因测序服务 　　我们首先应该认识到基因测序服务具有巨大的市场潜力，未来一定将带来从未病预防领域到基因治疗领域的革命性的突破。从现在来看，我们认为基因测序服务主要有三个比较重要的应用领域： 　　1.无创产前基因测序业务：目前最主要及最成熟的基因测序服务 　　1.1无创产前检查针对的是一些常染色体疾病，最常见的有21三体综合症、Edwards综合症和Patau综合症。传统的检查方法是通过孕妇B超，发现高危后，再做羊水穿刺，进行诊断，具有一定风险。而无创产前基因测序可通过孕期检查，抽取母体外周血得到胎儿DNA，通过基因测序的方式判断胎儿是否患病，检出率可达99%以上。 　　1.2市场容量 　　我国每年有2000万怀孕母亲，现在平均每次无创产前基因测序费用约为3000元(终端价格)，随着技术的发展与检测量的提升，我们若以每次检测费用1500元计算，假设50%的渗透率，估测市场容量为2000万人*50%渗透率*1500元/次=150亿元。 　　而现在国内市场大小约仅为10亿元左右。在CFDA今年二月份叫停基因测序业务之前，国内主要被华大基因及贝瑞和康垄断，其他公司还包括达安基因，诺和致源，安诺优达等。我们预计2013年华大基因与贝瑞和康的无创体检量均为14万次左右(华大基因略高)，按终端价格3000元计算，终端销售额均在4亿元左右。而其他公司如达安基因，诺和致源，安诺优达等总共加总的检测数量约为1万例左右，这其中达安基因占比较高。 　　今年2月由于受到CFDA叫停影响，除个别地方外，基因测序服务已基本暂停，对今年的业绩收入产生较大的负面影响。目前贝瑞和康一方面申报临床试点，另一方面通过和Illumina合作，申报基因测序设备认证，双线推进基因测序业务在国内的认证。 　　2. 基于基因测序的药物靶向治疗：未来市场前景广阔，但目前处于研究发展初级阶段 　　2.1 基于基因测序的药物靶向治疗 　　基于基因测序的药物靶向治疗是指通过对患者基因组测序，分析确认某致病基因是否突变，从而对该病采取不同的治疗措施。如乳腺癌患者中，25%的患者是由于HER2 基因突变造成，而另外75%的患者，是由于其它单个或多基因的突变造成的。基因泰克的靶向单抗药物赫赛汀，专门用于治疗25%的HER2基因突变的患者。这时如果这另外75%的患者用赫赛汀治疗乳腺癌将是无效的。因此对乳腺癌患者首先进行基因测序，确认是否是HER2突变，可以很好的对症下药，决定是否使用赫赛汀进行治疗。 　　2.2 用药敏感性 　　中国每年耳聋儿童中有不少是因为药物敏感导致的&ldquo 一针致聋&rdquo 。耳聋基因可通过线粒体遗传，耳聋基因阳性的儿童表面看起来完全正常，但只要使用了庆大霉素等氨基糖甙类药物，就会&ldquo 一针致聋&rdquo ，若对新生儿在用药前进行耳聋基因测序筛查，则可避免事故的发生。 　　2.3 虽然未来市场前景广阔，但目前处于研究发展初级阶段 　　基于基因测序的药物靶向治疗的大规模应用的主要困难在于：(1)科学界对人类基因组的解读刚刚开始，基因和疾病的关联关系研究仍处在比较初级阶段。以癌症为例，除去环境因素，某种癌症的发病往往不是单基因决定的，而是多个癌基因和抑癌基因失调综合作用的结果，是一个复杂的调控网络，所以首先第一点从基因到疾病的单一关联关系就很难确认。(2)现在针对某一特定基因的靶向单抗药物数量较少，处于研究发展初期。(3)基于基因测序的药物靶向治疗大规模应用需要基于以上两点的大数据支持，而现在我们看到的只是冰山一角。 　　3. 未病基因测序(疾病风险评估)：尚属非常初期阶段，需要未来研究支持及大数据支撑 　　未病基因测序是指通过对人体进行基因测序，结合一些已知的疾病和基因之间的关联数据，&ldquo 推测&rdquo 出该个体患某种疾病的概率。基于与1.2基因测序靶向药物相同的原因，以及我们所知的疾病是外界环境和内在基因共同作用的结果，未病基因测序(疾病风险评估)尚属非常初期阶段。在美国， FDA已于2013 年底叫停23andMe相关的基因测序服务，而23andMe 目前正在向FDA 申请注册健康检测类产品。 　　(三)终端用户 　　从广义的基因测序行业应用来讲，终端用户可大体分为两类：一是用于医院、独立实验室等的临床应用。二是服务于科研机构的基因测序应用。 　　1. 临床应用 　　基因测序的临床应用主要就是我们以上提到的无创产前基因测序业务和基于基因测序的药物靶向治疗，其中主要以无创产前基因测序业务为主。现在国内基因测序基本都是以医院外包给华大基因、贝瑞和康等独立基因测序服务提供商的模式。 　　基因测序服务主要分为四大步即：采取血样、基因测序、数据分析与最终反馈。这些步骤对实验室的稳定性和操作的专业性具有较高的要求，基于技术、成本等因素的考虑，目前医院自主进行此类基因测序服务的可能性较低，我们预计未来几年内，外包模式(独立实验室模式)将继续保持主流模式地位。 　　2. 科研机构 　　服务于科研机构的基因测序应用现在处于市场分散化加速的阶段。过去由于技术、成本的原因，国内主要科研机构的基因测序主要通过外送给华大基因等基因测序机构来进行。 　　近年来随着Illumina、Life Tech等公司技术的发展与提升，带来的变化是基因测序仪器价格逐渐下降，测序成本和操作难度逐步下降，现在很多的科研机构已经从Illumina等公司购置了自己的基因测序仪，进行自我服务，所以整个科研机构行业的基因测序处于一个分散化加速的阶段。 　　二、政府监管 　　(一)从无监管、到叫停、再到试点申报 　　1. 2014年以前，我国基因测序行业处于无监管状态，基因测序设备基本完全进口国外设备，基因测序服务主要是无创产前基因测序基本由华大基因和贝瑞和康两家垄断。 　　2. 2014年2月，CFDA和国家卫生计生委联合发布通知，宣布包括产前基因测序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，如用于疾病的预防、诊断、监护、治疗监测、健康状态评价和遗传性疾病的预测，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 已经应用的，必须立即停止。 　　3. 2014年3月，即基因测序叫停一个月后，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》。通知要求已经开展高通量基因测序技术，且符合申报规定条件的医疗机构可以申请试点，并按照属地管理原则向所在省级卫生计生行政部门提交申报材料，同时明确申请试点的基因测序项目，如产前筛查和产前诊断、遗传病诊断、肿瘤诊断与治疗、植入前胚胎遗传学诊断等。 　　(二)企业申报 　　1. 国内领军企业的&ldquo 两手准备&rdquo 　　1.1 以贝瑞和康为例，目前国内企业通过CFDA认证，合法进行基因测序业务，有两种可能的路径。一是按照卫计委规定，申报临床试点，若通过审批，则可合法进行包括无创产前基因测序等业务。二是通过和Illumina合作(产品买断贴牌模式)，向CFDA申请注册新型基因测序设备。二者如有一项通过审核，均可合法恢复基因测序业务。 　　1.2 与国外公司合作的&ldquo 快车道&rdquo 　　目前行业中的领头企业，如华大基因，贝瑞和康，达安基因等，都已经启动了报批和注册工作。他们采取的都是通过和国外仪器生产商合作，授权或买断产品，到国内贴牌的模式。这种模式的产品虽然用的是国外的仪器及技术，但申报CFDA走的是国内的仪器设备通道，申报与审批相对比较快。如果进展顺利，国内这种仪器设备的正常审核时间约为1-1.5年 　　1.2.1 华大基因：华大基因2013年收购了美国测序公司Complete Genomics，并将其测序仪更名为BGISEQ，华大基因以此平台向食药总局申请注册。目前，仪器正在委托日立公司进行改进，之前的仪器只能做人的全基因组测序，不适合应用到无创产前检测领域。 　　1.2.2 贝瑞和康：贝瑞和康和Illumina联手生产新型测序仪，向CFDA申请注册。但是这种新型测序仪是否是Illumina最新的NextSeq未获得公开披露。 　　1.2.3达安基因：2012年，达安基因宣布与美国Life Technologies战略合作，启动基因测序分子诊断项目。达安基因也以基于Life Technologies公司的Ion Proton测序平台申报注册，目前已获得国家受理号，申请工作已接近尾声。 　　2. 外企进入中国市场 　　外企进入中国市场的也采取两条路径： 　　2.1 一条是我们在上文所提到的合作贴牌模式，这种模式申报的是国内产品。 　　2.2 另一条是通过自主申报的模式，据悉，Illumina等外资公司也有产品在中国进行直接申报，这种模式是为进口产品申报，首先该产品需要有FDA的批文，然后在中国国内走CFDA的进口申报程序，所需时间可能更长。 　　三、结语 　　未来，基因测序行业必将带来人类健康预防与疾病治疗的革命，发展空间巨大。 　　现今，我国乃至全球基因测序行业仍处于发展初期，虽然人类全基因组测序成本已跌破1000美元，但对基因组的解读、临床大数据的积累才刚刚开始。 　　在我国，基因测序设备自主研发能力与发达国家相比仍然较弱，主要依赖进口与合作 基因测序服务的应用还仅仅主要局限于无创产业检测业务，虽然未来有百亿的市场空间，但现今整个市场仍不到10亿元。政策叫停，各龙头公司仍处于CFDA申报阶段，短期对业务收入必定产生较大的负面影响。 　　技术在进步、政策在探索、市场在成长，我们需要给这些从事基因测序的上市及未上市的优秀企业一些耐心和时间，长期关注，帮助成长。

5月13日，A股基因测序概念集体大涨，千山药机涨停，达安基因涨逾7%，其它概念股也均有不同程度涨幅。 　　消息面上，5月12日，全球最大的基因测序检测设备供应商Illumina的CEO Jay Flatley来到中国，并表示看好中国基因测序市场发展。另外，近期中国拥有自主知识产权基因测序仪研发成功的消息备受关注，与国外第二代高通量测序系统相比，成功解决了&ldquo 读长较短&rdquo 这一关键技术难题，也为资本市场打开了广阔的想象空间。 　　基因测序属于体外诊断行业，是指分析 DNA 的碱基序列分子，用于预测患某种病的风险，从而提前采取措施，被广泛应用于个性化医疗、肿瘤和遗传病、微生物、农业、器官移植、法医鉴定等领域，是目前评估已知遗传疾病最好的技术，也将是全球体外诊断技术的重要发展方向。随着基因测序技术的发展和成熟，测序成本快速降低，市场预计基因测序会有越来越多的临床应用，随之带来相关产业的高速增长。 　　全球基因测序行业情况 　　当前，国际市场上基因测序行业主要有Illumina、罗氏、LifeTech(被赛默飞收购)三大公司。其中，Illumina占据全球绝大部分市场份额，产品也最具竞争优势，产品性价比最高。罗氏则在读长方面占有优势。LifeTech测序平台已经通过与中国公司合作，向食药总局申请了注册。此外，中国另一家最大的测序服务提供商之一华大基因在2013年收购了美国测序仪公司Complete Genomics，并将其测序仪更名为BGISEQ，向食药总局申请注册。 　　1975 年至今，基因测序技术经历了三代，分别是第一代桑格法、高通量新一代测序法和单分子测序法，其中第二代高通量基因测序日趋成熟，在全球有广泛应用，特别是Illumina公司将测序成本已降至1000 美元，将刺激市场需求爆发式增长，未来医用乃至家用是重要方向。另外，在新一代测序技术迅猛发展的同时，第三代测序技术也在实验室研制中。 　　基因测序技术除了应用于医学、生物学、古基因学、地质学、环境科学等科研领域，而且广泛应用于与DNA 相关的领域，如商品检疫、法医鉴定、新药开发、生物农业乃至能源、环境、食品、健康、IT 等领域。从市场空间来看，仅肿瘤治疗这一目标市场就高达110 亿美元，而主要目标市场至少在230 亿美元以上。 　　近几年来，随着基因测序技术的进步，基因测序行业进入高速发展时期。根据研究机构BCC 今年2 月的测算，全球的基因测序产品2012 年达到35 亿美元，2013 年估计为45 亿美元，2018 年预计达到117 亿美元，复合增速高达21.2%，远超过体外诊断市场5.1%的增速。 　　我国基因测序产业状况 　　在国内，基因测序也早已出现，中国1999 年参与人类基因组测序项目，并培育出华大基因这种全球知名的基因测序公司。但是，中国基因测序领域前期发展较慢，尚处于临床试点阶段，仍是处女地，未来有广阔的发展空间。 　　制度成为国内基因测序技术发展的最大不确定性。据了解，基因测序技术在中国尚未取得临床体外诊断应用许可，目前处于试点期。今年2月，国家叫停了基因测序的临床应用 不过，3 月份，卫计委再次下发通知，开启基因检测服务试点机构申报工作，符合申报要求的医疗机构和独立实验室可以继续进行高通量测序服务。随着该领域审批政策的放开，基因测序行业有望迎来一个加速发展的阶段。 　　事实上，我国基因测序仪器市场长期以来都被外资垄断，Illumina在中国市场处于主导地位。据不完全统计，中国现在有上百家企业提供基因测序服务，但是第二代基因测序仪几乎全部依赖进口。处于产业链下游的中国企业也试图获得设计制造测序仪的能力，改变受制于人的市场格局，2013年中国对于测序仪及试剂的投入总额超过20亿元。 　　当前正在向食药总局申请注册的&ldquo 国产&rdquo 测序仪包括：华大基因的BGISEQ1000(基于CG的测序平台)和BGISEQ100(基于Life Technologies公司的Ion Proton测序平台)、中山大学达安基因股份有限公司的DA8600(同样基于Life Technologies公司的Ion Proton测序平台)。 　　虽然中国基因测序行业发展迅速，但在短期内仍受制于多种不确定的因素制约，市场发展起伏较大，行业进入量产尚需时日。 　　基因测序的A股机会 　　据了解，基因测序及应用是新兴生物技术产业中增长最为迅猛的行业。这种通过从人类血液或唾液的分析来测定其基因序列，从而预测疾病风险的技术不但开启了一个全新的健康服务市场，相关仪器设备、诊断试剂及相关软件的需求将与日俱增。 　　A股基因测序概念标的有：千山药机(基因芯片)、迪安诊断(第三方诊断)、达安基因(体外诊断)等。

一项新技术或产品的问世，给人们带来欣喜的同时，也必然会引起担忧，基因测序技术便是其中之一。基因测序技术被看作自疫苗问世以来疾病预防最重要的科技突破，它不仅可以大大降低遗传相关的疾病发生率，减少出生缺陷，还可以实现对疾病预测、预防、预警以及个体化诊疗 但目前，国内的基因测序市场却并不让人满意，甚至乱得已无章可循。 　　研究表明，人体内总共约有3万多个基因，除外伤，人类的疾病大多与基因相关，基因异常、基因受损都会引起对应的蛋白质或酶的功能变化，从而引起疾病。基因检测就是通过血液以及其他体液或细胞中的DNA或RNA进行检测的技术，从而使人们能了解自己的基因信息，预知身体患疾病的风险，通过改善生活环境和生活习惯，避免或延缓疾病的发生。而基因测序是基因检测的方法之一。 　　相关统计数据显示：目前约有2500多种疾病已经有了对应的基因检测方法，并在美国临床合法应用，甚至基因检测已成为美国疾病预防的常规手段之一。在我国，基因测序被人们广为熟知，应该归功于无创产前筛查高通量测序这一项目，即通过化验孕妇的血液，结合其他临床信息，来综合判断胎儿患有唐氏症的危险程度。 　　本文中小编对当前基因测序的发展情况进行了汇总。 　　【1】百多家医疗机构试点 基因测序临床应用起航 　　国家卫计委近日下发《关于产前诊断机构开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用试点工作的通知》(下称《通知》)，此举被业界解读为二代基因测序放开临床试点的信号。2014年2月被叫停临床应用的二代基因测序，时隔一年终于再次开闸，共有100多家医疗机构入选临床试点。 　　业内人士分析，从市场规模和增长情况来看，设备和耗材市场仍是基因测序产业链最大的一环，但测序服务的增速最为迅猛，以生物信息分析为主的工作流产品，基数小上升空间大。但基于第二代高通量测序技术平台的基因测序从硬件和软件两方面来说，都还未达到可以面向消费市场的条件，商业化推广尚需时间。 　　根据《通知》，中国医学科学院北京协和医院等100多家医疗机构入选为开展高通量基因测序产前筛查与诊断的临床试点单位。卫计委还组织制定了《高通量基因测序产前筛查与诊断技术规范》。 　　《通知》明确，高通量基因测序产前筛查与诊断试点的工作内容包括：产前筛查与诊断前咨询，知情同意书签署，临床资料收集和标本采集，检测报告审核使用，检测后临床咨询，高风险孕妇的后续临床服务，追踪随访，信息统计上报等。 　　《通知》要求，试点产前诊断机构可择优与承担高通量基因测序检验试点任务的医疗机构建立合作关系。未纳入试点的产前诊断机构和不具备产前诊断技术资质的医疗保健机构，不得擅自开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床应用，或向任何机构递送样本开展高通量基因测序产前筛查与诊断临床服务。严禁任何机构采用技术手段进行非医学需要的胎儿性别鉴定。 　　【2】基因测序行业如何赚钱? 　　2014年2月，食药总局和卫计委一纸通知叫停了临床基因测序，原因是相关产品和技术并没有通过审批。未经审批就做诊疗，算是非法行医，属于严重违法行为。 　　但仅仅过了4个月，去年6月30日，食药总局就批准了二代基因测序产品上市。其中，华大基因的两款二代基因测序仪和检测试剂盒通过审批。 　　2014年12月22日，卫计委又评估公布了第一批高通量测序技术临床应用试点单位，此前两家获得二代测序注册证的华大基因和达安基因再次入选，即将开展产前筛查与诊断专业试点。 　　在临床基因测序应用被叫停之前，我国无创产检主要集中于一线城市的三甲医院或高端民营医院。数据显示，近三年来我国共有20万孕妇接受产前基因检测，市场规模约为10亿元。业内人士预计，如果无创产检针对30岁以上孕妇实现100%渗透，将为该行业带来76亿元市场容量 若针对全部孕妇实现50%渗透率，那么将带来140亿元市场容量。 　　虽然基因检测临床应用的市场巨大，但是想要加入这场竞争却并非那么简单。目前只有少数企业的少数产品获得了CFDA批文，那么其他优秀的企业是否可以后来居上?面对诸如华大、达安这样的竞争对手，又是否可以占得一片江山呢?目前看来仍是个未知数。 　　【3】基因测序产品今年进医疗系统 价格或降至万元 　　近日，有媒体公布了国家卫计委通过的第一批高通量测序技术临床应用试点单位名单，此前已经获得二代测序注册证的华大基因和达安基因(002030.SZ)再次入选。 　　尽管目前卫计委网站上还未正式公布此消息，但在去年12月底，华大基因董事长汪建在接受《第一财经日报》记者采访时曾印证过此消息。 　　&ldquo 有关全基因组测序的批文估计最近会出来，预计会涉及20家医院以及七个临床检测实验室的试点，华大都在这几个名单内。&rdquo 汪建告知记者。 　　据了解，此次批准共分三个专业，分别是遗传病诊断专业、产前筛查与诊断专业、植入前胚胎遗传学诊断专业。华大基因均位列此三个专业的获准试点单位名单中，而达安基因则中标产前筛查与诊断专业。 　　基因测组作为目前生物学领域最炙手可热的专业门类之一，近几年在国内外均得到了快速的发展，它不仅能够追踪传染病途径，还能预测个体化疾病风险，有效预测癌症、糖尿病、唐氏综合征等多种疾病，从而为后期的防御和治疗提供有效的帮助。 　　【4】美媒盘点2014年八大创新 基因测序居首位 　　美国《赫芬顿邮报》网站12月17日刊文盘点2014年八大创新，基因测序居首位。今年1月，伊卢米纳公司宣布，他们的最新款基因测序仪可以每年破译1.8万个基因组，每次花费仅1000美元&mdash &mdash 十年前的费用是几十亿美元。 　　【5】日本企业纷纷进军基因测序领域 　　日本NHK电视台报道，日本大型电机制造商和通讯公司等考虑到基因领域有足够的发展空间，正纷纷利用自身技术优势，加强在基因分析等医疗相关领域的活动。其中，东芝集团已和日本东北大学共同开发出一种新系统，可以缩短基因分析的时间，只需一周左右便可完成分析。 　　据报道，东芝集团在2014年内面向研究机构和医院推出基因分析服务，希望该服务能有助于研究人员们找到各种各样的病症与基因之间存在的关联。 　　与此同时，日本电报电话公司(NTT)也开发出了一款手表式传感器，可以测定佩戴者的睡眠时间和运动量等数据。利用这一技术，日本电报电话公司也于2014年11月开始同东北大学联合，利用基因分析技术展开研究。该研究旨在帮助人们预防因生活习惯引起的病症，同时希望能够将商业与疾病预防相结合。 　　【6】奇点大牛再爆料：5年后基因测序成本仅1毛 　　11月24日，奇点大学生物技术和信息学项目负责人Raymond McCauley在太庙正殿举行的百度BIG课堂上，向大家讲述生物技术的现实和可预期的未来应用。McCauley的主要研究方向是低成本生物技术应用，在他的研究里，生物技术并不只属于科研人员，每个普通人都可以使用它，而随着生物技术成本的降低，未来的普通人用生物技术来提升生活质量，可能就像今天我们用抽水马桶冲水、用电脑编程或者上网购物一样平常。 　　首先这依赖成本的降低。在摩尔定律下发展十几年的测序技术已经不是被封在实验室的新鲜玩意了。2001年完成人类基因组测序的成本是30亿美金，到了2007年就只需要100万美金，这个价格在当时大概可以买一栋不错的别墅。但到了2013年2500美元就可以做一次基因组测序了，今年1月份这个成本下降到了1000美元以下，在美国这约等于一次肺部胸片的价格。这还不算完，根据McCauley的预测，2年后这个成本会比买四张披萨的钱还少，而到了2020年，完成一次人类基因组测序的成本可能只需要1毛钱，大概是现在我们冲一次马桶的耗水量成本。 　　【7】深圳：无偿献血血液不能用于基因测序 　　&ldquo 无偿献血者所献血液只能用于临床输血，除了不得买卖外，也不得用于包括基因测序等科学研究在内的其他用途。&rdquo 28日，深圳市人大常委会再次审议了《深圳经济特区无偿献血条例(草案)》(以下简称&ldquo 条例&rdquo )。记者注意到，此次修改对献血者予以更多优惠和鼓励，而对所献血液的用途则作出明确限定。 　　由于深圳是一个流动城市，除了本市居民，还有外省市居民及外国公民、华人和港澳台居民。市人大为此明确表示，&ldquo 条例&rdquo 不对无偿献血者设立任何身份条件，只要符合献血要求的任何人均可献血。 　　为了方便无偿献血者献血，&ldquo 条例&rdquo 拟规定，规划部门应当将无偿献血站(点)建设纳入城市建设规划，在卫生行政部门提出献血站(点)设置意见的基础上，综合交通、人流量等因素，规划献血站(点)或者在建成区合理设置献血站(点)。 　　而为方便无偿献血者临床用血，市人大则将此前&ldquo 条例&rdquo 中仅给予无偿献血者或者其配偶、子女、父母在深圳以外地区临床用血报销的制度，扩大为只要未在就诊的医疗机构办理免交临床用血费用手续的，均可在采供血机构报销。 　　【8】快速基因测序救命于襁褓 　　患病新生儿的基因组将在24小时内测序获得，从而为临床医生提供快速诊断依据。 　　在只有两个月大时，这个男孩就已命悬一线。他整个暂短的人生是在美国密苏里州堪萨斯城儿童慈善医院新生儿重症监护室里度过的，内科医生们绞尽脑汁地寻找导致其异常状况的病因所在。2013年4月，这名男婴的肝脏开始衰竭，医护人员告诉他的父母前景不容乐观。 　　随后，来自儿童慈善医院的遗传学家Stephen Kingsmore和他的团队接手了这位病人。在3天的时间里，他们对这个男婴及其父母的基因组进行测序，并确认了一个在他和父母双方身体中共有的罕见突变。该突变被证实同一种可损害肝脏和脾脏的过度反应免疫系统引发的疾病有关。有了这样的诊断，男婴的内科医生对症下药，以降低其免疫反应。如今，这位病人已回到家中，而且身体健康。 　　【9】从二代到四代：基因测序颠覆你对世界的想象力 　　如今，基因测序概念在国内已经并不陌生。 　　从科研领域的全基因组测序(WGS)到临床应用的无创产前基因检测以及高血压个体化治疗检测，基因的作用和重要性日益凸显，正在不经意间以其巨大的力量改变着人们的生活，使人类对自然和自身的认知进入到了一个新的层面。同时，个体化医疗概念的兴起，激发了人们对基因测序的需求，也使得基因测序商业化、大众化的意愿成为了科研界和临床应用界的共识。 　　【10】基因测序：现金奶牛还是潘多拉的盒子? 　　基因测序结果的解读成了目前最大的难题，这也是众多科学家不愿意推进其商业化的原因之一。 　　基因测序越来越具有两面性，一面是被投资者看好，被认为是未来的现金奶牛。另一面则好像潘多拉的盒子，基因测序结果解读不成熟，一旦商业化，解读对用户是陷阱?是误导?目前还能难说。 　　国家食品药品监督管理总局批准第二代基因测序诊断产品上市，让投资者看到这个市场的希望。基因测序的主要业务板块是仪器、试剂和服务。仪器上由Illumina和LifeTechnologies两家公司垄断，占市场份额的90%以上。中国基因测序公司瞄准的主要是试剂和服务。以达安基因为例，目前主要收入板块为生物制品试剂，占总收入的45%，也是毛利最高的板块，达到了61%，服务收入和仪器类收入的规模相差不大，分别占主营收入的29%和25%。服务业务的毛利非常高，达到了56%，相比之下仪器类毛利最低，只有18%。 　　比较有可能发展起来的应用包括两个方面，一个是无创产前检查，用基因测序评估遗传性疾病的风险。另一个是肿瘤基因筛查，未来有希望用于个性化治疗方案。 　　【11】基因测序有望用于辅助生育医疗 PGS助力试管婴儿成功率 　　基因测序的应用，除了在我们熟知的无创产前检测方面获得应用 其另一重大应用&mdash &mdash 胚胎植入前遗传学筛查技术(Preimplantation Genetic Screening， PGS)将在辅助生育医疗领域应用。 　　9月5日，美国斯坦福大学生育和生殖医学中心与中国国内最大的试管婴儿连锁品牌爱维艾夫医疗集团在深圳签约战略合作协议，双方共同筹建中国国内最先进的PGS中心，试管婴儿单次成功率有望突破80%，并实现操作流程的规范统一。 　　【12】南方周末：基因测序的灰色江湖 　　如果不是医生的建议，27岁的李若不会去体验风靡当下的高科技检测技术&mdash &mdash 基因测序。 　　2014年5月，一次例行体检中，李若发现自己患乳腺疾病的风险较高。为进一步确定，医生建议她做一次肿瘤易感基因测序。 　　基因测序，通过对被测者细胞中的DNA分子进行检测，既可诊断疾病，亦可以用于疾病风险的预测和评估使用某些药物的疗效和副反应。 　　一个熟知的例子是，2013年，美国著名影星安吉丽娜· 朱莉根据基因测序结果选择手术切除双侧乳腺以降低患乳腺癌风险。在中国，更为大众熟知的应用是无创产前基因检测术。 　　&ldquo 基因测序是疾病鉴定的金标准，而癌症的发生和抑癌基因、致癌基因等多种因素相关。&rdquo 中山大学中山医学院遗传学与分子诊断副教授郭奕斌解释。 　　【13】英国推进基因测序治癌症 化疗或退历史舞台 　　英国政府近日推出了一个名叫&ldquo 十万基因组计划&rdquo 的医学科研项目，拟通过对基因组进行测序，以有效确定引发癌症和其他疑难疾病的基因。当地媒体评论称，如果这一计划顺利实施并获得成功，将是医学领域的重大突破，今后对癌症的治疗将不必再通过化疗来进行。 　　据了解，&ldquo 十万基因组计划&rdquo 需投入资金3亿英镑，将把科研得出的大量数据整合进英国公共医疗体系当中。英国将参与总共10万个基因组中的7万个基因组的有关测序工作。可以说，此次&ldquo 十万基因组计划&rdquo 是此前英国推出的&ldquo 千人基因组计划&rdquo 的&ldquo 升级版&rdquo 。新的&ldquo 十万基因组计划&rdquo 并非只对癌症患者特定的&ldquo 癌症基因&rdquo 进行测序，而是要对其进行&ldquo 全基因组测序&rdquo 。从今年5月起，英国已在伦敦、剑桥等地医院开始研究，英国各地的高校、科研机构等也在协助英国卫生部推进这一计划。报道说，英国目前已完成了100个基因组测序，年内将达1000多个，2015年达到1万个，2017年将全部完成。 　　【14】基因测序终获通行证：市场千亿 抢滩战鸣枪 　　此前，著名影星安吉丽娜朱莉的乳腺切除手术让基因测序一下成为全球热点，不过，出于谨慎考虑，国家食品药品监督管理总局(下称&ldquo 食药监总局&rdquo )与国家卫生和计划生育委员会(下称&ldquo 卫计委&rdquo )在今年年初曾叫停基因检测的临床应用，并明确表示，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。 　　7月，食药监总局公布了四款基因测序产品获得注册证，这预示着冰封了半年的国内基因测序市场正式放开。这也是食药监总局首次批准注册的第二代基因测序诊断产品，在此之前的几年时间里，政府主管部门对这一科技和市场的态度保守而谨慎。 　　而突然放开的动作透露出的信息更意味深长，对于已经成为科技与市场双热点的基因测序来说，早在几年前就有粗略估计，中国市场规模超过千亿元，而对目前已聚焦于这一产业链的数十家上市公司而言，更多竞争者的火速入场已经拉开激烈的抢滩战。 　　【15】NIH 1450万美元资助新一代基因测序技术研究 　　美国国立卫生研究院(NIH)近日宣布，它将向开发新型测序技术的8支研究团队资助1450万美元。NIH将利用这些资金支持多种技术，包括纳米孔测序技术和微流体技术，资助时间为两年到四年。 　　这一资助属于国家人类基因组研究所(NHGRI)的先进DNA测序技术项目(Advanced DNA Sequencing Technology program)的一部分，它在2004年启动，目标是降低测序成本。 　　NHGRI基因组技术项目主管Jeffery Schloss表示：&ldquo 尽管以1000美元测序基因组的目标已接近，但关于控制成本和实现高质量的DNA测序数据，仍然存在许多挑战。&rdquo 　　大部分的资助被五所大学的研究人员获得。斯克里普斯研究所将在三年内获得440万美元。这个团队将由M. Reza Ghadiri领导，目标是开发蛋白纳米孔芯片，以便平行测序数万个DNA分子，而最终目标是在10分钟内测序人类基因组。 　　【16】用基因测序治未病 　　在中国两部委(食品药品监督管理局、国家卫生计生委)用一纸禁令将基因测序打入&ldquo 冷宫&rdquo 仅两个月，世界最大的基因测序仪器制造商Illumina的掌门人Jay Flatley先生就急冲冲跑来中国，并高调表示：&ldquo 我十分看好中国基因测序市场。&rdquo 　　可能有人会怀疑Jay Flatley这一逆风言论，但没有人会怀疑Illumina在基因测序行业的霸主地位。这家总部位于美国加利福尼亚圣迭戈市的上市公司，被麻省理工学院主办的《技术评论》杂志评为全球最聪明的50家公司之首，其身后站着的可是特斯拉和谷歌。 　　这家全世界最聪明的公司在今年初宣布，可在24小时内将个人全基因组测序完毕，而费用仅需1000美元。能够完成这一壮举的机器叫Hiseq X Ten，每套由10台机器组成，每台售价100万美元。当Hiseq X Ten在全球售出9套以后，Illumina骄傲地宣布：我不卖了。 　　【17】细胞免疫治疗：基因测序后的下一个万亿市场 　　瑞银证券日前发布研报认为，免疫治疗产品有望成为肿瘤领域的下一座金矿。临床实验结果显示了肿瘤免疫治疗的良好应用前景：利用人体自身的免疫系统治疗肿瘤，即肿瘤免疫治疗，已成为国际药企的研发热点。肿瘤免疫治疗主要包括：非特异性免疫刺激、免疫检验点单克隆抗体、过继T细胞疗法、肿瘤疫苗等方法。肿瘤的免疫治疗方法有望治疗60%以上肿瘤种类，有望带来250亿美元以上的市场机遇，或是肿瘤治疗领域的下一座金矿。 　　瑞银证券认为，过继T细胞疗法(ACT疗法)是肿瘤免疫疗法的一种，现有的临床实验结果均显示了其难以比拟的优势：治愈多例晚期黑色素瘤患者，而不仅仅是延长生存期。在ACT疗法中，嵌合抗原受体修饰的T细胞疗法(CAR)由于具备更好的特异性，前景最为看好。诺华开发的CART-19，已完成临床2期试验。研报认为CART-19产品理论市场规模能够达到80-100亿美元。(注意这仅仅是一家公司的产品所达到的市场规模人民币几百亿，并不是整个行业的市场估值) 　　【18】基因测序首次获准用于出生缺陷筛查 　　中国首次批准第二代基因测序诊断产品作为医疗器械注册，用于为孕产妇检测唐氏综合征等染色体疾病风险，以避免新生儿出生缺陷。 　　国家食药总局昨日表示，经审查，批准BGISEQ-1000基因测序仪、BGISEQ-100基因测序仪和胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)检测试剂盒(联合探针锚定连接测序法)、胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)检测试剂盒(半导体测序法)医疗器械注册。 　　据介绍，该批产品可通过对孕周12周以上的&ldquo 高危孕妇&rdquo 外周血血浆中的游离基因片段进行基因测序，对部分胎儿染色体异常进行无创产前检查和辅助诊断。 　　不久后，35岁以上，或初次血清学筛查证实有&ldquo 唐氏高危&rdquo 风险的孕妇，可在医院选择接受无创产前基因检测，避免&ldquo 羊水穿刺&rdquo 、&ldquo 脐血穿刺&rdquo 等效率较低、风险较高的产前诊断。 　　【19】罗氏欲借收购Genia进一步扩大基因测序市场份额 　　基因测序业近期成为市场投资热点，不仅在国内，海外市场相关个股表现也是可圈可点，加州大学伯克利分校生物方向一在读博士曾向记者表示，&ldquo 基因组测序可以说是2000年以后，生物学最重大的历史性革命。&rdquo 　　目前，这股生物学热潮也吸引到众多知名公司加入这场革命中来，记者留意到，瑞士制药商罗氏控股公司周一(6月2日)发布声明称，愿意以至多3.5亿美元的出价购买总部位于美国的基因测序企业Genia技术公司，以期获得更低成本破译人类基因的技术。 　　&ldquo 拥有Genia利用纳米孔技术的单分子半导体DNA测序平台后，我们的下一代测序产品将得到增强。&rdquo 罗氏诊断部门首席运营官罗兰-迪吉尔曼(RolandDiggelmann)在周一的声明中称。 　　记者了解到，基因测序平台通常需要依靠昂贵的光学传感器，而Genia技术公司正在开发的技术仅使用成本较低的，被广泛使用在手机和电脑中的电子半导体元件来测量电流变化，从而确认DNA的序列。来探测DNA序列(图1)。此项技术凭借快速、精确、低成本的优势，有望完成美国国立卫生研究院(NIH)设定的只用1000美元完成个人基因组测序的目标。然而目前仍有一些关键问题亟需解决：例如弯曲缠绕的DNA分子难以进入纳米孔 过快的过孔速度使电流信号的检测更加困难。因此，DNA分子的构象及其与纳米孔孔壁间的作用力对测序过程有着重要影响，研究盐浓度及链长对DNA分子构象及其摩擦学行为的影响十分必要。 　　【24】基因测序迎接挑战 　　无论是农业育种，还是出生缺陷检测，或是其他常见疾病预防，基因检测技术都面临着巨大的挑战。 　　古语有云：&ldquo 民以食为天。&rdquo 这说明食物很重要，基因测序也进入到了这一领域。此前我跟袁隆平合作进行水稻基因组计划时，因为这和国家计划、全球计划有部分冲突，不符合国际水稻基因组计划的主流，也不符合国家战略，差点&ldquo 被打死&rdquo 在路上，当时在国内外引起了很大的争议。 　　从农业育种到人类健康，我们走过了哪些路程? 　　从一个完整的基因组检测到3000株水稻的测序，我们从野生水稻中找到了很多有益的数据，通过挑选好的基因，进行杂交育种，创造了新的水稻品种。 　　我们最近又针对小米开展了研究工作。上世纪70年代以来，玉米的快速发展使小米基本退出了农业主战场。但在今年，虽然河南大旱，小米却取得了大丰收。因此，在干旱和半干旱地区占中国土地面积60%的情况下，如果能够解决这类地区的粮食生产问题，中国的粮食安全就可以得到保障，这也是将基因组科学应用于实践的非常有前景的项目案例，我们有把握让中国未来的粮食生产发生根本变化。

国家食品药品监督管理总局(CFDA),6月30日批准了华大基因两款二代基因测序仪及检测试剂盒，应用于无创产前基因检测。由此，禁锢了5个月的国内测序市场再次打开，一时间业界焦点纷纷投向基因测序领域。一时间各类医药行业网站、微信、微博平台纷纷密切关注该行业进展。&ldquo 基因测序热&rdquo 成了当下医疗行业热点。在这一片基因测序热像之中，基因测序行业又存在什么样的问题?国内测序行业又存在哪些问题呢? 　　1. 基因测序行业存在的问题 　　1.1 部分疾病与基因关系尚不明确 　　目前从应用的角度来说，科学家只确定了极少数的基因位点与极少疾病的确切关系，也就是说真正可以用于临床诊断和指导治疗的基因检测并不多。要想真正用基因来诊病，还需要时间。 　　华中农业大学生命科学与技术学院教授李国亮也认为：&ldquo 如何解读基因测序数据从而判断某人得某种病的概率，现在是一个科学研究热点。大家公认，更多的疾病是基因和我们的环境(包括饮食、生活习惯等)相互作用的结果，仅仅依靠基因组测序，是难以判断这些疾病的概率的。所以，我们现在要积累测序以及病人的数据，在达到一定的数据量后，对基因组的重组、小片段DNA序列的缺失或插入等进行分析，并与病人的生活习惯等环境因素相关联，从而得出测序数据与疾病之间的关系。&rdquo 　　1.2 行业标准缺失：导致不同基因检测公司检测报告大相径庭 　　《纽约时报》网站记者基拉· 贝克奥夫在《纽约时报》网站上发表文章称，她分别在23andMe、Genetic Testing Laboratories和PathwayGenomics这3家知名基因测试公司接受了基因分析服务，而结果却令她大吃一惊：每家的测试结果大相径庭。 　　此消息一出，舆论一片哗然。由于没有行业标准，各企业根据自建的数据库确定相应检测位点，所得的检测结果就会不一样。缺乏行业标准，也是基因检测产业快速发展的主要障碍之一。 　　1.3 基因测序就像一把双刃剑 　　基因测序如果运用不得法，它也有消极的一面。若全基因测序普及，含有基因缺陷的个人基因信息流通时被保险公司或雇主拿到，可能会在购买保险或就业时受到歧视。同时，如果人一出生就作全基因检测，然后被告知患某些重大疾病概率非常高，那么他一直背负着宿命论的压力，也许会失去人生意义。 　　4. 薄弱的基因产业链上游 　　1990年，美、英、法、德、日、中六国启动人类基因组计划，历时十年，于2003年最终绘制出完整的人类基因图谱。该计划完成之后，基因组医学的迅猛发展，一批人类疾病相关的基因被揭示而后迅速用于了疾病的风险评估、预防、诊断和治疗，对人类的健康起到了颠覆的作用。 　　通过参与人类基因组计划，中国融入了全球基因产业链。一条基因测序的产业链条也同时成形：上游基因测序仪研发制造、中游基因检测服务、下游医疗临床应用，其中，最为核心的仍然是上游研发制造，目前主要为Illumina，Life Technologies等少数几家美国公司所掌握。中国的基因测序行业目前主要靠试剂和服务作为主要收入，而在仪器上，进口产品占绝大部分的市场，Illumina和LifeTechnologies两家公司占市场份额的90%以上，由于产品研发周期比较长，投入也比较大，在技术上国内厂商还是比较依赖和国外先进公司合作。这好比研发计算机却始终无法突破芯片的核心技术。目前，除了华大基因通过并购美国测序仪研发公司Complete Genomics (CG)获取部分相关技术外，中科院基因所与紫鑫药业则尝试自主研发，但目前仍处于前期准备阶段。 　　5. 所开展疾病基因测序项目有待拓展 　　高通量测序技术出现以后，国内外很多公司纷纷试图在这个平台上进行产业化。但是国内公司商业模式主要拼的是硬件，比拼测序仪的数量。目前，华大基因所拥有137台测序仪，位居全球之首。可是，国内的临床测序公司开展的项目却非常的少，大部分都挤在无创产前诊断领域，靠拼硬件，拼价格来争取空间。而在美国的一些公司，比如Sequenom, Sequenta, Foundation Medicine等等临床测序公司，他们的特点不是靠硬件投入来获取市场发言权，而是靠做内容，提供独特的临床价值。所开展的不仅包括产前检测，还包括癌症检测、个体化用药等方面。而这些公司的一个共同特点就是没人用硬件投入来说事，有多少台测序仪器并不重要，用这些仪器来干什么才是重要的。 　　目前，国内仅华大基因的两种型号基因检测设备通过审批。与此同时，Illumina等外资公司也有产品在中国进行直接申报。这种模式走的是进口产品申报，首先该产品需要有FDA的批文，然后在中国国内走CFDA的进口申报程序，所需耗费的时间较长。 　　能否在外资公司获准进入国内直接开展基因检测服务之前突破上游技术瓶颈，拥有国内企业自己的测序平台，是本土企业取得核心竞争力的关键。这不仅需要国内企业加强上游测序平台的研发能力，并确保进一步下游检测服务市场的领导地位，还需要把基因检测从产前向遗传病诊断、肿瘤诊断与治疗等更广泛的领域扩展，同时完善相关的行业政策。否则等拥有雄厚的资本实力和完善的产业链的外资企业进来，本土企业难免会沦为低水平的代工企业。 　　结语 　　基因测序对于普罗大众来说仍然是一个模糊概念，加上最近几年基因测序市场的混乱发展，部分企业、媒体对基因测序的效果盲目夸大或者错误宣传，很容易误导消费者。同时，我国基因产业与发达国家几乎同时起步，能否在规范发展，合理引导，使其成为我国一个优势产业关乎国家的核心竞争力。这就需要对基因测序行业进行规范，不能只看到其优势，而忽略了其存在问题。只有根据其技术特点和国内发展状况，合理运用、发展，才能使该行业在我国健康发展，同时也为人类健康做出有益的贡献。

■基于高通量测序结果进行深度的数据挖掘，能够对样品中的生物组成进行较好分析，有助于建立快速、准确、系统的中药制剂的生物成分分析方法。 　　■不管是一味药里含10种生物还是含20种生物，这一技术都可以一次性检测出来。得益于技术的进步，还可以一次同时对数十种中药制剂进行检测，而成本只在6000元人民币左右。 　　■相比国外的研究成果，青能所的分析方法更加系统化和全面，目前研究团队已经有多项发明专利被受理，还申请了多个软件著作权。 　　中药，在大多数西方人，以及接受过西方医学教育的中国医生看来，因为其疗效无法从根本上被科学解释，而不被国际主流医学界认可。这种不认可表现在，我国中药制剂(包括丸剂和散剂)的出口额一直在低位徘徊。 　　而随着中科院青岛生物能源与过程研究所(简称青能所)对高通量基因测序技术的成功应用，中药制剂面临的这一困境有望得到改变。目前，青能所与山东省医学科学院药物研究所共同组成的团队已经完成了第一步&mdash &mdash 利用基于高通量测序数据分析的中成药生物成分分析新技术，对中成药&ldquo 六味地黄丸&rdquo 进行全面生物成分(处方物种和杂质物种)分析，相关成果发表在英国自然出版集团旗下的《科学报告》杂志。 　　国外检测&ldquo 不一致&rdquo 　　我们证明&ldquo 一致性&rdquo 　　2012年，澳大利亚科研人员发表的一篇文章引起国际社会广泛关注。研究人员为澳海关所检测的15种中药中，发现许多药物的实际成分与说明书所写成分不符，有的还含有多种有毒物质，乃至濒危动物成分。 　　&ldquo 当时看到这方面的报道，感觉很想做些什么，从正面的角度对中药进行阐述。&rdquo 山东省医学科学院药物研究所白虹副研究员告诉记者，从那时起他们开始关注高通量测序技术在中药领域的应用，&ldquo 我们发现基于测序的物种鉴定在单味药材中的报道较多，但利用高通量测序技术分析中药制剂的生物成分，国内几乎无人涉足。&rdquo 　　在一次学术交流中，白虹了解到青能所单细胞研究中心生物信息学团队一直致力于高通量测序技术在生物混合样品分析中的应用，这恰恰正是自己所需要的。双方在进行了初步尝试后发现，这一研究有较大的可行性，进而确定共同组建团队，用高通量基因测序技术对中药制剂进行生物成分检测分析。 　　&ldquo 可以说，我们最开始的目的就是为了给中药制剂正名。既然国外研究人员能通过新技术证明中药制剂的检测成分与说明书不符，那我们也可以用新技术证明，大部分中药制剂的成分与说明书是一致的。&rdquo 白虹表示。 　　&ldquo 一个中药制剂一般含有多种生物，这些生物又含有成千上万个小分子化合物，其中一些小分子化合物作用于人体的一些蛋白质，这些蛋白质又和某些疾病密切相关。&rdquo 中科院青能所助理研究员苏晓泉告诉记者，如果这一链条能被科学&ldquo 打通&rdquo ，就可以证明中药制剂的科学性，从而为其&ldquo 正名&rdquo 。 　　比国外的检测方法 　　更系统化更加全面 　　对中药制剂的成分分析，目前国内外机构大多是通过化学分析方法，即通过光谱和色谱手段对中成药的化学成分进行测定。但这一方法无法检测中药材采收或加工过程中的生物污染、替代品、错误鉴别、伪品、掺假。科学、合理、可操作性强的中药制剂生物成分分析方法也被提升到实现中药现代化、产业化和国际化的高度。 　　&ldquo 中药制剂生物成分分析的核心任务可归结为对包含多个生物物种的混合体系(混合生物样本)的物种鉴定。基于高通量测序结果进行深度的数据挖掘，能够对样品中的生物组成进行较好分析，有助于建立快速、准确、系统的中药制剂的生物成分分析方法。&rdquo 青能所宁康研究员说。 　　研究人员以&ldquo 六味地黄丸&rdquo 为研究对象，探索新方法的可行性。苏晓泉和同事一起优化了基因组提取方法，选择了合适的DNA分子标记，建立了六味地黄丸的参照数据库，并利用第二代高通量测序仪对不同厂家的多个批次的药进行检测分析。一次检测他们就可以得到几个GB的数据，再将测序结果与数据库中的DNA分子标记相对照，就能得知这些DNA是来自于哪些生物。&ldquo 通过检测，我们发现，不同厂家的同一种药，与《药典》的标准相比在接近性上各有不同，各厂家出产的不同批次药品，稳定性也各不相同。&rdquo 苏晓泉说。 　　&ldquo 这些检测结果，并不能说明哪个厂家的药好，哪个不好。毕竟国家还没有中药生物检测的标准，我们也只是进行了初步的探索。&rdquo 白虹说。 　　&ldquo 相比起澳大利亚研究团队发表过的研究成果，检测方法都差不多，但我们的分析方法更加系统化和全面，目前我们的研究团队已经有多项发明专利被受理，我们还申请了多个软件著作权。&rdquo 苏晓泉表示。 　　已成功迈出了第一步 　　评价体系将日臻成熟 　　&ldquo 六味地黄丸&rdquo 检测分析的成功，并非意味着高通量测序技术能检测所有中成药，&ldquo 由于这一方法是基于DNA分子标记来实现物种鉴定，所以从理论上只适合于药材直接粉碎后入药的丸剂或散剂。&rdquo 白虹说。 　　当然，这一新技术针对大处方药也有自己独特的优势，&ldquo 不管是一味药里含10种生物还是含20种生物，这一技术都可以一次性检测出来。&rdquo 苏晓泉说，得益于技术的进步，一次可以同时对数十种中药制剂进行检测，而成本只在6000元人民币左右。 　　白虹认为，当前这一技术主要用来分析中药制剂的生物成分，&ldquo 我们将进一步完善生物成分的分析方法，再结合化学成分分析，进而形成更为完整成熟的中药制剂评价体系。&rdquo 白虹还强调，国外学者提及的中药有毒成分要客观看待，&ldquo 不仅中药，西药中有些成分吸收多了对人体也有害，关键在于剂量和在医生指导下用药。&rdquo 　　至于最终能形成证明中药科学性的方法和理论，对研究团队来说还很遥远。但&ldquo 生物&mdash 小分子化合物&mdash 蛋白质&mdash 疾病&rdquo 的链条在理论上是讲得通的，&ldquo 在这一链条中，一些环节已经有人在研究。但很多对应的关系不是现成的，要一点点去推导。&rdquo 苏晓泉说。 　　他们最终能为中药&ldquo 正名&rdquo 吗?从科学实验上迈出第一步后，还有更多的挑战等待着这支年轻的科研团队。 　　■名词解释 　　高通量基因测序技术是新一代DNA测序技术，即测定DNA序列的技术。相比起第一代测序技术，高通量测序技术可以一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定，因此在有些文献中称其为下一代测序技术。同时高通量测序使得对一个物种的转录组和基因组进行细致全貌的分析成为可能，所以又被称为深度测序。

最近不少人问我，是否应该进行DNA测序。他们还问我：&ldquo 你做过DNA测序吗?&rdquo 作为一名研究患者基于何种原因进行基因测序的医生，遇到这样的问题不足为奇，有时我自己也想知道。 　　12年前，科学家首次对人类基因组进行测序，当时的成本约为10亿美元。此后，基因测序的成本直线下滑，如今已降至约5000美元，且很快会跌至1000美元以下，使得这样的问题变得越来越常见。与之前的检测手段能够提供的基因信息量相比，全基因组测序能提供数百万倍的信息量。为此，许多患者都进行了基因测序。 　　此外，美国总统奥巴马在2015年国情咨文演讲中还推出了&ldquo 精准医疗计划&rdquo (precision medicine initiative)，其中就涉及到基因组测学工程。这也会让基因测序变成一个普通的问题。 　　随着成本下滑，越来越多的人开始进行基因测序。例如，大量癌症患者选择了全基因组测序，因为根据基因信息能够预测他们对各种化学疗法的反应。那些患有先天性疾病儿童的父母也迫切想知道，基因突变是否是孩子患病的罪魁祸首。如果真是这样，将来他们可以对此进行干预，以防影响第二胎。 　　此外，对于特定疾病患者，整个基因组测序的价格已经接近于单个基因测序的价格，如乳腺癌。为帮助治疗，医生也在对一些婴儿的基因组进行测序。将来，我们之中的大多数可能都会经历基因测序。医生只要在办公室里，就能利用你面前的计算机完成DNA测序。 　　许多人还会主动找到基因测序公司进行基因测序。在过去的几年中，许多人在23andMe这样的基因测序公司进行了基因测序。目前，这些基因测序公司只是检测人类整个基因组的一小部分基因，仅占人体DNA的百万分之一，即所谓的单核苷酸多态性(SNPs)分析。 　　但随着时间的推移，这些公司将启动更多的SNPs测序。即便如此，也仅占人体DNA的十万分之一。不管怎样，这些公司表示，将提供血统之外更多有医疗价值的信息。SNPs所提供的信息相对有限，而整个基因组测序所能提供的信息要高出数十万倍。 　　DNA分子由四种脱氧核糖核苷酸组成，分别是腺嘌呤、嘧啶、胸腺嘧啶和鸟嘌呤，英文字母缩写分别为A、C、T和G，涵盖30亿个碱基对的序列信息。尽管如此，人与人之间的基因相似度高达99.9%。(人与黑猩猩基因相似度为98%，与牛基因相似度为80%，与鸡基因相似度为60%。) 　　让我们用一个形象的例子对此进行说明。书架上有1000册书籍，其内容共包含30亿个字母。如果将这些字母比作DNA，那么其中999本书的信息都是相同的。只有1本书中包含的字母是不同的，并决定了我们眼睛颜色、头发颜色、鼻子形状，以及患某种疾病的可能性等等。 　　如果检测100万个SNPs，相当于每3000个字母中检测1个字母，即每页检测1个字母。如果看书时只看每页的一个字母(或一个基因)，那我们从中得到的信息将十分有限。 　　但是，进行整个基因组测序，患者将拥有整个基因组测序信息，即阅读全部1000册书籍。目前，一些基因测序公司正在直接面向消费者提供该服务。这些服务所产生的大量数据是极具价值的，包括用于医疗领域。 　　基因测序后，你可能会被发现存在一些与某种疾病相关的遗传标记。其实，其中一部分是可以预防的，如乳腺癌。但人们习惯于认为，发现一个致病基因将来就一定会患病，如恶性肿瘤基因或肥胖基因。其实，大部分常见病是多个基因和环境因素共同作用的结果。因此，你可能有一个基因会导致患某种疾病的风险提高2倍(从10%提高到30%)，那么你不会患病的几率仍高达70%。当然，这种疾病目前可能还没有治疗方案，如阿尔茨海默病(即老年痴呆症)。因此，对患者进行相关教育至关重要。 　　许多患者担心基因歧视问题。《遗传信息无歧视法案》(GINA)确保了美国民众的基因信息不被滥用和歧视。根据这部法律，如果基因检测显示某人可能易患某种疾病，保险公司不得据此提高医疗保险费用或者拒绝为其提供保险，其他公司也不得把基因信息作为招聘、解雇或提拔员工的依据。虽然这部法案涵盖了大多数医疗保险，但目前还没有解决人寿、伤残或长期就医保险问题。但我相信，将来这部法案会进一步保护这些人群。　　当然，是否进行基因检测不一定完全由患者来决定。当前，一些医生已经开始为特定患者提供基因检测服务。一些进行特定疾病研究的研究人员也开始进行整个基因组测序，试图找出病因，给出治疗方案。很显然，我们之中的许多人将被包括在内，或者是从中受益。 　　因此，当人们问我是否应该进行基因测序时，我回答说：&ldquo 你为什么要进行基因测序呢?&rdquo 一些人，尤其是对科学感兴趣的人，他们通常会说&ldquo 知道自己的基因信息会很酷&rdquo 。有人认为&ldquo 知识就是力量&rdquo ，还有人担心自己的健康问题。如果你真想进行基因测序，最好先咨询一下医生。另外，临床遗传学专家和遗传咨询顾问可能比你的医生更了解一些具体的问题。 　　我也很想了解自己DNA中究竟蕴藏着哪些信息。幸运的是，我很健康，没有什么重大医学问题，因此目前还没有进行DNA测序的必要。当然，将来可能会改变。 　　不管怎样，无论是医生还是患者，我们都进入了一个美好的新世界，做任何事情都要谨慎。因此，我还没有进行DNA测试，至少目前如此。 　　备注：本文作者罗伯特&bull 克里兹曼(Robert Klitzman)是哥伦比亚大学临床精神病学教授。

基因测序产业竞争压力将越来越大，价格战不可避免，仅靠简单的测序或测序服务已经不是技术高端服务的主战市场，唯有借助政策性支持和不断地吸引国内外人才，并在遗传资源和分析应用软件上做文章，才能摆脱在别人后面的&ldquo 小打小闹&rdquo 。 　　与试剂盒检测相比，基因芯片具有用时短、一次性检测样品多等优点，图为研究人员正在演示将处理后的样品点到基因芯片上。图片来源：中国军网 　　&ldquo 不久的将来，或许只需要1000美元便可以进行基因测序。到那时候，每个新生婴儿出生时或许都会像一台新买的电脑一样，附带一张关于其"基因信息说明"的DVD光盘&hellip &hellip &rdquo 上个月初，《华尔街日报(博客,微博)》一篇关于基因测序的文章再一次吸引了业内人士的目光。 　　12 年前，当人类第一张基因组草图被绘制完成之后，各国纷纷采取&ldquo 快马加鞭&rdquo 方式对基因产业进行支持。&ldquo 试图通过基因位点扫描的方式，对比患者与健康人群的差异，从而找出与疾病可能相关的易感或突变基因。&rdquo 中科院北京基因组研究所副所长于军在接受《中国科学报》记者采访时表示，国内在基因测序技术的开发和应用上并不逊色于国外，甚至有些技术处于世界领先的水平。 　　正是由于基因测序与民生健康不言而喻的关系，发达国家早已开始布局基因测序这一新兴市场，并逐步拓展市场范围。目前，虽然我国的基因测序市场还处于起步阶段，但仍有机构大胆预测：在中国，基因测序技术将构成千亿元规模的市场。 　　&ldquo 千亿元市场规模?这似乎像在吹泡泡!&rdquo ?曼哈顿资本执行董事王进有些怀疑。全球DNA测序技术和服务市场目前只有15亿美元，到2015年也只有20亿美元，再以美国上市公司Complete Genomics 公司为例，2011年的业绩只有2000多万美元，其基因测序服务成长大大低于预期，股票跌破发行价。 　　&ldquo 究其原因，还是市场接受度的问题，测序尽管已日益简化，未来一定能更廉价和平民化，但测序之后，能否作正确解释或提供有价值的个性化临床诊断和治疗方案是问题的关键。&rdquo 王进说，这正是基因测序公司不可回避的问题，亦是消费者买单前的最大困惑。 　　技术上不是问题 　　去年6月15日，美国《科学&mdash 转化医学》杂志上刊发了一篇基因测序技术在罕见病治疗上的成功应用。&ldquo 这至少说明了基因测序可以成为一种有希望的诊断方法。&rdquo 于军告诉记者，基因序列和基因序列在个体间的不同和变化分析能力是倡导个体化医疗的前提，基因测序技术和应用的发展水平驱动着个体化医疗的进程。 　　采访过程中，于军始终对国内基因测序技术水平持有肯定态度，并不时地用&ldquo 非常成熟&rdquo 的字眼来形容。但是他觉得随着技术的发展，基因组数据的规模还需要进一步扩大，才能更准确地找寻到基因与疾病之间的有力证据。 　　面对未来基因测序产业的发展，于军非常乐观：&ldquo 基因测序服务肯定会成为常规化服务，只是时间早晚的事。&rdquo 而这个等待的过程，国内最应该做好基因测序的整体布局。 　　罗氏公司看中了基因测序的潜力，已于上个月末开价57亿美元欲收购 Illumina公司。但基因测序服务业务达到高潮的时间，在王进看来，至少需要5~10年的时间。 　　&ldquo 虽然我们已经在基因功能研究、蛋白基因组学、药物基因组学等领域取得不少成就和突破，但在临床应用和疾病诊治预测等方面并未取得令人折服的实质性进展。所以基因测序的全面个性化推广应用，应该在基因功能和基因标记物与疾病诊断治疗及预后分析方面取得全面突破时，才能得到药政管理部门的推荐、医疗服务机构和医生的认可、保险公司和个人的买单。&rdquo 王进说。 　　存在解读的困惑 　　&ldquo 疾病是非常复杂的，并不是完全由自身基因决定的，即使没有易感基因，如果生活环境中有辐射或受到化学、药物、污染和生活习惯的影响，也有可能造成基因的损伤或突变，诱发疾病。&rdquo 复旦大学生命科学院进化生物学研究中心主任钟扬教授表示，仅凭一次基因检测就得出诊断结论，非常不严谨。 　　当然，也不能否认基因测序给医疗诊断带来的益处，特别是大量生物标记物被鉴别和发现，提升了分子诊断在临床应用的地位。 　　不过，王进提醒，千万不能现在就人为拔高DNA测序在疾病诊断和治疗预后方面的价值。许多SNP和生物标记物的临床指征和科学验证还处于假设和推断状态，有些分子诊断所体现的阳性结果与疾病临床结果还不匹配。因而在医生和患者还未能全面解读分子诊断好处和局限性之前，全面推广应用这些测试仪器和方法并不现实。 　　如何化解基因测序与数据解读、临床指导之间的鸿沟，也是作为国内基因测序的领军者深圳华大基因研究院面临的挑战。&ldquo 得出基因测序的数据已经不是问题，如何对数据进行转化和解读才是问题。&rdquo 该研究院新闻发言人杨碧澄博士在接受《中国科学报》记者采访时说。 　　对此，王进给出的建议是，基因测序机构应该加强与临床医学界合作，需要有系统生物研究，药物基因组学以及生物统计的思维、手段和工具，要特别注重吸纳复合型高端人才，开展更多开放式的合作与探索。另外政府和投资界要扶植支持有核心技术的测序服务公司。并与第三方临床检测公司进行合作。 　　&ldquo 许多基因和生物标记物的鉴别和验证，必须要有临床医生、生物统计学家、系统生物学家以及药理学家的共同协作与努力。&rdquo 王进说，没有大量的临床数据，仅靠发表论文无法推动这方面的产业发展。 　　价格战不可避免 　　尽管基因测序技术还有不尽完美的地方，但它的确给人们带来新希望。&ldquo 如果真正实现个体化医疗，还需要基因功能学和靶向药物的研制及发明，以及相关立法与监管的跟进。&rdquo 于军说，这就好比飞机与航空业的关系一样，凭借现在的技术水平，能够制造出飞机，但让它飞上天空，还需要机场、飞行员等各个方面进行配套。 　　&ldquo 所以，绝对不能依据制造飞机的水平来断定航空业的发展。&rdquo 于军建议，国家应该对基因测序的工作实施准入许可制度，从质量控制、隐私保护等方面加强监管。但遗憾的是，目前国内并没有相关法律法规对此进行明确规定。 　　杨碧澄介绍，&ldquo 十二五&ldquo 期间，华大基因研究院将重点围绕两方面展开工作，除了在已经明确致病基因的疾病上作深入研究，还会把更多精力放在单基因病的测序研究上。 　　那么，未来国内基因测序产业应该通过何种路径走向世界呢? 　　王进对《中国科学报》记者直言：&ldquo 竞争压力将越来越大，价格战不可避免，仅靠简单的测序或测序服务已经不是技术高端服务的主战市场，唯有借助政策性支持和不断地吸引国内外人才，鼓励创新和企业家精神，并在遗传资源和分析应用软件上做文章，才能摆脱在别人后面的"小打小闹"。&rdquo

美国人类基因组测序先驱J. Craig Venter将和其新创立的公司Human Longevity Inc.(HLI)进军生物医疗测序领域。HLI是&ldquo 基因组学和细胞的诊断与治疗公司&rdquo ，计划于今年夏季启动，终极目标是推进健康老龄化。 J. Craig Venter(中)希望通过利用基因组学实现对抗衰老的目标。图片来源：Brett Shipe 　　近日，J. Craig Venter研究所创始人兼首席执行官Venter宣布，新公司将以7000万美元的启动资金，建立世界上最大的人类基因组测序中心。Venter称，公司计划从Illumina公司购买20个新的价值百万美元的测序机器。&ldquo 新技术将最终使设备越过质量、体积和成本的障碍，达到我一直期待的效果。&rdquo Venter表示。 　　迄今为止，除了获得将特定肿瘤的基因信息用于预测和治疗的有限成功外，个人基因测序很少能为医生提供清晰的指示。不过通过将&ldquo 一切我们可以测量的信息&rdquo 与临床数据结合，Venter希望最有益的治疗或者预防模式可以出现。&ldquo 基因组学只是全景的一小部分。&rdquo Venter强调。不过，HLI公司计划在开始时每年测序4万个基因组，目标是在5年内达到50万个。 　　一些人担心，Venter试图一下子解决的事情太多。该公司的计划&ldquo 遍布各领域&rdquo ，哈佛大学的George Church说道，其他的商业企业往往更为专注。&ldquo 将大量资源投注于一个领域可以保持竞争力。&rdquo Church指出。 　　&ldquo 测量和建设如此大规模的数据集难度很大，将其进行有效整合的复杂性更大。&rdquo 英国帝国理工学院生物化学家Jeremy Nicholson也持这种看法，&ldquo 在生物学上，这将是一个伟大的科学事业和冒险，但实际上，这就好像是在盲目地攀登珠穆朗玛峰。&rdquo

1月14日，Illumina公司总裁兼CEO Jay Flatley在第32届摩根大通保健大会(JP Morgan Healthcare Conference)上宣布，该公司推出一款新的HiSeq X 10测序仪，它能够实现全基因组测序不到1000美元的目标。这引起了外界广泛的关注，有研究者甚至评论这项突破技术可同显微技术和微处理器相媲美。Nature杂志也在第一时间关注了这个事件。 　　我们不是已经进入千元基因组时代了吗? 　　其它公司也曾宣称自己的产品能够将基因组测序的成本降到一千美元以下，例如 Ion Torrent 测序平台的制造者 Life Technologies 公司，以及测序新秀 Oxford Nanopore 公司。然而，实际上这些技术还难以实现这样的承诺，千元基因组被证明仍是根难啃的骨头。 　　千元基因组为何这么重要? 　　人们首次测序人类基因组花了将近三十亿美元。不过，随着测序成本的大幅下降，医生们已经开始在患者基因组序列的帮助下进行更好的治疗。但是对于科学家们来说，可能需要测序百万人的基因组，才能真正理解基因对疾病的影响，更好的开发治疗药物，实现个性化医疗的真正突破。要进行如此大规模的测序研究，就需要基因组测序成本降到一千美元以下。 　　HiSeq X Ten 能干什么? 　　HiSeq X 能够在三天时间内生成 1.8 terabases 的数据，相当于 16 个人类基因组。据 Illumina 介绍，每台 HiSeq X Ten 每年将能够测序 18,000 个人类基因组。每个基因组都能够达到覆盖度 30x 的金标准，这意味着每个碱基平均被读取 30 次。我们这里谈的可是整个人类基因组，而不是仅指蛋白编码区域或者外显子组。 　　这有什么大不了的? 　　一些基因组研究者们将这一技术称为一个里程碑。&ldquo 这是可以与望远镜或微处理器相提并论的重要成就，&rdquo 冷泉港实验室的定量生物学家Michael Schatz说。&ldquo 也许之前人们还在怀疑，基因组测序是否能使平头百姓获益。但以这样的价格和测序效率，我们的答案绝对是肯定的。&rdquo 　　人人都测基因组吗? 　　很可惜，答案是否定的。 HiSeq X Ten 系统至少由十个 HiSeq X 系统组成，总价至少要一千万美金。很少有人的样本量能与如此大的投资向符。&ldquo 如果能玩得起，这还是个不错的交易，&rdquo Broad 研究所的 Chad Nusbaum 说，该研究所隶属于 MIT 和哈佛，是已经登记购买 HiSeq X Ten 的三个用户之一。 　　Illumina 真能实现千元基因组么? 　　尽管已经非常接近，但 HiSeq X Ten 可能还无法立刻把测序人类基因组的成本降到1,000美元以下。 Flatley 是这样分解 HiSeq X Ten 的测序成本的：仪器运行所需的试剂成本($797/基因组)，仪器的折旧成本($137/基因组)，技术人员准备样品进行测序的工资($55?65/基因组)。但他忽略了研究中心的日常开销，例如运行仪器所需的电费。 　　Illumina 是怎么做到的? 　　据 Illumina 的 Christian Henry 介绍，在 HiSeq 2500 系统的基础上， HiSeq X 进行了四大改进。 HiSeq 2500 采用的是流动槽(flow cell)， DNA 模板附着其上以便进行测序。该系统对 DNA 进行荧光染料标记，并通过相机对其成像，最后进行图像分析。 　　HiSeq 2500 中的 DNA 模板随机分散在流动槽上，而 HiSeq X 采用的是有序的&ldquo nanowell&rdquo 阵列。这意味着模板可以更为密集，仪器的每次运行可以产生更多的数据。 Illumina 还加强了相同 DNA 模板的聚集，以进一步提高测序速度。另外，该系统还整合了更快速的相机和新的聚合酶。 　　这对测序市场有何影响? 　　HiSeq X Ten 的发布无疑会对华大基因(BGI-Shenzhen) 产生不小的影响。 BGI 一直希望成为测序服务的巨头，2013 年他们收购了提供外包基因组测序的 Complete Genomics 公司。 Nusbaum 估计， BGI 将有能力能为客户提供低至 1000 美元的基因组。 　　昨天 Flatley 还发布了一款新的台式测序仪 NextSeq 500。该仪器价格约为 $250,000，与 Ion Torrent 的台式测序仪相当(Ion Proton)，似乎有意与其一争高低。据称 Oxford Nanopore 公司即将上市的新产品，不仅能以低廉的价格快速测序人类基因组，还可以实现微生物的宏基因组测序。而 Illumina 暂时还没能推出类似的技术。 　　我们可以看到， HiSeq X Ten 进一步巩固了 Illumina 在中高端测序市场的地位。但科学家们仍在渴望有一台低成本仪器，能够快速实现所有的测序应用。

&ldquo 我国应尽快出台基因测序相关实施细则，制定检测技术和从业人员准入制度，严格控制检测质量，加强行业监管。&rdquo 最近，针对基因测序领域的再度升温，南京军区福州总医院的临床专家强调，&ldquo 一些发达国家对基因测序工作已经制定了完整的标准和规范 而我国基因测序领域存在一些乱象，有很多机构使用的进口测序设备没有获得进口医疗器械产品注册证，有些机构不具备测序条件和专业技术人员。另外，东、西方人的遗传背景不同，测序工作不能完全照搬西方检测方法，而要以国人的遗传学研究为基础&rdquo 。 　　没有针对性的基因测序没有意义 　　目前，有的广告宣称&ldquo 99.99%的基因准确率&rdquo ，有的机构承诺&ldquo 一滴血知百病风险&rdquo ，有的中心夸口&ldquo 可查1000多种遗传性疾病&rdquo ，检查费用从数千元至数万元不等。&ldquo 这中间有不少忽悠的成分。&rdquo 南京军区福州总医院第一附属医院健康管理中心陈玉辉副主任医师说，&ldquo 实际上，基因检测过程比较简便，它采用荧光定量、基因芯片等检查技术和工具，通过检测人体血液、其他体液、细胞，诊断和预测个体罹患某种疾病的风险等。 　　据陈玉辉介绍，基因测序有三大用途，一是预测遗传病风险，例如，两名聋人结婚，在理论上可以通过基因测序预测其子女的耳聋几率 二是明确诊断，例如，有的人身患怪病，研究人员可采用基因测序技术研究病因 三是指导用药，理论上，基因测序有助于确定更有针对性的用药方案。 　　&ldquo 需要注意的是，没有针对性的基因测序没有意义。临床基因测序被限制在一定范围内，即仅检测大肠癌易感基因、家族性乳癌易感基因，以及血友病A、B基因突变等特定项目，不建议将基因测序作为常规体检项目。即使通过基因测序发现某些基因对某种疾病存在易患性，也不能断定二者之间存在必然联系。&rdquo 国家中西医结合肿瘤重点学科、南京军区福州总院肿瘤科欧阳学农教授指出，很多人迷信国外基因测序技术和检测产品，实际上，目前美国开展的肿瘤基因筛查和国内一些大医院的检测方法是一样的。其中，乳癌易感基因BRAC1、BRAC2突变检测在国内已开展数年。BRAC1基因是第一个被发现的乳癌易感基因，该基因突变者在一生中患乳癌、卵巢癌的风险显著增加，到70岁时发生乳癌的累积风险达50%&mdash &mdash 80%，并且容易早年发病。不过，即使该基因测序结果提示患癌风险较低，也不能保证受检者不患癌，况且中国女性和欧美女性的基因突变频率等也存在差异。 　　基因测序领域有故弄玄虚者 　　&ldquo 从宝宝口腔黏膜中提取DNA样本，就能测出天赋基因、多情基因、害羞基因、酗酒基因。&rdquo 如今，有些家长受到类似不法广告的鼓动，带着孩子进行分门别类的基因检测。对此，全军儿科中心副主任、全军优生优育研究所儿童保健研究室主任、南京军区福州总医院儿科任榕娜主任医师明确指出，广告上说&ldquo 保证99.99%的天赋基因准确率&rdquo ，纯粹是不法机构在故弄玄虚。虽然理论上基因测序可获得个人的&ldquo 生命密码&rdquo ，但要读懂这部由密码写就的&ldquo 天书&rdquo ，为时尚早。目前，国内外都有一些急功近利的基因检测公司夸大宣传，误导了不少人。甚至有一些机构不具备测试条件或采用劣质芯片进行检测。 　　&ldquo 人类与智能有关的基因或许有几十个、上百个，只知道其中一个基因是无法说明个体智能的。孩子的天赋由多种因素决定，基因检测不能给孩子下&lsquo 判决书&rsquo 。除了一些疾病的易感基因之外，其他基因标准尚没有定论，有赖于科学界继续破解基因功能，积累足够多的、能说明问题的样本。一些新兴的基因检测，比如速度爆发力、性格特点基因检测等，仅仅停留在探索阶段。&rdquo 任榕娜强调。

近年来，基因检测一直是一大热门话题，美国基因测序公司Illumina股价十年翻200倍，不仅令全球资本市场感叹基因技术的强大生命力，更令市场空前重视基因测序的发展。日前，由东南大学担纲的第三代人类基因测序关键技术研究取得重要进展，人体全基因测序有望只需1000美元，在1天时间内完成。无独有偶，瑞士制药商罗氏控股公司6月2日发布声明称，愿意以至多3.5亿美元的出价购买总部位于美国的基因测序企业Genia技术公司，以期获得更低成本破译人类基因的技术。有券商指出，如果测序成本下降到人人都有能力了解自己的基因信息以指导日常保健和临床用药的水平，则这个市场必定在万亿规模以上。 　　分析人士表示，随着基因测序成本降至1000美元/人次，以及国内相关技术的不断成熟，该行业将从临床试点阶段步入蓬勃发展期，而国内因低技术起点、政策放开而有望增速最快。 　　相关主题：基因测序 　　紫鑫药业：2013年10月，公司拟与中科院北京基因组研究所共同开发基因测序仪项目，将使公司业务向疾病早期预警和个体化用药相关基因的检测领域，以及高端生命科学和医学分析装备领域延伸和拓展。目前基因测序仪项目取得突破性进展。 　　达安基因：2012年，公司宣布与美国的Life Technologies合资成立广州立菲达安诊断产品技术有限公司，启动基因测序分子诊断项目。据了解，达安基因的基因测序平台直接面向医院临床客户，更贴近市场。 　　千山药机：2014年3月，公司公告计划收购湖南宏灏基因生物公司部分股权并对其增资，资料显示，宏灏基因的主营产品为基因芯片、冠心病基因检测芯片和神经系统疾病基因检测等。 　　科华生物：公司是国内生产量最大、市场占有率最高、品种最齐全、报批量最大体外诊断试剂生产企业，公司研发中心的一位负责人表示，公司已开展基因测序相关的研发工作。 　　中源协和：中源协和干细胞公司在中国人群疾病易感基因领域开发出符合国际标准的基因检测系列项目，采用准确度最高、国际&ldquo 金标准&rdquo SNP微测序技术进行疾病易感基因的检测。 　　迪安诊断：公司在互动平台上表示，公司已搭建了PCR分子诊断、焦磷酸测序平台和新一代高通量测序平台，向各级医疗机构提供诊断技术的整体解决方案，以及开展各项学术课题的科研合作。目前，已开展肿瘤个性化用药、病毒基因分型及耐药，以及遗传性疾病等多项分子诊断项目，基因芯片项目现采用合作方式。 　　荣之联：2013年年报披露，公司参股深圳华大基因科技服务有限公司，持有其0.4545%的股权。此外，公司还为华大基因设计、建设和维护位于深圳和香港的生物信息超算中心。2011年6月，我国首个国家基因库及国际科技合作基地两个重大生物科技基础平台落户华大基因。华大基因现具备每秒运行157万亿次的超级计算能力，数据存储量达12.6PB，基因测序能力位居全球第一。

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。

日前，一些从事医疗投资和基因组医学研究的学者在艾瑞咨询主办的“基因测序赛道扫描沙龙”上探讨产业发展上的技术“劫”，希望明晰产业发展“路线图”。2016年3月，在科技部发布的重点专项申报指南的相关通知中，将“精准医学研究”列为2016年优先启动的重点专项之一，支持以基因测序为基础的精准医疗行业。从2014年卫计委对基因测序的临床短暂叫停，到当年发布试点名单，政策的重启，开动了我国基因测序产业“开往春天的列车”。试点一年多以来，相关行业、企业和研究单位纷纷找到方向，快速启动相关仪器、试剂、软件的注册工作，并带动了研究聚焦和资本聚集。读懂“二级密码”，才能和“病”搭上线从研究到临床，原来最大的障碍——钱的问题解决了，还有什么“劫”？与2001年人类基因组草图发表时相比，基因测序成本降至“万分之一”，然而临床应用却没有成倍增加。事实上，“测序”只完成了生命体“一级密码”的解读，要让它和疾病关联起来，还需要“解密”基因突变带来了哪些疾病，将“基因片段”和“疾病发生”匹配起来，完成“二级密码”的破译。中科院北京基因组研究所博士生导师方向东将临床应用的实现归结为3个要素：队列以及样本库是基础、可实现医学干预是核心、数据集成与分析是关键。因此，单独的基因测序数据并不能指导临床治疗，要习得“二级密码本”需要建立样本库、积累多维度数据并进行分析，一层层剥开“生命密码”，指导临床治疗。“是基因数据和多维度数据的解读能力，将基因测序技术推向临床诊断和治疗。”方向东说。然而，目前基因数据分析和解读能力仍然能力不足，基因数据的解读很大程度还停留在基因水平，而不是精确的基因突变水平，同时基因数据还不能同病患生理体征、生活习惯检测和微观环境等多维度数据进行综合分析。投资圈“在预热”，设备国产化不能成为“软肋”“说实在的，能够投资的公司只有百分之十几。”谈到在基因测序行业进行投融资的经历，君联资本总经理蔡大庆说，投资者应该明确要注资的是基础研究，还是能够商业化的研究？“有很多投资，投的是科研院所要进行的研究。”他认为目前的投资模式存在错位现象，一大批投资投向各种各样的研究，创业团队从事的却可能不是领域里所缺的，好的商业环境应该是“多家科研机构共同出资支持基础研究，到一定程度后，由商业机构接过去，再用到病人身上”。不仅投资没有形成合力，基因测序行业在互联网医疗里也算“冷门”。据艾瑞发布的《全球二代基因测序行业投研报告》显示，互联网医疗行业在2015年共获得141笔投资，金额15.1亿美元，其中我国基因测序行业仅获得16笔投资，金额为0.7亿美元，约为互联网医疗行业的1/20。调查显示，这是缘于我国基因测序行业上游设备制造严重依赖进口、且有现行可替代检测方法、医疗实际需求没有大量形成。关于设备的国产化，方向东认为虽然起步晚，但正在大步紧追，“华大基因发布了具有完全自主知识产权的基因组数据分析云计算平台BGI系统，华音康公司已生产出国产高通量测序系统，中科紫鑫开发的Pad测序设备几个小时内完成测序、便携小巧、适合临床，刚刚获得了国家六千万的仪器专项资助。”Pad测序可能帮助国产设备实现“弯道超车”，“如果掌上设备就能完成测序，那将带来结构性变化。”艾瑞研究院院长曹军波表示，硬件的便携性促成了互联网的发展，同样可以把基因测序“嫁”到各个产业上，“掌上设备让海量数据更易被采集，分析的样本库也将更庞大，后续撬动的市场规模将极其庞大。”“大数据”官方整合，多角度接入撬动市场样本库是基因测序迈进临床的“基础”。30年来，超过20万人的生物样本库在江苏泰州建立起来，60余万例食管癌的数据及400例以上食管癌完整的基因组、转录组、蛋白组数据也经过数年建立起来……这些分散的数据库需要进一步整合。方向东表示，“临床数据分析时，必须要有一个权威的数据仓储。科技部前年已启动了相关项目，投资数亿元做数据整合工作。”“这个行业的未来走势是什么样，会不会跟互联网领域趋同？”曹军波回答得很肯定：“的确呈现类似的特征。十几年内，测序技术不断变革，测序成本不断下降，这与科技创新的行业特征相吻合，如果有多方面的产业链进入，市场空间可以快速打开。”目前的基因测序应用领域包括遗传病诊断、肿瘤诊断与治疗、生物多样性保护等医疗和非医疗领域。“基因测序能支撑起背后更大产业链。”曹军波说，与“互联网+”相似，目前，很多投资方和企业所看重的，并不仅仅是基因测序本身，而是基于它能够撬动的其他相关市场。也就是说，技术和市场布局逐步完善的基础上，“基因+”也将变革诸多产业领域。

“别人是买枪打鸟，我们是自己造炮。”深圳瀚海基因生物有限公司发起人——美国莱斯大学生物物理学博士、斯坦福大学博士后贺建奎这样生动说明自主研发的第三代单分子测序仪。昨天，记者采访时了解到，中国首台自主开发的测序仪样机已经通过院士团队评审，而真正的产品化预计10月就可以做出来了!　　中科院陈润生院士说：“你们是国内唯一一家完全自主创新的测序仪。”而世界顶级权威科学杂志《自然》对其样机原理进行了重点报道，并警告式地提醒美国和其基因测序巨头将迎来“巨大挑战”。与东部大名鼎鼎的华大基因相比，位于南山的瀚海基因可谓“名不见经传”，在媒体和网页上几乎搜不到任何有用信息，犹如一匹“黑马”在中国基因测序界以“第三代测序仪”领头人的姿态突然杀出!在今天最热门的基因工程中，一下子将深圳的基因测序推上了“世界屋脊”。　　基因测序进入中国自主研发时代　　如果说基因测序不为公众所熟悉，那么当前最热门的“精准医学”或可帮普通读者一窥端倪。今年以来，国家科技部、国家卫计委等纷纷“放大招”，这种基于“个性化”的基因层面医疗手段，被寄望于治疗各种各样的先天性疾病、肿瘤癌症等，专家预计精准医疗计划将催生上万亿的市场，其中基因检测服务业也将达到百亿级。　　翻开不少大学的基因测序网站，有公开目录的第二代基因测序仪基本上是美国ILLumina公司，一台机器售价几十万美元很正常。由于技术稳定应用广泛，依靠着300多项专利全球保护技术，它基本垄断国内二代测序仪市场，市值200亿美元，而试剂的毛利更在98%。贺建奎说：“瀚海基因的出现，直接越过第二代测序的繁琐、耗时和费用奇高等特点，进入中国自主研发时代。”记者了解到，虽然目前国内也有在做第三代测序仪的，但无论从技术授权和自主研发的角度都没有成功案例。　　目前只有美国太平洋生物、英国牛津纳米孔和深圳瀚海在做第三代基因测序仪，瀚海基因的出现让中国基因测序技术直接和欧美形成“三足鼎立”，以后可以不再依赖进口设备。　　价格降10倍速度升10倍，中国基因测序进入“高铁”时代　　迄今，瀚海基因共申请了50多项专利，全球专利授权6项。如果你以为能取得这样成绩的是一家“大公司”，那就错了，目前整个公司所有人员加起来才50多个，而且创立于2012年。　　贺建奎团队之所以能如此迅速掌握第三代基因测序核心技术，不得不提贺建奎的导师——美国科学院院士、生物物理学泰斗斯蒂芬奎克，奎克也是瀚海基因的首席顾问。2012年，当时只有28岁的贺建奎回国在南科大任副教授时，在与朋友的闲聊中萌发创业的愿望，很快瀚海基因就诞生了。然而一路上并不平顺，喜欢赚快钱的国内风投，对于至少要5年才能收效的项目不感兴趣。经历过两次几乎要关门的风险，年轻的瀚海公司挺住了，2015年10月27日，诞生了第一台第三代基因测序仪。　　瀚海基因常务副总经理颜欣博士介绍，这台仪器首先从检测时间上来说，让几个小时内出报告成为可能，大大降低了时间成本。另外，从价格上来说可以进入“百元时代”。二代技术的一次检测普遍要1000多美元，折合人民币7000元左右 而三代技术则将成本降低10倍，基本可以几百元搞定。　　5年产值150亿元， “瀚海领航”还将带起一片产业链　　行业发展面临大爆发，迎风而上将带来千帆竞渡。　　贺建奎说，瀚海基因首先将着眼于中国临床市场，为全国三甲医院提供基因检测及精准医疗服务，未来5年预计总产量3000台，实现产值150亿元。由于具有核心技术，成为基因检测的领航者，瀚海可以带动精密仪器制造、光学系统、大数据分析、微流系统、生殖健康和精准医学等一大批高科技产业的发展。同时，它打造的这一平台今后将对接生物、医药、新型农业等众多新兴产业，为百姓健康、生物制药、高效养殖等提供原始基因数据，并将催生一大批新型产业链条。　　未来的深圳，就像曾经的电脑、电子元器件、手机等一次次引领中国产业风潮那样，必将再次成为基因时代的领航者。而深圳的未来，就是美国的硅谷，一批像瀚海基因这样的“重人才轻资产”的创业型公司，带来的产值却无法估量。

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。

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