近年來，由于測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，越來越多與疾病相關(guān)的基因得到確認(rèn)，作為精準(zhǔn)醫(yī)療的核心技術(shù)，測(cè)序已經(jīng)應(yīng)用于產(chǎn)前篩查、遺傳病診斷、腫瘤診斷與治療等方面，尤其在攻克腫瘤這一難題前，基因測(cè)序給腫瘤的預(yù)防和治療提供了全新的思路。
但是從產(chǎn)業(yè)鏈角度來看，情況不容樂觀，測(cè)序儀的研發(fā)與生產(chǎn)壟斷在少數(shù)幾個(gè)大廠手中，測(cè)序巨頭 Illumina 更是占據(jù)了 70% 以上的市場(chǎng)份額，極高的行業(yè)壁壘，成為其它測(cè)序企業(yè)的發(fā)展障礙。所以當(dāng)前狀況下，突破二代測(cè)序儀的瓶頸成為測(cè)序公司制勝的關(guān)鍵，包括讀長、準(zhǔn)確度、精度、成本等。
四代測(cè)序則在不斷更迭的技術(shù)革新中蓄勢(shì)待發(fā)。
作為國內(nèi)少有的布局四代測(cè)序儀的公司，生輝關(guān)注到安序源生物科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱 “安序源”）的四代測(cè)序儀樣機(jī)近期亮相于深圳的一場(chǎng)展會(huì)，借此機(jī)會(huì)，生輝和安序源的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官田暉博士進(jìn)行了交流。
圖 | 田暉博士（來源：受訪人提供）
田暉告訴生輝，“安序源的四代測(cè)序儀與牛津納米孔或其他公司相比區(qū)別較大。我們?cè)诒３旨{米孔測(cè)序長讀長優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上引入了酶促反應(yīng)，用于生成可辨識(shí)度高的單堿基信號(hào)。相比傳統(tǒng)納米孔測(cè)序直接讀取待測(cè)核酸序列，這個(gè)技術(shù)路線具有幾個(gè)重大優(yōu)勢(shì)：首先，所采集信號(hào)來源大大簡(jiǎn)化，是真正意義上的單堿基識(shí)別，提高了檢測(cè)信噪比；第二，搭配不同的樣品制備方法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)待測(cè) DNA 模板的多次測(cè)序，開啟可控的高精度測(cè)量模式；此外，測(cè)量對(duì)象與 DNA 序列分離，突破傳統(tǒng)直流電壓驅(qū)動(dòng)的限制，可以設(shè)計(jì)更靈敏更快速的極微小驅(qū)動(dòng)及檢測(cè)單元來提高精度和擴(kuò)大通量。我們實(shí)現(xiàn)這個(gè)技術(shù)路線的核心測(cè)量部件 —— 生物芯片具有的檢測(cè)單元數(shù)目超過同行幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在單次加載 DNA 讀數(shù)通量上領(lǐng)先市場(chǎng)。而且芯片是在已量產(chǎn)成熟的先進(jìn)半導(dǎo)體工藝上設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的，比其他公司采用的特制化芯片價(jià)格更低廉。”
“這意味著安序源的單芯片單次上樣即可實(shí)現(xiàn)高通量并行測(cè)序，提高測(cè)序深度和精度，而測(cè)序成本卻幾何級(jí)數(shù)下降。”他補(bǔ)充說。
同時(shí)他也提到，降低成本和提高準(zhǔn)確度之后，四代測(cè)序會(huì)很快迎來應(yīng)用爆發(fā)期。
生物芯片是底層技術(shù)
高靈敏度高通量低成本的半導(dǎo)體生物芯片是安序源的核心技術(shù)。生物芯片根據(jù)生物分子間特異相互作用的原理，將生化分析過程集成于芯片表面，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) DNA、蛋白質(zhì)等其它成分的高通量快速檢測(cè)，目前生物芯片的商業(yè)化應(yīng)用主要是快速多病毒聯(lián)檢、體外診斷、測(cè)序等。
2000 年，從斯坦福大學(xué)博士畢業(yè)后，田暉進(jìn)入半導(dǎo)體領(lǐng)域，為相機(jī)制造 CMOS 圖像傳感器。CMOS 圖像傳感器本質(zhì)上是一種集成電路芯片，可以將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，用于手機(jī)、相機(jī)、攝像機(jī)、監(jiān)控等產(chǎn)品。
2013 年，田暉進(jìn)入一家名為 Genia 的公司，進(jìn)入生物技術(shù)行業(yè)，負(fù)責(zé)高通量、高靈敏度芯片的研發(fā)和量產(chǎn)。2014 年，Genia 被羅氏收購，田暉隨之進(jìn)入羅氏，擔(dān)任測(cè)序部副總裁。2016 年，田暉和聯(lián)合創(chuàng)始人 Igor Ivanov 創(chuàng)立了安序源。Igor Ivanov 同時(shí)擔(dān)任安序源的首席運(yùn)營官，他曾在硅谷連續(xù)創(chuàng)辦幾家公司，其中一家成功在納斯達(dá)克上市，其余均被大公司收購，是一位成功的連續(xù)創(chuàng)業(yè)者。
圖 | Igor Ivanov 博士（來源：受訪人提供）
問及為何要從半導(dǎo)體行業(yè)轉(zhuǎn)向生物行業(yè)，田暉告訴生輝，“基因測(cè)序能直接影響生命，而且有一個(gè)更廣闊的市場(chǎng)；測(cè)序技術(shù)是生命科學(xué)的底層技術(shù)，可以應(yīng)用在很多方面；從半導(dǎo)體角度來說，打開了一個(gè)新的技術(shù)的應(yīng)用點(diǎn)；從生命科學(xué)的角度來說，帶來了新的技術(shù)平臺(tái)?！碧飼熣J(rèn)為自己是幸運(yùn)的，因?yàn)樽铋_始接觸的就是測(cè)序。
但是這一過程歷經(jīng)波折。
中國生物芯片研究起步較晚，始于 1997-1998 年，隨著生命科學(xué)的發(fā)展，生物芯片的研發(fā)才慢慢升溫。但是制作芯片的工藝流程復(fù)雜，對(duì)于環(huán)境的要求極高，所需的機(jī)器先進(jìn)且昂貴。田暉也感慨道，“一般的公司是不可能自己來做半導(dǎo)體工藝的，因?yàn)樘F了，必須和半導(dǎo)體大廠合作”。
