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发表于 2024-06-24 06:44:59 股吧网页版
解码华大成长“密码” 基因测序成本加速下降 基因测序效率大幅提高
来源:深圳商报

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  6月21日,深圳市盐田区大梅沙,位于半山腰上的华大时空中心大楼靠山朝海。这里虽然远离闹市区,但一楼展厅内却人头攒动,其中不乏外国友人面孔。

  展厅一侧,几乎整整一面墙上,一幅表明基因测序成本、人数走向的双曲线图,格外引人注目:在1990年-2030年的时间轴里,快速下降的曲线代表基因测序成本,越来越快速上升的曲线代表全球拥有基因图谱的人数,它们在2015年交叉,随后以越来越大的差距往两个方向“狂奔”。

  这张双曲线图,形象描绘了过去几十年来基因技术的快速发展、快速应用。而让两条曲线能交叉的“幕后推手”之一,正是国内基因组学发展的奠基者和推动者——华大集团(以下简称华大)。

  从最早的基因测序服务商起家,如今,华大旗下的公司及研究机构的业务覆盖了基因测序产业上中下游,基因测序成本正以超越摩尔定律的速度下降,基因测序效率则大幅度提高。近日,深圳商报记者走进将迎来25岁“生日”的华大,解码华大成长“秘诀”。

  华大智造:核心工具自主,单人全基因组测序试剂成本降至100美元

  在深圳市疾病预防控制中心,实验室工作人员只用了十几个小时,就完成了十余份流感病毒的基因测序。帮助他们提升测序效率的,是来自华大集团旗下的华大智造自主研发的国产基因测序仪。

  “十多年前,全球的基因测序服务商能够使用的,只有国外的一两家测序仪公司的产品。我国基因科技行业的发展,也一度被技术垄断、价格高昂的基因测序仪和试剂拖住脚步。”华大集团董事、副总裁李斌说道。

  为了推动中国基因测序核心工具和技术“从无到有”,华大走引进、消化吸收、再创新之路,从2015年推出首台国产化新型桌面化测序系统BGISEQ-500,到2016年成立华大智造,逐步完成了从Gb级至Tb级低中高不同通量临床级基因测序仪的布局,以创新研发的DNBSEQ测序技术为核心,构建源头性技术体系,逐步实现底层技术与核心工具的自主可控。

  2023年2月,华大智造推出了最新的基因测序仪DNBSEQ-T20×2(简称T20),是目前全球最高通量的基因测序设备,被称为“超级测序工厂”。记者在华大时空中心见到了这个“大家伙”,占地30多平方米,体积远超于其他基因测序设备。

  超大体积背后,带来的是超高通量测序效率以及较低的测序成本。20多年前,6国科学家用了13年时间、花了38亿美元才完成1个人的全基因组测序;2007年,DNA之父詹姆斯·沃森拿到了装有他本人基因组图谱数据的光盘,这是世界上第1份个人版基因组图谱,花费100万美元。“今天,T20每年能完成5万人的全基因组测序,且基因组测序成本下跌8个‘0’,降至不到100美元,我们离基因测序技术惠及人人的愿景越来越近。”华大智造的工作人员表示。

  T20的优秀表现,为华大智造进一步拓展海外市场提供有力“武器”。今年初,T20一个月内就收到了两笔分别来自欧洲和中东地区的重磅级企业订单。

  华大智造最新财报显示,2023年,公司基因测序仪业务板块国内区域相关收入约14.43亿元,同比增长24.38%,占国内基因测序行业上游收入口径的市场份额为32.6%,新增测序仪销售装机695台,测序设备新增装机的市场份额连续两年位居国内第一;海外收入约8.49亿元,同比增长41.82%,测序业务覆盖近70个国家或地区。

  华大基因:累计服务超3000万人次,精准医学普惠大众

  如果说华大智造重在布局基因测序上游的设备,那华大旗下的另一公司——华大基因,则提供基因测序服务,是目前业内屈指可数的覆盖基因测序全产业链、全应用领域的科技公司。

  从生育健康的无创产前基因检测、遗传性耳聋和地中海贫血基因检测,到辅助肿瘤诊断及治疗的早筛和精准医疗、高血压等“四高”基因检测、遗传性心血管病等慢病防控、传感染疾病防控,伴随基因技术的突飞猛进和人们科学认知水平不断提高,基因测序应用领域不断拓展,一场基因组学革命正席卷全球。其中,在助力疾病早发现、早诊断、早治疗上,基因技术被人们寄予厚望。

  在华大基因“13311i”实验室,记者看到了一系列功能岛群和先进的技术平台在有条不紊运行中,这些自动化的功能岛负责特定的实验流程,在保证实验准确性的同时,大大提升了整体运转效率。

  “13311i”工程,指面向健康或亚健康人群,依托华大世界领先的工程化高科技检测平台,依托华大世界领先的工程化高科技检测平台,经数据科学模型量化评估疾病风险,并实施“精准防控、有效干预”,形成全生命周期的新型健康管理模式。13311i实验室能够在多个场景下进行高效、精准的检测和分析,支持从传染病防控到慢性病管理等广泛的健康管理应用。

  今年3月,华大联合哈尔滨市政府,开启了消化系统肿瘤和“四高”免费检测项目。这是哈尔滨市十大民生项目之一,项目第一期将使用华大的粪便DNA甲基化检测技术,为80万名年龄在45~64周岁的常住居民免费评估患结直肠癌和进展期腺瘤的风险。这也是当前国内采用粪便DNA检测进行结直肠癌人群筛查覆盖范围最广的项目。

  李斌介绍,截至目前,华大基因累计为3000多万人次提供贯穿生命全周期的检测服务。华大基因不断加大研发力度,通过自主可控的平台,不断进行技术突破和产品创新,为社会提供更为精准、高效的健康管理解决方案,助力实现科技创新与产业创新协同发展,在守护人民生命健康安全的同时不断培育新质生产力、培育发展新动能。

  时空组学技术:补齐人类“生命天书”拼图

  普通人离基因技术越来越近,但不可否认的是,解码人类“生命天书”的拼图上,一直有着一块空缺——生命的本源问题,至今没有答案。比如,同一个受精卵细胞为什么会发育成不同的组织细胞?基因表达的次序与时空之间是什么关系?为了揭开谜底,近年来时空组学技术不断发展。

  2020年,华大旗下华大生命科学研究院公开发布了自主研发的时空组学技术Stereo-seq,创新地把喷墨打印技术应用于测序芯片上,实现了时空组学技术的高通量、高分辨率和大视场,对生命分子的“分辨率”可达500纳米,为认知器官结构、生命发育、人类疾病和物种演化提供全新方向,被誉为“超广角百亿像素生命照相机”。基于这一技术,华大生命科学研究院的科学家联合国内外其他科学家团队,成功绘制了全球首个小鼠胚胎发育时空图谱,实现了对蝾螈大脑受损后恢复完整的这一过程中基因表达的时间和空间变化的详尽记录等重要突破。

  如今,空间组学技术已成为组织样本基因表达和组学分析的最前沿利器。2020年,该技术被Nature Methods评为年度技术方法,2022年,又被Nature评为值得关注的七大年度技术之一。目前,越来越多的学术研究机构用户成为华大时空组学技术Stereo-seq的主要使用者,研究成果日渐增多,覆盖肿瘤研究、神经学、细胞图谱、发育生物学及免疫学等多个学科。

  国际市场调研报告显示,全球空间组学市场预计2025年将达到4.042亿美元,在预测期内以17.8%的年均复合增长率增长,其中亚太地区的年均复合增长率达20.2%。后续,随着时空组学在数理化病理方向的应用逐步展开,其产业化前景将更为广阔。

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