很長時間以來，基因測序儀市場一直處于少數(shù)幾家海外巨頭壟斷之下。而華大智造自主開發(fā)的二代基因測序儀上市攻城略地后，這種狀況發(fā)生了微妙的變化，人們開始思考在進口和國產(chǎn)基因測序儀之間如何抉擇的問題。
實際上，國產(chǎn)測序儀反攻的號角在多年前就已經(jīng)吹響。這一點，從國產(chǎn)測序儀逐漸分化出技術(shù)收購、貼牌合作、獨立研發(fā)三種開發(fā)模式便可窺見一二。只不過，貼牌合作的國產(chǎn)測序儀多服務(wù)于特定基因檢測產(chǎn)品，落地很快，但市場天花板不高，而自主研發(fā)基因測序儀的周期則相對較長，國產(chǎn)測序儀開發(fā)者得以在相對平靜的環(huán)境中默默耕耘。
近日，動脈網(wǎng)發(fā)現(xiàn)齊碳科技在其官網(wǎng)上線了其首款產(chǎn)品QNome-9604正式發(fā)布的消息，這是同類產(chǎn)品中面市的首款。
齊碳科技成立于2016年9月，創(chuàng)始團隊具備蛋白工程、流體芯片、電信號采集處理等跨學科綜合背景，他們采用納米孔基因測序技術(shù)，自主開發(fā)快速、低成本、小型化的第四代基因測序儀和配套試劑。據(jù)了解，QNome-9604是齊碳科技團隊潛心研發(fā)4年所取得的重要階段性成果，其功能和穩(wěn)定性仍在快速優(yōu)化迭代中。在本文中，我們將嘗試從基因測序儀供給側(cè)視角，分析基因測序行業(yè)面臨的新變化。
國產(chǎn)破局，生態(tài)構(gòu)建才是硬核打法
基因測序儀的采購方包括科研實驗室、獨立醫(yī)學檢驗所及醫(yī)療機構(gòu)等。目前，基因測序儀因價格昂貴、操作復雜，中心化的第三方送檢是主要落地模式。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)近90%的基因檢測市場份額被十幾家大型獨立醫(yī)學檢驗所占據(jù)。
不過，受新冠疫情防控啟發(fā)，不少醫(yī)院著手建立服務(wù)核酸檢測需求的院內(nèi)實驗室，這部分醫(yī)院接下來或考慮采購基因測序儀。動脈網(wǎng)從相關(guān)從業(yè)者處了解到，現(xiàn)階段國內(nèi)醫(yī)院市場存量基因測序儀僅800臺左右，并平均每年按照約100臺的新增數(shù)量增長。根據(jù)國家衛(wèi)健委統(tǒng)計信息中心披露數(shù)據(jù)，截至2020年3月底，全國醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)數(shù)有100.9萬個，醫(yī)院有3.4萬家。醫(yī)療衛(wèi)生機構(gòu)顯然構(gòu)成了基因測序儀廠商尚未開發(fā)的藍海市場。
過去近10年間，貝瑞和康、安諾優(yōu)達、泛生子、博奧生物等旗下的多款國產(chǎn)二代基因測序儀相繼獲批上市。但這些產(chǎn)品被開發(fā)出來，更多是對長期壟斷基因測序產(chǎn)業(yè)鏈上游的儀器商反復提高成本的一種反制措施。它們所體現(xiàn)的核心邏輯，不是國產(chǎn)基因測序儀的進擊，而是上游巨頭的強勢。
2014年，達安基因DAProton獲批上市，其可在幾小時內(nèi)提供人類基因組、人類外顯子組或整個轉(zhuǎn)錄組信息，較其它測序技術(shù)更快速，能夠充分滿足無創(chuàng)產(chǎn)前檢測早期、快速、低成本的要求，但這款產(chǎn)品的技術(shù)來自LifeTechnologies公司授權(quán)國產(chǎn)化的測序儀。
2015年，貝瑞基因和illumina合作開發(fā)的獲批上市。利用illumina授權(quán)的邊合成邊測序相關(guān)技術(shù)，NextSeqCN500在保證數(shù)據(jù)精準度的同時，可一次處理96個NIPT臨床樣本。2017年，由安諾優(yōu)達和illumina合作開發(fā)的NextSeq550AR獲批上市。這款桌面測序儀由安諾優(yōu)達在中國獨資進行研發(fā)生產(chǎn)、應用開發(fā)以及注冊報批，但最核心的技術(shù)仍采用了Illumina研發(fā)的雙通道“邊合成邊測序(SBS)”和經(jīng)典“可逆末端終止子”專利。ThermoFisher公司與國內(nèi)測序服務(wù)商合作開發(fā)的產(chǎn)品在2015年上市，即博奧生物的BioelectronSeq4000。
由此可見，幾乎所有主流的二代基因測序儀廠商都曾經(jīng)部分專利授權(quán)國內(nèi)測序服務(wù)商，用于合作開發(fā)。前述相關(guān)從業(yè)者告訴動脈網(wǎng)，這種貼牌開發(fā)模式效率比較高，其弱點是貼牌方無法獲得儀器原廠商的創(chuàng)新紅利，導致產(chǎn)品在快速升級的技術(shù)環(huán)境中缺乏生命力。
高榕資本是齊碳科技A輪領(lǐng)投方，其項目負責人告訴動脈網(wǎng)，實際上，國外主流基因測序儀廠商已經(jīng)告別“打印機與墨盒”的傳統(tǒng)銷售模式，而是基于更加全面的戰(zhàn)略考量，與生態(tài)鏈伙伴開展深入合作。
在該項目負責人看來，以Illumina為例，生態(tài)圈的構(gòu)建又衍生出3種主要的商業(yè)模式。
第一，主動探索新的應用場景，貼牌生產(chǎn)可以算作這類場景的一種落地方式。2016年1月，Illumina聯(lián)合比爾蓋茨、BezosExpeditions等基金宣布成立“Grail”，希望尋找到一種通過簡單血液檢測技能實現(xiàn)早期腫瘤篩查的技術(shù)或產(chǎn)品。Grail在2020年9月申請美國納斯達克上市，隨后傳出Illumina擬斥資80億美元收購Grail的消息。2017年初，llumina與Bio-Rad聯(lián)合發(fā)布單細胞基因組測序解決方案，這單細胞分析的第一個新一代測序(NGS)工作流程，使研究人員能夠在組織功能、病情進展和治療反應方面深入探查個體細胞的協(xié)同作用。
第二，嵌入醫(yī)院診療流程。例如，2016年11月，Illumina與梅奧醫(yī)院建立生物信息學合作伙伴關(guān)系，雙方計劃整合現(xiàn)有服務(wù)與軟件，并采用新的創(chuàng)新型解決方案來改善梅奧醫(yī)院研究遺傳病的報告工作流程，Illumina也借此開發(fā)信息學平臺和知識庫以完善并自動化解釋基因組。
第三，跨界合作。2017年1月，Illumina宣布與飛利浦、IBM合作。前者計劃將Illumina的測序系統(tǒng)整合進資深的IntelliSpaceGenomics臨床信息平臺，并協(xié)調(diào)營銷和銷售的解決方案；后者計劃將Illumina的baseSpace與自身的WatsonforGenomics整合，旨標準化、簡化腫瘤測序過程中的基因組數(shù)據(jù)解讀。
這位項目負責人推測，未來，國產(chǎn)基因測序儀也會采用與中游服務(wù)商深度合作的開發(fā)模式。一方面，測序儀廠商需要通過與中游服務(wù)商的反復溝通，來獲取產(chǎn)品迭代、升級的需求和方向；另一方面，大包大攬的獨善其身生存邏輯，并不利于基因測序企業(yè)的長遠發(fā)展，構(gòu)建生態(tài)圈是十分必要的商業(yè)路徑。
四代測序儀落地，剛需還是攪局？
“在基因測序服務(wù)外延、內(nèi)涵不斷拓展的過程中，國產(chǎn)基因測序儀廠商可能根據(jù)不同代際產(chǎn)品的技術(shù)特點，選擇差異化的應用場景。”對于動脈網(wǎng)所提出的三代，乃至四代基因測序儀市場需求考量，高榕資本項目負責人如此解釋。
回顧基因測序的發(fā)展史，其實是一部前沿技術(shù)不斷成為新的剛需的歷史。自2006年最早出現(xiàn)在科研CRO服務(wù)中開始，基因測序快速大規(guī)模進入臨床領(lǐng)域，提供豐富生物信息解讀數(shù)據(jù)的同時，幫助醫(yī)學檢驗實現(xiàn)跨越式進展。期間，主流基因測序技術(shù)完成了四次迭代。
一代測序具備較長讀長和較高準確率，但通量低、成本高，難以滿足現(xiàn)代生信分析模型對于數(shù)據(jù)體量的要求。2010年前后，Illumina開發(fā)的二代基因測序儀以高通量、高準確性的技術(shù)特點快速進入市場，并推動基因測序成本的快速下降。可以說，二代基因測序儀在基因測序從高精尖的科研服務(wù)滲透進臨床應用的過程中發(fā)揮了舉足輕重的作用。
即便這樣，二代基因測序儀也并非萬能。其NGS讀長短、操作難度大，無法覆蓋更廣泛臨床場景下復雜樣本的測序需求。隨之，以單分子熒光測序和單分子納米孔測序為原理的三代和四代測序技術(shù)得到快速發(fā)展，其超長讀長、靈活便捷的特點點燃了產(chǎn)業(yè)界對基因測序應用新的熱情。
四個代際基因測序儀對比
高榕資本項目負責人指出，利用超長讀長，四代基因測序儀可以對病原體等生物進行準確測序，避免片段拼接引入的錯誤，“在病原微生物測序中，由于不同病毒的亞型或者成百上千種細菌形成混合物，堿基片段非常相似，NGS技術(shù)往往只能檢測出多種病毒或多種細菌的共性片段，從而很難準確判定病毒或細菌類型，但長片段的納米孔測序則能夠更精確地對病原體分類進行定位。”
齊碳科技官網(wǎng)公布的資料顯示，這款QNome-9604采用創(chuàng)新的納米孔基因測序原理，以電信號為基礎(chǔ)，進行基因測序。技術(shù)指標方面，QNome-9604測序8小時能產(chǎn)生500Mbp數(shù)據(jù)，達到中等通量水平，適用于微生物檢測、擴增子測序等快速靈活的使用場景，可分離式芯片設(shè)計降低了單次使用成本。
齊碳科技QNome-9604測序儀
此外，QNome-9604準確率具備一定競爭力，并且讀長超過150k，而讀長更長也正是納米孔基因測序技術(shù)的一大特色。動脈網(wǎng)了解到，隨測序儀一同發(fā)布的，還有配套的測序芯片QCell-3841和測序試劑盒Qeagen-8。
動脈網(wǎng)接近的相關(guān)從業(yè)者也指出，相對于在原有場景中替代二代基因測序儀，四代基因測序儀更為重要的價值是，充分利用自身具備更靈活、易攜帶、耗時短的特質(zhì)，催生新的基因測序應場景，例如把科研工作從實驗室里解放出來、讓快速的可視化居家基因測序成為可能等。
與其回答一道非此即彼的選擇題，我們更愿意為當前基因測序應用生態(tài)的持續(xù)繁榮鼓與呼。而在這個生態(tài)中，國產(chǎn)品牌的出現(xiàn)和成長，無疑是一件對產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游都有益的事。動脈網(wǎng)會持續(xù)關(guān)注國產(chǎn)測序儀的市場表現(xiàn)。
110102000668（1）號