一個(gè)超級(jí)DNA測序大國 如今將轉(zhuǎn)戰(zhàn)醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域

6年前，中國成為DNA測序的，而這多數(shù)歸功于華大基因（BGI）公司的貢獻(xiàn)，位于深圳的華大基因公司已經(jīng)購買了128臺(tái)zui快的測序機(jī)器，而公司解析DNA的能力已經(jīng)超過50%，BGI組成了一支非常年輕的生物信息學(xué)家團(tuán)隊(duì)，并且同的研究者進(jìn)行合作，如今已經(jīng)發(fā)布了從古人類到大熊貓等各個(gè)物種的測序結(jié)果，同時(shí)公司也因作為一個(gè)巨大的基因組工廠而獲得了眾多的聲望。

6年后，公司的境況發(fā)生了*不同的變化，公司zui的科學(xué)家和先見型王俊去年7月份離開華大基因，給公司帶來主導(dǎo)地位的機(jī)器也已經(jīng)過時(shí)了，去年11月，公司試圖開發(fā)的具有工業(yè)規(guī)模的全基因組測序儀也遇到了障礙，迫使公司不得不對美國的子公司進(jìn)行裁員；與此同時(shí)，競爭性系統(tǒng)—Illumina公司的X系列（Illumina's X series）一直處于之中，其加速了測序的速度并且降低了測序的價(jià)格。

在配備的測序儀后，BGI的競爭對手就慢慢出現(xiàn)了，zui引人矚目的競爭對手就是2011年創(chuàng)立于北京的諾禾致源(Novogene)公司，該公司由BGI前副總裁李瑞強(qiáng)創(chuàng)建；盡管目前BGI再也不可能具有此前在測序領(lǐng)域的無競爭優(yōu)勢，但公司聲稱他們依然具有世界上zui快速的測序能力以及對科學(xué)的強(qiáng)大野心，其中就包括對百萬人、百萬之物以及百萬微生物群落系統(tǒng)的基因組進(jìn)行測序；如今中國已經(jīng)成為一股測序力量重新開始的誕生地。

測序*BGI的科學(xué)家們正在將遺傳專業(yè)知識(shí)轉(zhuǎn)化到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域；Sim Chi Yin/VII

市場驅(qū)動(dòng)往往是一個(gè)數(shù)十億美元的市場，今年3月份中國已經(jīng)宣布計(jì)劃進(jìn)行15年的醫(yī)療計(jì)劃，這一計(jì)劃將同美國進(jìn)行的類似計(jì)劃形成競爭關(guān)系；如果研究者們的這些努力可以達(dá)到他們的目標(biāo)，那么未來醫(yī)生們就可以利用個(gè)人的基因組和學(xué)特性來篩選出針對個(gè)體疾病的療法，如今測序公司的目的就是將大量基因組數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為醫(yī)療福利。

為了做到這一點(diǎn)，僅有測序數(shù)據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因此中國一些公司就開始進(jìn)行強(qiáng)有力的測序工作來揭示生活方式因子比如飲食的重要性，從而來理解個(gè)體疾病的風(fēng)險(xiǎn)并且?guī)椭鷮ふ倚滦椭委熂膊〉寞煼ā?ldquo;相比美國而言，中國擁有大量的醫(yī)學(xué)研究項(xiàng)目，”藥明康德WuXiNextCODE公司的運(yùn)營主管兼聯(lián)合創(chuàng)始人Hannes Smarason說道。

機(jī)器的崛起

測序背后的新能量在很大程度上要?dú)w功于一種機(jī)器，那就是Illumina公司的 HiSeq X Ten，該機(jī)器之所以這樣命名是因?yàn)槠涫?0臺(tái)HiSeq X測序儀作為一個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)出售，若同時(shí)運(yùn)行10臺(tái)儀器，每年對超過18，000個(gè)人類基因組進(jìn)行測序。2014年當(dāng)該測序系統(tǒng)上市后，對人類基因組進(jìn)行的一組測序就要花費(fèi)將近1000美元，這就讓很多項(xiàng)同BGI競爭的公司看到了機(jī)會(huì)和希望。

而諾禾致源就是*家公司，其遵循同BGI相類似的模式，創(chuàng)始人李瑞強(qiáng)曾經(jīng)組建了一個(gè)強(qiáng)大的生物信息學(xué)家研究小組，專門進(jìn)行測序和序列數(shù)據(jù)的解讀分析，作為對金絲猴、棉花及其它植物和動(dòng)物的合作基礎(chǔ)研究項(xiàng)目的一部分；利用相同的機(jī)器，其它公司比如藥明康德公司和云健康基因科技公司都將目光聚焦于為制藥或個(gè)人基因組學(xué)公司提供測序服務(wù)。

測序的成本大幅下降 Source: NHGRI

目前測序服務(wù)行業(yè)的增長正處于加速階段，諾禾致源在今年4月份又購置了第二套X Ten系統(tǒng)，云健康總裁金剛博士表示，公司今年將會(huì)再增加兩套測序系統(tǒng)，截至今年年底，中國將會(huì)擁有至少70臺(tái)測序儀，截止到去年年底，Illumina公司已經(jīng)在銷售了300臺(tái)測序儀。

BGI公司一直在努力跟上測序的節(jié)奏，2013年它們在加州山景城（Mountain View）收購了Complete Genomics公司，目的在于創(chuàng)建可以在內(nèi)部使用的*測序機(jī)器并且進(jìn)行銷售，BGI公司將這種超級(jí)測序儀稱之為Revolocity，其可以同HiSeq X相匹敵；去年11月，在僅售出三個(gè)訂單后Revolocity的銷售就突然停止了，目前BGI僅剩下老一代的Illumina公司的128臺(tái)HiSeq 2000測序儀。

中國目前在的測序份額為20%到30%，即便BGI在全盛時(shí)期也仍然很低，但預(yù)計(jì)中國測序未來的增加將會(huì)很快，“測序能力的迅速增長將無處不在，相比世界上其它地方而言中國增速非常之快，”DNAnexus公司的行政總裁Richard Daly說道，該公司目前為大規(guī)模的基因組測序提供云平臺(tái)服務(wù)。

當(dāng)然BGI公司還有另外一手，BGISEQ-500是它們設(shè)計(jì)的一種實(shí)驗(yàn)室桌面工具，其設(shè)計(jì)同樣是基于Complete Genomics的技術(shù)，而且今年BGISEQ-500已經(jīng)開始陸續(xù)生產(chǎn)發(fā)貨；華大基因研發(fā)主管何亦武表示，用該系統(tǒng)對人類基因組進(jìn)行測序需要花費(fèi)1000美元，而且其規(guī)模小巧便于使用，可以滿足中國目前興起的對臨床測序的需求，他大膽預(yù)測，在未來幾年里公司將會(huì)把對人類基因組測序的價(jià)格降低到200美元，如今中國是進(jìn)行生物醫(yī)學(xué)研究zui讓人激動(dòng)的地方。

基因組全體化（Genomes en masse）

醫(yī)學(xué)計(jì)劃的發(fā)布可以通過中國的測序*激起一層興奮的漣漪，而用于改善技術(shù)、測序及數(shù)據(jù)共享、分析的錢將超過百萬人類基因組研究，以及開發(fā)新型藥物和診斷技術(shù)、個(gè)體化醫(yī)學(xué)服務(wù)的花費(fèi)；在金錢利益的驅(qū)動(dòng)下，醫(yī)院和臨床醫(yī)生們都開始同測序公司合作。

進(jìn)行百萬人類基因組計(jì)劃研究會(huì)拆分成多個(gè)研究，而且該研究將包括5萬名患者，這些患者包括代謝性疾病、癌、腸道癌癥及其它狀況的患者等，同時(shí)還有代表中國北部、中部及南部同等年齡組的研究對象，研究者的目的是觀察不同亞群患者的不同遺傳背景。類似的研究計(jì)劃同樣在別的國家也正在研究，比如英國進(jìn)行的對10萬個(gè)基因組的測序研究，以及美國花費(fèi)2.15億覆蓋100萬個(gè)基因組的相關(guān)研究。

有觀察者表示，中國在這一方面具有一定優(yōu)勢，這不僅僅是公司得到了政府的大力支持的原因；在未來5年里，政府希望在國家的醫(yī)療保險(xiǎn)目錄上增加多個(gè)藥物及分子診斷產(chǎn)品，從而確保公司的研究成本可以被收回；在美國，開發(fā)新產(chǎn)品的生物技術(shù)公司都難以獲得保險(xiǎn)公司的保障以及政府的相應(yīng)支付，目前很多公司在中國進(jìn)行測序及投資的意愿都比較強(qiáng)烈。

9月，華大基因公司將打開中國的基因庫，位于深圳的這個(gè)占地5公頃的設(shè)備站收藏著數(shù)百萬個(gè)來自人類、動(dòng)物、植物以及微生物的樣本數(shù)據(jù)，中國政府將該樣本庫委托于華大基因，該樣本庫可以為的科學(xué)家提供可用的樣本及數(shù)據(jù)供研究之用。目前華大基因公司自身也已經(jīng)擁有包含100萬個(gè)人類基因組的數(shù)據(jù)庫，這將在某種程度上同國家項(xiàng)目重疊；Daly表示，我們也將會(huì)快速達(dá)到這樣的程度，因?yàn)槟壳拔覀円呀?jīng)同政府、醫(yī)院、大學(xué)建立了合作關(guān)系，因?yàn)槲覀冇凶约旱臏y序儀，因此我們很有信心超越其他研究團(tuán)體。

華大基因前CEO王俊博士表示，深入理解一百萬人機(jī)體的基因組是一項(xiàng)非常重大的挑戰(zhàn)；如今王俊博士在深圳創(chuàng)立了碳云智能科技有限公司，公司計(jì)劃收集超過100萬人的測序數(shù)據(jù)以及其它的生物信息，比如機(jī)體蛋白和代謝物水平的改變情況、大腦成像結(jié)果、利用生物成像監(jiān)測機(jī)體葡萄糖水平，甚至利用智能馬桶來實(shí)時(shí)監(jiān)測個(gè)體的尿液和糞便等；他將這種稱之為“數(shù)字化的你”（digital form of you），目前他計(jì)劃利用人工智能來整合所有的數(shù)據(jù)，從而提供可以針對個(gè)體基因和性狀態(tài)的醫(yī)療護(hù)理策略，在不到1年的時(shí)間內(nèi)王俊已經(jīng)募集到了1億美元的投資，其中就包括騰訊公司，而這將可以幫助王俊建立數(shù)據(jù)收集平臺(tái)。

目前中國正在積極探索基因組學(xué)如何惠及人類健康；3月份華大基因公司進(jìn)行了*百萬個(gè)NIFTY測試，這項(xiàng)檢測主要是對母親血液中的循環(huán)的胎兒DNA進(jìn)行檢測來幫助檢測胎兒的染色體異常等情況，比如唐氏綜合征；中國目前的允許生育第二個(gè)孩子的政策也就認(rèn)為可以加速諸如這種檢測的需求；當(dāng)然進(jìn)行癌癥的遺傳特性檢測目前也馬上步入正軌；云健康公司去年就向中國100多個(gè)基因公司提供了1.5萬份腫瘤樣本的基因組數(shù)據(jù)以幫助后期進(jìn)行疾病的診斷及患者化療藥物的選擇，昂貴的基因檢測市場正在與國家的中產(chǎn)階級(jí)相一致；目前在中國收入在5萬美元以上的大約有1億人（中高收入階層人群）。

對于王俊而言，測序研究只是一頂老帽子了，而基因組學(xué)更加重要，但他表示，這只是其中一個(gè)謎團(tuán)而已，所有的復(fù)雜形狀，所有的神經(jīng)變性障礙、癌癥、糖尿病的發(fā)病，都是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過遺傳學(xué)所能理解的，如果我們談?wù)摶蚪M學(xué)，那么對于沒有臨床信息的大量數(shù)據(jù)顯然似乎是并不夠的。