华大智造完成2亿美元首轮募资

医疗器械 来源:生物探索 作者:纪大乙

近年来,基因测序产业迅速发展,并吸引了大量资本和企业的进入。随着测序成本的大幅降低,越来越多的普通大众开始享受基因测序带来的福祉,进一步推动了医疗和科研领域高通量测序系统的全面普及。

目前,全球各国政府正积极主导本国人类基因组计划,共有13个国家已出台人类基因组计划,覆盖全球数百万人口。市场研究预估,全球测序产业市场规模在2022年将达124.5亿美元,其中亚太地区将达23.9亿美元。

前瞻产业研究院数据显示,到2020年中国基因测序行业市场规模将达到98亿元左右,未来几年内国内基因测序市场需求将稳步释放,市场规模保持良好增势。

核心技术破局,突围行业巨头技术垄断

基因测序仪是基因测序产业的上游核心,也是基因检测、基因编辑、基因合成产业中的决定性设备。长久以来,基因测序上游技术被少数外国企业把持,并有着严密的专利保护。

如何把“命门”掌握在自己手里?来自《科技日报》的报道显示,华大智造在后发劣势的情况下,通过技术引进和创新,采取不同的技术路线,正换道迈进更快、更准的测序“金标准”,避免了生物技术领域的“缺芯少魂”,建立起国家级生命数字化平台,推动中国基因测序产业实现由参与、接轨、同步到部分引领的跨越发展,也为精准扶贫和健康中国提供重要战略支撑。

这一核心突破的背后,是曾代表中国参加人类基因组计划的华大集团不断加码上游基因测序仪业务。2013年,华大收购美国Complete Genomics公司,获取核心专利技术,随即在深圳组建了自己的测序仪研发团队。这一当时在华大内部属于“保密编制”的研发团队,通过国产技术转化,在2015年10月交付出拥有完全自主知识产权的BGISEQ-500 高通量桌面型基因测序仪,并在半年后的2016年4月,正式组建成立深圳华大智造科技有限公司。

截至目前,华大智造已累计投入超过50亿元研发经费,实现测序技术源头式专利布局,申请技术专利580余项,其中PCT专利80余项,并逐步形成了自身独有的核心技术DNBSEQTM。

DNBSEQTM

据了解,DNBSEQTM测序技术主要包括:DNA单链环化和DNB制备、规则阵列芯片、DNB加载、cPAS、双端测序技术、碱基识别算法等。在DNBSEQTM测序技术中,仪器气液系统会先将DNA纳米球泵入到规则阵列芯片并加以固定,然后泵入测序模板及测序试剂,最终获得待测样本的碱基序列信息。目前,cPAS已经广泛被应用于华大智造开发的BGISEQ-500、BGISEQ-50、MGISEQ-200、MGISEQ-2000以及MGISEQ-T7等型号基因测序仪中。

DNB制备示意图

值得一提的是,与其他现有的测序技术相比,DNBSEQTM测序技术结合了DNB的低错误积累和规则阵列芯片的高信号密度,能够提高检测的准确性并实现更高效的大规模并行测序。如在WGS/WES等具体应用中,该技术产出数据重复序列率低,可减少数据浪费。基于PCR-Free的建库方法,还具有更好的SNP和InDel准确性。此外,BGISEQ/MGISEQ系列测序平台的标签跳跃少,也可有效降低样本错误分配的“张冠李戴”问题。

DNB加载过程示意图

另外,针对业内测序普遍读长较短的缺点,2018年华大智造还发布了新一代长片段建库技术——stLFR(单管无分隔长片段读取)。目前,基于该技术转化的试剂盒产品已正式上市。相比传统WGS文库和其他同类产品,stLFR文库仅需1ng DNA且无需预扩增即可获得高质量的全基因组测序文库,二倍体定相区块N50值可达10Mb,能够有效检出倒位、异位、删除等结构变异,实现常规手段无法实现的结构变异检测,并达到相同深度的常规全基因组测序文库表现的最佳水平。此外,该产品单管无分隔反应,无需微量移液设备或复杂微流控系统;其全部反应在磁珠上完成,易于高通量自动化建库,因此大幅降低了长片段文库构建的复杂程度和成本。

全系列产品布局,进击全球市场

目前,华大智造是全球三家、中国唯一能自主研发并量产临床级高通量基因测序仪的公司。在高端测序仪器之外,华大智造还研制包括自动化样本前处理、质谱、影像等全套生命数字化设备和系统解决方案。

作为主力机型,华大智造推出的MGISEQ-2000全面型基因测序仪在双芯片独立运行平台的基础上,可同时支持两种不同规格的芯片。其单次运行能够完成最大1080Gb的下机数据,在PE100读长模式下满负荷运行仅需48小时,一年的运行通量相当于1000个以上人全基因组数据量。与之同期发布的MGISEQ-200特点是更为方便灵活,在PE100读长模式下满负荷运行可产生60Gb的下机数据,仅需不到48小时,平均一天能完成24个肿瘤样本的快速检测。除此之外,该公司于2018年10月发布的MGISEQ-T7则是其产品布局中的“明星”机型。值得一提的是,MGISEQ-T7还是目前全球日生产能力最强的基因测序仪,单日数据产量可达6Tb,PE150测序仅需24小时,且每Gb测序费用仅为5美金,这也是目前全球最低的测序成本。

近期,华大智造还联合中国中医科学院中药研究所研制并发布了中草药DNA条形码高通量基因测序一体机。该仪器是全球首创中草药基因测序智能鉴定仪,可精准、快速、简易、稳定鉴定中草药样品,标志着中国药用植物鉴定从跟跑到领跑的全面超越,在收获业内订单的同时,更激发出其他细分市场的产品定制需求。

推动基因测序产业健康发展

伴随市场的深化拓展的同时,华大智造还致力于与上下游共建稳健、开放的产业生态。2018年7月,华大智造在中国首次启动测序者计划,近10家基因行业机构成为这一联盟生态伙伴。2019年3月,在第37届J.P. Morgan医疗健康大会上,华大集团执行副总裁、华大智造总裁余德健正式启动全球测序者计划。针对欧洲和亚太地区的测序者计划也随后在瑞典斯德哥尔摩和韩国启动。该计划旨在为行业内企业和科研机构提供从测序平台、试剂、到培训和应用指导在内的全方位支持,形成上下游联动,共同推动基因组学技术创新和产业发展,形成一个与合作伙伴协同创新、开放共赢的生命科学产业生态圈。

从中国测序者计划到全球测序者计划,可以预见的是,一个与合作伙伴协同创新、开放共赢的生态圈,将有助于基因测序行业领跑者华大智造,更快地进入全球更多市场的基因测序领域,服务全球更多客户。

结语

作为中国唯一、全球仅三家能够自主研发并量产临床高通量基因测序仪的明星公司,华大智造首轮融资的完成,标志着其研发能力、国际化能力受到了认可,有助于中国生命科学和产业高端装备制造实现从跟踪到引领的跨越。对于本次首融资,华大智造将通过本次融资进一步加强新型基因测序仪的研发、生产工作,打造围绕生命数字化的全方位产品布局,并致力于基因测序产业的市场开拓和生态建设。

相信在未来的基因测序市场,我们将看到越来越多中国智造的基因测序技术和产品。同时,也相信在一个开放共赢的产业生态圈,将助力中国基因产业通过协同创新,更快进入全球市场,加速实现由参与、接轨、同步到引领的跨越发展。

来源:生物探索   作者:纪大乙

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