華大智造首發“桌面”測序實驗室及多款自動化產品
作者:李方

2019年10月25日於深圳召開的第十四屆國際基因組學大會(ICG-14)上,華大智造發佈三款新產品,分別是其自主研發的新型“桌面”一站式測序解決方案、便攜式單細胞組學產品及CoolMPS高通量測序試劑套裝。新產品聚焦便攜式、智能化、自動化等未來發展方向,打破傳統測序的時間、空間、人員限制,進一步滿足了用户日益多元的測序需求。
藉助這幾款新品,華大智造將進一步拓展設備應用場景,切入臨牀腫瘤檢測,病原快速鑑定、無創產篩、個人健康及疾病風險、司法現場檢材、環境檢測、野外勘察等多個細分市場。華大智造首席執行官牟峯表示:“過去在很多領域我們處於跟隨階段,但在生命科學領域,我們與世界基本保持同步,並有能力做出引領性的成果,近幾年華大智造在前沿技術上不斷創新,產品佈局已趨於完善與全面。”
讓測序更加可及
華大智造重磅發佈的第一款產品是其自主研發的新型一站式測序解決方案,包括該公司首款全新便攜式基因測序系統DNBSEQ E系列,以及與該測序系統配合使用的模塊化數字生物實驗室DNBelab D系列。
便攜式DNBSEQ技術平台——DNBSEQ E系列產品打破常規,採用全“幹”式結構設計,將傳統測序儀中的“濕”系統,即液路系統,集成在一卡式的測序芯片上,不僅節省試劑用量,而且加快測序速度,也大幅減免了儀器的日常管路清洗與維護成本。此外,DNBSEQ E系列產品無需超淨間,能夠適應靈活多變的操作環境;整台設備佔桌面積不超過0.1平方米,十分小巧便攜。

如果説DNBSEQ E系列是移動的超級測序“魔方”,那麼與該測序系統相輔相成的模塊化數字生物實驗室DNBelab D系列產品,則是整套測序解決方案中實現貼合用户需求的前提和保障。DNBelab D系列將傳統的樣本預處理系統中的製備過程集成在一張芯片上,全流程高度自動化,無需人工干預,目前該設備已涵蓋多款通過驗證的功能模塊。這兩個系列可根據用户的應用場景和操作習慣,按需定製化組合、通量升級,亦可獨立運行。

鑑於該方案週轉快速、操作簡單、準確性高、體積小巧以及操作環境要求低等特點,適用場景廣泛,不僅可用於基礎科研應用,還適用於臨牀級應用,如腫瘤基因檢測、病原快速鑑定、生育健康,更可擴展至司法現場檢材、野外勘察、環境檢測等。
除了新款測序解決方案,華大智造還發布了新型DNBelab C系列單細胞組學系列產品和基於抗體的測序試劑系列產品。據瞭解,DNBelab C系列單細胞組學系列產品現階段包括DNBelab C4便攜式單細胞系統、DNBelab C系列單細胞RNA文庫製備套裝。 DNBelab C4主打“便攜式、即時化、一站式”,無需電源,整套裝置重量僅220克,操作時只需輕輕一拉即可完成單細胞分選等功能。搭配配套試劑及軟硬件,該方案能夠實現本地一站式完成單細胞測序全流程。致力於為用户提供使用便攜、經濟、用户友好的單細胞研究整體解決方案。

有了儀器與技術平台,試劑則是一門更大的生意。華大智造發佈的第三款新產品是CoolMPS 高通量測序試劑套裝,它可以提升測序整體性能,使得測序質量更高、讀長潛力更大。高通量測序技術通常利用熒光標記方法通過DNA點陣成像獲取鹼基信號。這是全球第一款基於抗體的測序試劑套裝,其採用的天然鹼基,無熒光標記,並首次通過在抗體上標記熒光來實現無損鹼基識別,具有獨特的優勢,能夠讓鹼基識別更清晰。
華大智造10月16日公佈的早期研究結果顯示,CoolMPS? 技術在DNBSEQ測序平台上產出的數據結果與現有平台相當,測序結果準確、可再現且在成本效益方面非常突出。
打造全系列產品體系
目前,基因檢測已經進入到越來越多的行業之中,從最早期的科研級全基因組測序,到如今構築精準診療基礎的臨牀級腫瘤用藥基因檢測,再到與我們每個人息息相關的消費級基因檢測及“生命數字化”藍圖,市場前景十分廣闊。火石創造數據顯示,2018年中國基因檢測行業規模達到603.29億元,預計到2020年市場規模有望達到1015.49億元,複合增長率將達到37.87%。截至2018年末,中國基因檢測公司數量共計1030家。
由此帶來的影響是,中下游的廣大用户測序需求也更加多樣。他們需要靈活的測序通量、更簡單的測序操作、更短的測序時間與更低的測序成本。
華大智造本次發佈會上展示的新品正是聚焦這些需求,一方面降低了設備的使用門檻,讓測序過程中的人力成本大大降低。比如,DNBelab D系列將樣本預處理系統中的製備過程集成在一張芯片上,全流程高度自動化;DNBSEQ E系列採用全“幹”式結構設計,大幅減免了儀器的日常管路清洗與維護;DNBelab C系列單細胞組學產品使得單細胞分選及加barcode輕輕一拉即可完成,極大簡化了操作步驟。整體更聚焦於便攜式、智能化、自動化等未來發展方向,意在滿足用户更多元的測序需求。
另一方面,本次發佈的新品也實現了應用場景的延伸與拓展。比如,DNBSEQ E整台設備佔桌面積不超過0.1平方米,能夠適應靈活多變的操作環境,可用於司法現場檢材、野外勘察與環境檢測;DNBelab C4便攜式單細胞系統整套裝置重量僅220克左右,堪稱“可裝進口袋的單細胞實驗室”。值得注意的是,在這些“化繁為簡”的過程中,測序的準確度並不會降低——甚至還變得更高。
這帶來的行業變革是,傳統測序的侷限性被打破,高質量的測序可以隨時隨地發生,未來基因檢測將有更多想象空間,相信這也將成為華大智造新的業務增長點,未來大有可為。
從2016年成立至今,華大智造已經實現了DNBSEQ-T7、MGISEQ-2000[1]、MGISEQ-200[1]、BGISEQ-50、BGISEQ-500五款測序儀的量產,形成了完整的高中低通量產品佈局。如今,隨着這些新品的加入,一個完善的全系列產品體系正在被構建起來。
構建測序“生態”
華大製造方面表示,本次新品發佈意味着華大智造邁出構建生態的重要一步。完整的測序流程包括樣本採集、樣本製備、樣本提取三個環節,之後再進行生物信息分析。各家公司都可以根據自己的需求,基於固定好的測序儀與試劑,進行平台的研發和拓展。如果把測序儀比作一台手機,這些平台的研發與拓展就像手機上的一個個APP,它們彙集在一起,就構成了整個的測序生態。
此前,國內的測序生態長期由歐美寡頭主導,由於測序儀及配套試劑的核心技術長期被壟斷,中游的基因檢測公司缺乏話語權與議價權,多款測序平台也是基於國外測序儀研發。由此產生的問題是,一旦中國的公司佔據較大的市場份額後,歐美寡頭可能採取設置設備和技術壁壘等手段,遏制其快速發展。華大智造經過多年攻堅,實現了基因測序核心技術的自主研發與再創新,打破了測序儀研發領域歐美寡頭的壟斷態勢,成為全球第三家有能力量產臨牀級測序儀的公司。
截至目前,華大智造的全球裝機總量已超過1300台,並佔據國內超過三分之一的市場份額。“華大智造一直致力於整個生態的搭建,在整個產業鏈條裏面,華大智造是其中一個部分的工具的提供者,一個產業鏈條的完善,光靠我們是不夠的”,華大智造首席運營官蔣慧説,“所以我們鼓勵更多的人一起努力,只有當這個鏈條上面很多不同類型的樣本都能完整實現的時候,才能夠創造真正的價值。這就是我們致力於打造生態的意義所在。”
可以預見的是,將有更多公司基於國產測序儀與配套試劑,去研發與拓展適合自己的平台,完善整個產業鏈條。而只有行業中的公司越來越多、上下游的延伸越來越遠、競爭越來越激烈時,這個行業才最有活力,更多的公司也能掌握話語權,並創造出更多的價值。
(注1:MGISEQ-2000、MGISEQ-200在歐盟及部分海外國家產品名稱切換為“ DNBSEQ-G400、DNBSEQ-G50 ”。)