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访谈 | 应用十年,测序技术何去何从

2019-05-22

【中国,北京】日前,在第一届中国肠道产业大会,华大智造受邀出席测序技术与应用专题论坛。针对测序技术之于肠道菌群研究的意义与价值,华大智造应用技术支持总监马涛应邀接受访谈。以下内容摘自现场实录,选取了圆桌论坛环节最受关注的5个话题,与您分享智造观点。




利用测序技术研究肠道菌群的意义与价值是什么?


马涛:肠道菌群被称为人类的“第二基因组”,对我们每一个人的生活都有非常大的影响。如何将这些影响控制在我们人类可以控制的范围之内?2010年,华大采用高通量测序方法研究了124个欧洲人肠道微生物,构建了第一个最完整的人体微生物基因集。该成果作为封面内容在Nature发表并成为当年Science评出的21世纪前十年最有影响力的“全球十大科技进展”之一。自此,我们人类对于肠道微生物的认知深入到基因层面:利用高通量测序技术,通过肠道微生物参考基因集的构建,研究肠道微生物与复杂疾病的关联,进而展开对人类的肠道健康做出评价/监测和干预等一系列研究与应用。



高通量测序技术已经进入实际应用十余年,在未来几年中,测序仪、测序技术将有如何的发展,研究人员应当如何应对?


马涛:技术和工具的发展,其实是顺应时代、响应需求的发展。大家在实际应用中,需要测序技术更给力,需要测序仪更快、更低成本、更多元化或者更小型化,这些都有可能是未来的发展趋势。研究人员的应对,自然是紧跟时代发展的步伐,不断学习,不断创新,与时俱进。



高通量测序商业服务,成就了华大、诺禾致源等一大批企业,目前面临哪些挑战,未来将如何发展?


马涛:高通量测序商业服务,顾名思义,为有测序需求的客户提供服务,那么挑战自然来自于客户的需求越来越多样化、越来越个性化。传统的、标准化的、批量生产式的服务模式可能越来越难以满足客户日益增长的需求,因为随着技术的普及,大家越来越了解这门技术,对技术的应用也越来越富有创造力。


随着技术的革新必然给现有服务商带来较大的压力,尤其面临细分市场的挑战,如何快速跟进新的技术和平台,如何开拓上下游合作体系,如何实现从基础科研到面向不同领域的产品转化,如何合作做大市场,这些都是行业头部企业或者说创新型企业、先行者需要更多承担的挑战。


未来的发展,我理解,在一个开放的、共享的、没有垄断、大家都能够自主发挥的测序生态圈内,将形成一个良性循环,以一种百花齐放的态势,达到生态平衡的状态。



三代测序技术将在哪些方面帮助到微生物、微生态研究的发展,是不是意味着二代测序技术要过时了?随着三代测序技术的普及,如何利用好以往二代测序的老数据?


马涛:首先,所谓的二代、三代其实并没有严格意义上的代际关系,不存在谁取代谁、谁淘汰谁、或者谁要过时的问题。事实上,只有相对于一代“金标准”的下一代,即Next Generation。


其次,随着测序技术的普及,如何利用好测序数据,这是一个好问题。具体到微生态整体产业还在起步阶段,需要科研和产业双方面的突破,在现有阶段,快速积累数据,揭示科学规律和探索应用场景是非常重要的。也就是说要先有数据,然后要用好数据,做好深度挖掘和深度分析。那么在大数据积累方面,华大智造多款自主测序平台具有通量灵活可选,数据质量好,测序成本可控,科研和临床平台快速转化等优点,尤其值得大家的关注。


最后,关于长短读长之争,其实无论是长读还是短读,技术好不好,其实取决于我们到底想通过测序获得什么。如果说我们的目的是获得高质量的长片段DNA信息,那么利用短读长技术也可以达到这个目的,例如华大智造的stLFR技术,甚至可以为肠道微生物的研究带来更多创新的思路和方法。因此,在可预见的未来一段时间内,长短读长测序技术相结合可能成为长期趋势。


国产测序仪如何推动肠道菌群研究和产业应用?


马涛:推动肠道菌群研究和产业应用,需要整个行业的努力,国产测序仪将发挥最大的平台助力。2017年,基于健康人群肠道样本的深度宏基因组测序[1];2018年,全球首个大鼠肠道微生物参考基因集构建完成[2];2019年3月,粪便微生物组的高深度宏基因组霰弹枪测序[3],这些都是基于华大智造国产测序仪平台取得的阶段性成果。未来,我们相信,在大家的共同努力之下,肠道菌群研究和产业应用将获得更大突破。


参考文献

【1】Fang C , Zhong H , Lin Y , et al. Assessment of the cPAS-based BGISEQ-500 platform for metagenomic sequencing[J]. GigaScience, 2017.

【2】Pan H , Guo R , Zhu J , et al. A gene catalogue of the Sprague-Dawley rat gut metagenome[J]. GigaScience, 2018.

【3】Jie Z, Liang S, Ding Q, et al. A multi-omic cohort as a reference point for promoting a healthy human gut microbiome[J]. bioRxiv, 2019.


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