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中国智造破译“生命的密码”

时间:2021-02-15作者:华大智造阅读数:182分享

本文转自《科技日报》

每天最高可检测样本量100万人份,仅用10小时建成,内含多款自主创新技术设备……


今年1月,石家庄的疫情爆发后,华大迅速出击,在石家庄建立火眼实验室。华大运营的“火眼”实验室已经北京、武汉、深圳、天津等多个城市投入使用。


“雷神火神与方舱,还需火眼辨阴阳。”为解决新冠病毒检测通量不足的问题,华大还推出了“火眼”实验室一体化综合解决方案服务。


华大智造DNBSEQ-T7测序仪在疫情初期运抵武汉


带着梦想从“1%”做起


华大集团的诞生源于20世纪90年代的“人类基因组计划”。


当年,在被誉为生命科学“研究圣地”的英国桑格基因组研究中心门前曾贴着一张海报,写着:“buy one or get one free?”意思是即使要花钱,也必须选择参与进来,而不是等待一个免费共享的结果。


这种理念极大地触动了创建华大的杨焕明、汪建等人。在他们的推动下,中国拿到了第六张全球顶尖基因科研圈的“入场券”,承担了人类基因组计划中1%的工作。


华大集团董事长、联合创始人汪建曾对媒体表示,“中国虽然只做1%,但意义重大。中国科研人员在测序过程中,不仅增加了设备,而且培养了技术。”


在人类基因组研究之外,一场生命科学领域的产业竞争悄然打响,倒逼着国内的基因测序技术和装备发展。


有数据显示,2008到2016年间,全世界基因组数据每隔7个月翻一番,超越了摩尔定律的发展速度。


从人类基因组计划,耗费30亿美金13年完成一个人的基因组,到如今各国正在推进的十万、百万乃至千万人级大人群基因组科研项目,高通量测序技术的飞速迭代发展使得这些生命数字化工程从天方夜谭变成现实。


精准地分析解读需要庞大数据库的支撑,这也自然对基因测序通量提出了更高的要求。从技术操作层面而言,基因测序仪的发展日新月异,以华大智造超高通量测序仪DNBSEQ-T7为例,它已将每Gb的测序成本降低至约5美元,技术的突破和成本的不断降低让提高测序通量这一要求变得可及。


基因科技要如何造福全人类?“除了不断创造基因科技的应用场景,其基础是需要以高通量、高精度、高性价比的工具平台支撑大人群、大样本、大数据资源的累积,实现基因组从基础科研到临床研究到普惠人人的转化应用,让精准医疗、精准农业和精准健康更快走进人们的生活。”华大智造CEO牟峰说道。


瞄准产业短板发力装备智造


2019年,华大集团宣布参与到“阿联酋全民基因组计划”当中。该计划的目标是运用大规模人群基因组数据,为阿联酋人民建立个性化治疗的全民医疗卫生体系。


汪建表示:“华大的全自动样本制备、超高通量的测序仪器及分析服务,成为了该计划的核心技术支撑,这个项目的样板效应也促进多个国家和华大接触,筹划各自的国家基因组计划。”


长期以来,国产自主高端医疗器械市场占有率不足,导致部分医疗检测费用居高不下。同时,我国大量采购进口生命科学仪器设备和试剂耗材,存在“卡脖子”风险。


以基因测序仪为例,较长一段时间内,国外企业基本垄断我国基因测序仪市场,在设备销售、维护保养和试剂耗材上拥有定价权。


为此,国家《“十三五”生物技术创新专项规划》提出,要突破包括基因测序技术在内的若干前沿关键技术,支撑基因测序技术等新一代生命组学临床应用技术、生物大数据云计算技术和生物医学分析技术等重点领域的发展。


近年来,以华大智造为代表的国内企业,通过坚持自主研发,成功实现基因测序相关设备及试剂的自主可控。


2013年,华大斥巨资收购了美国三大高通量测序仪制造商之一的CG公司。经过引进、消化、吸收、再创新的完整过程后,华大智造已成为全球三家能自主研发并量产临床高通量基因测序仪的企业之一,自主研发的测序仪不仅能够比肩美国同级产品,还在部分关键指标上领先,使得测序仪真正实现了“中国智造”,打破了国外垄断。


在基因测序仪领域,华大智造紧跟“超高通量”、“小型化”的发展趋势,建立了全系列多型号产品矩阵。目前,公司已建立自主可控的源头性核心技术体系,形成以“DNBSEQ测序技术”、“规则阵列芯片技术”、“测序仪光机电系统技术”等为代表的多项源头性核心技术,在提高测序质量和降低测序成本方面具有较为显著的优势。



华大智造基因测序仪在瑞典卡罗琳斯卡医学院


“项目中产出的数据质量很令人满意,事实上这也是我们见过的最好的数据。”瑞典皇家工程院院士、瑞典皇家理工学院教授Mathias Uhlen对华大测序仪给予高度评价。


目前,华大智造测序仪足迹遍布全球50个国家和地区,凭借自主开发的DNBSEQ测序技术,实现了基因测序设备的国产化替代。