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基因测序产业上游发展的困与惑:靠什么读懂生命天书

2019年04月15日 02:55 来源:科技日报 参与互动 

  靠什么读懂生命天书
——我国基因测序产业上游发展的“困”与“惑”(上)

  本报记者 张佳星

  梳理基因测序产业发展的里程碑事件,难以绕开九年前在深圳海关通关的普通一单:涉及产品为128台(套)高通量测序仪HiSeq2000,买入方是我国华大基因公司,卖出方为美国Illumina公司。

  “这就是其(华大)发展的重要资本。”像投资学者杨宝?#20197;?#26576;分析文章中写道的一样,大多网络文章会选择性地、只以交易的一面界定这张订单的作用。

  “在中国的测序市场扎稳脚跟,这单交易对Illumina公司也至关重要。”基因慧创始人汪亮是少数更全面的产业?#20013;?#30740;究者,4月13日,他在接受科技日报采访时指出,高通量测序产业化2007年才开始,2010年时市场还未培育成熟,后续基因测序的商业模式更无法确定。产业未稳,Illumina就从这笔大单中得到了发展的资本和市场知名?#21462;?#30452;到2014年1?#30053;?#22269;家食品药品监管总局才下达产品界定的通知,将基因分析仪作为三类医疗器械管理,下游产业发展之门才陆续打开。

  以这单交易为起点,中国基因测序产业在近些年发展迅速,生命“天书”的读取和读懂衍生出多种商业模?#20581;?#32780;当人们因“中芯事件”对中国的高新?#38469;?#20135;业做回顾和审视时,发现基因测序产业与信息产业似乎有着相似的结构——上游被少数几家外国企业把持,我国的资本和企业仍集中在产业中下游。

  测序仪是基因检测以及基因编辑、基因合成产业中的决定性设备,地位类似通信行业的芯片。是时候深思:究竟靠什么支撑中国基因测序产业的发展?“中国芯”经历了什么?目前又处于怎样的阶段?

  测序仪研发量产艰难

  2013年后,我国不时传来测序仪即将量产的消息。新京报题为《紫?#25105;?#19994;基因测序仪量产疑云》的报道中写道:喊了三年尚未落地;?#38469;?#36127;责人离职;其间签278万销售合同,年报中却未披露。这恐怕概括出了大多数尝试测序仪研发与生产企业的窘?#22330;?/p>

  国内企业试水测序仪生产,是“明知山有虎偏向虎山?#23567;薄?#20854;中的原因之一是,2013年前后,Illumina单方要求试剂提价。有分析文章显示,Illumina的提价,使得华大基因利润下降了10%。业内由此意识到了“卡脖子”的危机。

  彼时,对?#38469;?#33258;主的渴望如今天一样强烈,但“虎山”却不是说上就上的。

  测序仪是测序产业的上游平台。平台意味着“仪”并不单指狭义的“仪器设备?#20445;?#32780;是涵盖仪器、试剂和耗材以及软件研发等多个方面。

  “生产测序仪需要机械、电子、化学、物理、分子生物学、信息软件等学科的结合。”东南大学教授陆祖宏表示,高端装备制造业似乎也难以涵盖测序仪的生产工艺?#27573;А?#26681;据“第三次工业革命是涉及信息?#38469;酢?#26032;能源?#38469;酢?#26032;材料?#38469;酢?#29983;物?#38469;酢?#31354;间?#38469;?#31561;多领域革命”的定义,测序仪的研发生产则需要除新能源和空间?#38469;?#20043;外的所有第三次工业革命中所出现的?#38469;?#30340;融合。

  如果说,“跨界”是测序仪的基础,“精准”则是测序仪的“命门”。

  基因测序犹如“蚂蚁搬山?#20445;?#25644;的时候“每粒沙子”都要对准位置。测序时,几微升的溶液中会包含1000个待测DNA单链分子,不同的单个碱基“?#19994;阶?#32455;”(合成上链)就会发出不同的荧光,检测荧光颜色能?#27426;?#21462;DNA。?#27426;?#27599;个单元中1000个分子的合成很难同步,“这个分子合成到99个时,那个分子可能合成到101个,这样捕捉到的荧光波长将会受到干扰。”陆祖宏说,要测准,必须减少干扰、提高测序精确?#21462;?/p>

  ?#38469;?#38376;槛高之外,高额资本投入、研发周期长也是测序仪产业化的难点。“一款实验室中的样机要走出来,需要10亿元以上的资金投入,研发周期数十年左右。”汪亮说,目前我国有近十?#26131;笥以?#25512;进研发。

  新?#38469;?#19978;位“步履维艰”

  那么,在基因测序上游产业的发展中,从头研发的新?#38469;?#20250;不会产生颠覆性效应?

  “如果在几年前Illumina还没成气候的时候出来,?#19968;?#26356;乐观一点。”陆祖宏认可我国在实验?#20063;?#38754;的?#38469;?#21019;新,但从产业化到量产、再到占有市场,却是另一个“故事”。除了测序仪器本身会与垄断天然?#32428;?#31454;争,在配套供应上仍旧会再遭遇一次“卡脖子”。

  “我国造出自己的测序仪之后,受到过国际大公司的排挤,例如通过试剂、酶等在供应上实施封锁。”陆祖宏说。

  新?#38469;?#35201;立足,除了放弃了多年的市场占有,还要继续挑?#20581;?#23521;头?#20445;?#24182;清除市场接受度这个新?#38469;?#19978;位的另一个障碍。“新?#38469;?#23601;算好,让市场‘弃旧用新’的阻力也很大。”陆祖宏说。

  “测序仪就好比操作系统,要能够搭载、兼容不同的‘APP’才能用得广。”华大智造COO蒋慧这样类比,一款新仪器如果采用的是全新的系统,就好比跳过“安卓”“IOS”系统,自己“另起炉灶?#20445;?#35201;获得整个市场配合是很困难的。

  对于中国的产业?#27492;擔?#22914;此“困局”无独有偶。例如,在医学影像领域,GE、日立、飞利浦盘踞我国三甲医院多年,业内甚至得出共识:不变换赛道(转变原理),我国医学影像企业几乎没有可能打破垄断。

  那么对于基因测序产业,机遇又在哪里?是?#21364;?#21407;始创新,变换赛道,还是贴牌引进,合资发展呢?

【编辑:刘欢】

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