工程師在裝配即將捐獻(xiàn)給火神山醫(yī)院的基因測(cè)序儀，圖/泛生子
雖然核酸檢測(cè)是目前新冠肺炎最主要的確診手段，但個(gè)別“時(shí)陰時(shí)陽(yáng)”的弱陽(yáng)性患者如何吃下定心丸，危重癥患者合并感染后如何準(zhǔn)確診療？
為了完善新冠肺炎的全診治環(huán)節(jié)，基因測(cè)序儀正成為抗疫期間精準(zhǔn)治療的“神器”。
目前，國(guó)內(nèi)基因測(cè)序企業(yè)多集中于中游的測(cè)序服務(wù)行業(yè)，上游測(cè)序設(shè)備依然方興未艾。
01
粉碎“弱陽(yáng)性”，需要精準(zhǔn)檢測(cè)
新冠肺炎治愈者出院隔離14天，再?gòu)?fù)查時(shí)核酸檢測(cè)竟然呈陽(yáng)性？
上個(gè)月，廣東省疾控中心曾公布14%出院患者復(fù)檢核酸呈陽(yáng)性。
已經(jīng)治愈的患者也有再次成為感染源的風(fēng)險(xiǎn)？核酸檢測(cè)到底“靠譜”嗎？
據(jù)了解，出現(xiàn)上述令人擔(dān)憂的情形可能有多方面的原因，核酸檢測(cè)結(jié)果中本身就存在一定比例的“假陰性”，發(fā)生了變異的病毒也會(huì)導(dǎo)致抗體無(wú)法識(shí)別。
正因?yàn)楹怂釞z測(cè)無(wú)法“百發(fā)百中”，所以在國(guó)家衛(wèi)生健康委員會(huì)發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》中，基因測(cè)序技術(shù)成為RT-PCR（核酸檢測(cè)）技術(shù)的有效補(bǔ)充。
《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第七版)》，圖/國(guó)家衛(wèi)生健康委辦公廳
通過(guò)基因測(cè)序技術(shù)，對(duì)患者的DNA片段序列進(jìn)行計(jì)算分析，分析哪些DNA片段是從病毒或細(xì)菌來(lái)的，就能更加準(zhǔn)確地找到致病原。
因此，基因測(cè)序儀便成了疫情期間輔助診斷和治療的“黃金”設(shè)備。
3月上旬，北京泛生子基因科技有限公司向武漢火神山醫(yī)院捐贈(zèng)了一臺(tái)二代基因測(cè)序儀（高通量基因測(cè)序儀）GENETRON S5，以滿足院方亟需更精準(zhǔn)、快速、全面的分子診斷技術(shù)平臺(tái)的需求。
泛生子基因測(cè)序儀馳援火神山，圖/泛生子
泛生子CEO王思振表示，通過(guò)實(shí)時(shí)熒光RT-PCR檢測(cè)的結(jié)果包含陽(yáng)性、弱陽(yáng)性及陰性，其中弱陽(yáng)性患者需要再次或多次檢測(cè)才能得到明確結(jié)果；核酸檢測(cè)第二次采樣時(shí)間至少要間隔一天，可能會(huì)貽誤患者的最佳治療時(shí)機(jī)。
參考1月20日上海市首例新型冠狀病毒肺炎的確診全過(guò)程，當(dāng)樣本的新型冠狀病毒核酸檢測(cè)呈現(xiàn)弱陽(yáng)性時(shí)，就需要對(duì)樣本進(jìn)行全基因測(cè)序。
經(jīng)序列比對(duì)與病毒高度同源后，才能將其作為疑似病例上報(bào)國(guó)家疾控中心。
國(guó)家衛(wèi)健委確認(rèn)上海首例輸入性新型冠狀病毒肺炎確診病例，圖/上海發(fā)布
王思振解釋道：“高通量測(cè)序儀能夠監(jiān)測(cè)病毒變異、病毒傳染路徑，可以為臨床提供更精準(zhǔn)的檢測(cè)結(jié)果，對(duì)后續(xù)治療有指導(dǎo)意義。如預(yù)防措施制定、核酸試劑盒及疫苗研發(fā)、藥物研究等?！?/span>
02
入駐火神山重點(diǎn)篩查合并感染
拋開(kāi)弱陽(yáng)性病例，危重癥患者也是基因測(cè)序的重點(diǎn)服務(wù)對(duì)象。
記者從火神山檢驗(yàn)科方面了解到，危重癥患者是火神山醫(yī)院的重點(diǎn)救治目標(biāo)之一。這類患者多有合并感染其他病毒或細(xì)菌的情況，會(huì)帶來(lái)多種并發(fā)癥。
隨著治療結(jié)果的展現(xiàn)，檢驗(yàn)工作越來(lái)越需要保證出院患者核酸檢測(cè)陰性的準(zhǔn)確性，避免造成進(jìn)一步感染情況發(fā)生。
“日常的檢測(cè)只能告訴我們新冠病毒的陰性、陽(yáng)性，如果要高效發(fā)現(xiàn)到底合并的是哪類細(xì)菌、哪類病毒，就需要高通量測(cè)序系統(tǒng)。”
根據(jù)第二代基因測(cè)序技術(shù)的原理，整個(gè)測(cè)序流程包括樣本準(zhǔn)備、成簇、測(cè)序以及數(shù)據(jù)分析。
第二代基因測(cè)序技術(shù)（高通量測(cè)序）流程，圖/生信之家
GENETRON S5是泛生子與賽默飛深度合作的高通量測(cè)序平臺(tái)，于2019年11月經(jīng)國(guó)家藥品監(jiān)督管理局審查正式獲批上市。
該測(cè)序儀1.5小時(shí)即可完成建庫(kù)，從樣本接收到出具檢測(cè)報(bào)告最快可在2天內(nèi)完成。
火神山醫(yī)院的GENETRON S5基因測(cè)序儀，圖/泛生子
“在臨床實(shí)際應(yīng)用中，醫(yī)生們總會(huì)遇到需要檢測(cè)的總樣本數(shù)量不固定的問(wèn)題。
GENETRON S5 平臺(tái)搭配5種不同通量規(guī)格的芯片。
這意味著醫(yī)生可以根據(jù)不同的檢測(cè)目的、樣本數(shù)量選擇通量合適的芯片進(jìn)行檢測(cè)，解決因樣本數(shù)量不足而造成的檢測(cè)周期延長(zhǎng)或試劑成本浪費(fèi)的問(wèn)題?！蓖跛颊袢缡钦f(shuō)。
火神山檢驗(yàn)科方面表示，高通量基因測(cè)序儀可以一次測(cè)出更多數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對(duì)于治療方式的研發(fā)、迭代有指導(dǎo)作用。
新冠病毒的基因測(cè)序流行病學(xué)研究，圖/國(guó)際病毒基因庫(kù)網(wǎng)站
舉例來(lái)講，如果病毒發(fā)生了一個(gè)基因變異，那么變異目前存在于多大比例的患者身上？它具體的變異路徑是怎樣的？
這些都需要通過(guò)高通量測(cè)序儀檢測(cè)出全面、大量的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行分析，并直接指導(dǎo)后續(xù)藥物、新的疫苗的研發(fā)。
03
72小時(shí)研發(fā)出基因檢測(cè)試劑
在除了火神山以外的科研機(jī)構(gòu)，基因測(cè)序技術(shù)也在緊鑼密鼓地為疫情助力。
1月30日，華大集團(tuán)董事長(zhǎng)汪建對(duì)媒體表示，武漢及湖北的檢測(cè)需要量預(yù)估在十萬(wàn)以上，為了讓所有待排查和有需求的人員盡快得到明確的檢測(cè)結(jié)果，每天萬(wàn)人通量的病毒核酸檢測(cè)和輔助配套的高測(cè)序能力必不可少。
華大基因武漢“火眼”實(shí)驗(yàn)室，圖/華大基因
2月5日，每日可檢測(cè)萬(wàn)人份樣本的新型冠狀病毒應(yīng)急檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，武漢“火眼”實(shí)驗(yàn)室正式啟動(dòng)試運(yùn)行。
華大智造（與華大基因同屬于華大集團(tuán)）緊急部署了2臺(tái)自主研發(fā)的高通量測(cè)序儀DNBSEQ-T7至武漢，用于應(yīng)急檢測(cè)病原。
華大智造高通量測(cè)序儀在武漢支援疫情，圖/華大智造
據(jù)媒體報(bào)道，截至3月13日，“火眼”實(shí)驗(yàn)室已在湖北地區(qū)累計(jì)完成超過(guò)20萬(wàn)人份樣本的檢測(cè)。上述測(cè)序儀已在武漢完成數(shù)百例樣本檢測(cè)，協(xié)助新冠肺炎防控以及病毒變異追蹤。
武漢華大新型冠狀病毒檢測(cè)數(shù)據(jù)圖（截至2020年2月24日12點(diǎn)），圖/華大基因
為了讓試劑盒盡早研發(fā)成功，華大智造團(tuán)隊(duì)對(duì)測(cè)序儀的芯片、流體、生化及光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行了全面升級(jí)。
由于該病毒與蝙蝠類SARS病毒的同源性較高，需要針對(duì)新型冠狀病毒設(shè)計(jì)特異檢測(cè)試劑盒，確保準(zhǔn)確鑒定，避免形成交叉誤判。
基于高通量測(cè)序儀DNBSEQ-T7的測(cè)序能力，從拿到處理好的樣本到找到這段屬于新型冠狀病毒的特異序列，華大基因用了5個(gè)小時(shí)。從確定序列到研發(fā)出基因檢測(cè)試劑，僅用了72小時(shí)。
新型冠狀病毒核酸檢測(cè)試劑盒， 圖/華大基因
04
國(guó)產(chǎn)測(cè)序儀有待發(fā)力
申港證券3月初的一份報(bào)告顯示，高通量測(cè)序是目前應(yīng)用最廣、發(fā)展速度最快的基因測(cè)序技術(shù)，主流的高通量測(cè)序平臺(tái)有Illumina的HiSeq系列、LifeTechnologies的 IonTorrent系列、華大基因的BGISEQ系列。
前瞻網(wǎng)《2019年中國(guó)基因測(cè)序產(chǎn)業(yè)全景圖譜》顯示，2018年Illumina的全球二代基因測(cè)序儀市場(chǎng)份額已增長(zhǎng)至84%，形成了一家獨(dú)大的局面。
2018年全球第二代基因測(cè)序技術(shù)（高通量測(cè)序）的基因測(cè)序儀競(jìng)爭(zhēng)格局，圖/前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人
目前國(guó)內(nèi)累計(jì)對(duì)外披露擁有Illumina HiSeq X Ten（最高的測(cè)序通量和最低測(cè)序成本的測(cè)序平臺(tái)）的企業(yè)（或機(jī)構(gòu)）有10個(gè)，共計(jì)11套測(cè)序平臺(tái)，每套每年大概能完成1.8萬(wàn)人的高深度全基因組測(cè)序。
在中國(guó)，基因測(cè)序產(chǎn)業(yè)的下游終端應(yīng)用主要集中在醫(yī)療領(lǐng)域，腫瘤液體活檢是基因測(cè)序的主要應(yīng)用方向之一。
然而，國(guó)內(nèi)的基因測(cè)序上游市場(chǎng)一直被歐美寡頭壟斷。
基因測(cè)序儀基本依靠進(jìn)口，每年需要向歐洲、美國(guó)支付共上百億的試劑費(fèi)用。目前中國(guó)僅有11家企業(yè)參與測(cè)序設(shè)備制造，僅有25家企業(yè)涉足耗材及試劑，華大基因是其中競(jìng)爭(zhēng)力較強(qiáng)的企業(yè)之一。
盡管基因測(cè)序儀的國(guó)產(chǎn)化率較低，但是國(guó)家政策引導(dǎo)將有助于國(guó)產(chǎn)基因測(cè)序儀的進(jìn)口替代。
2018年4月11日，國(guó)家發(fā)改委等8部委聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備示范應(yīng)用的意見(jiàn)》以解決首臺(tái)高通量基因測(cè)序儀難采購(gòu)的問(wèn)題。
在工信部和發(fā)改委的通告中，首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄中包括高通量基因測(cè)序儀，圖/國(guó)家發(fā)改委、工信部
作為基因行業(yè)上游市場(chǎng)的核心，基因測(cè)序儀的自主研發(fā)顯然成為推動(dòng)國(guó)內(nèi)基因檢測(cè)行業(yè)發(fā)展的重要因素。
作者／IT時(shí)報(bào)記者 李蘊(yùn)坤
編輯／挨踢妹
圖片／泛生子 華大基因 網(wǎng)絡(luò)
來(lái)源／《IT時(shí)報(bào)》公眾號(hào)vittimes
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