華大：影響全球基因測序產(chǎn)業(yè)格局的領(lǐng)軍者

原標(biāo)題：華大：影響全球基因測序產(chǎn)業(yè)格局的領(lǐng)軍者

在深圳大鵬新區(qū)的觀音山上，依托層層疊疊的山巒，有棟梯田形狀的建筑，它就是由深圳華大生命科學(xué)研究院（原名為深圳華大基因研究院）運營的國家基因庫。站在這里向西望去是茫茫大海，隱約看到對岸的香港。

國家基因庫的建筑之所以選擇梯田的造型，是為了紀(jì)念2002年華大水稻基因組搶在日本科學(xué)家之前向全世界發(fā)布水稻基因組框架圖。

基因測序的重量級玩家

國家基因庫的外面種植著各種樹木，池塘中還有天鵝和火烈鳥在嬉戲，它們也是國家基因庫的“活體庫”樣本。

走進(jìn)國家基因庫，老冀看到了密密麻麻排列著的零下80度的冰箱，里面存儲著超過2000萬管的血液、組織、體液、種子、微生物等多種生物資源樣本，存儲量已經(jīng)比肩英國、荷蘭、德國等國家隊列樣本庫和挪威世界末日種子庫，這里也被稱為“濕庫”（生物資源樣本庫）。

國家基因庫中的生物資源樣本庫

再往下一層，就能看到成排的服務(wù)器和存儲器，具備60PB數(shù)據(jù)存儲能力，實現(xiàn)對基因信息數(shù)據(jù)總量達(dá)500PB的訪問支持，數(shù)據(jù)存儲能力已超越美國、日本和歐洲等國際三大基因庫。存儲規(guī)模方面，累計完成近千種動植物、微生物基因組數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)存儲量占全球基因組數(shù)量80%以上，這就是國家基因庫的“干庫”。

國家基因庫中的“干庫”

繼續(xù)往下參觀，老冀看到的是像方盒子一排排整齊排列的基因測序儀，發(fā)著綠光的表示正在進(jìn)行基因測序，發(fā)藍(lán)光的則表示已經(jīng)完成測序；穿著白大褂的測序人員穿行在方盒子的隊列中，為基因測序儀更換試劑盒。

國家基因庫中的華大基因測序儀

隔著玻璃，老冀仔細(xì)查看了一下基因測序儀的商標(biāo)，發(fā)現(xiàn)全都標(biāo)著“BGISEQ”，這是華大自主研發(fā)的基因測序儀系列。

華大測序儀已申請相關(guān)專利500多件，其中已獲得授權(quán)專利214件。截至2018年上半年，廣大用戶基于華大基因自主平臺BGISEQ-500發(fā)表的文章數(shù)量已經(jīng)達(dá)到106篇，發(fā)表在包含《Cell》、《PNAS》、《Nature Communications》及《Nature Neuroscience》等高水平期刊。

此外，國家基因庫作為重要參與單位，參加了在生命科學(xué)史上具有里程碑式意義的超大國際合作項目——“人工合成酵母基因組計劃”，這也標(biāo)志著我國基因組設(shè)計合成能力達(dá)到了前所未有的高度，具有里程碑的意義。

如今，華大已經(jīng)成為全球臨床級別基因測序儀自主研發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)智造的三大重量級玩家之一，而另外兩家均在美國。截止到目前為止，華大自主品牌的基因測序儀累計發(fā)貨量已經(jīng)超過了800臺，全球超過7個國家已經(jīng)用上了華大的測序儀。

6月29日，華大的兩款基因測序儀MGISEQ-2000及MGISEQ-200通過國家藥品監(jiān)督管理局（CNDA）的審查，獲得了三類醫(yī)療器械注冊證。這是華大在基因測序核心技術(shù)方面取得的又一次突破性進(jìn)展，預(yù)示著基因測序儀不僅在科研領(lǐng)域開始大規(guī)模應(yīng)用，在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也將發(fā)揮越來越重要的作用，將會給整個基因檢測領(lǐng)域帶來革命性的變革。這兩款測序儀，比原來的測序儀的通量、效率都要高很多，很多方面領(lǐng)先競爭對手的主流機型，更匹配臨床的需求。

在此之前，華大2014年的BGISEQ-100和BGISEQ-1000、2016年的BGISEQ-500、2017年的BGISEQ-50先后獲得了國家食品藥品監(jiān)督管理總局（CFDA，即CNDA前身）的認(rèn)證。加上剛拿到認(rèn)證的2款，共計有6款基因測序儀獲得了醫(yī)療器械注冊證，這也預(yù)示著華大的基因測序儀不僅在科研領(lǐng)域開始大規(guī)模應(yīng)用，在臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也將發(fā)揮越來越重要的作用，并將給整個基因檢測領(lǐng)域帶來革命性的變革。

實際上，華大已經(jīng)給這個領(lǐng)域帶來了巨變。華大創(chuàng)造了全球第一個測序服務(wù)市場，將科研服務(wù)產(chǎn)業(yè)化，把測序分析服務(wù)從傳統(tǒng)的in-house模式（指大學(xué)、科研院所、醫(yī)院自己進(jìn)行測序）變成了outsourcing模式（指把測序服務(wù)外包給華大來做），實現(xiàn)了技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，并有效降低了全球基因測序成本。

掌控上游產(chǎn)業(yè)鏈

要知道在2013年之前，華大還只是基因測序儀的重要客戶。2010年，華大耗資6億美元，從美國公司、也是當(dāng)前全球基因測序儀的壟斷性廠商Illumina那里一口氣購買了128臺Hiseq基因測序儀，一舉成為全球最大的基因測序機構(gòu)。

不過，由于上游供應(yīng)鏈控制在別人手中，華大也飽受困擾。華大向國家監(jiān)管部門申請基因測序設(shè)備注冊審批時，按照法規(guī)需要提供設(shè)備制造商的基本資料，而供應(yīng)商卻拒絕提供材料。與此同時，供應(yīng)商還以各種借口拖延并終止已購設(shè)備的維修，并將價格本就偏高的臨床使用試劑耗材提價近一倍，讓華大的設(shè)備險些陷入癱瘓。

在實現(xiàn)了對源頭技術(shù)的控制和壟斷之后，Illumina在2010年起宣布配套試劑價格漲價，其基因測序儀在中國的售價也比美國本土貴一倍。

為了擺脫這些困擾，華大決定向上游發(fā)展。2013年3月，華大耗資1.176億美元，完成了對美國人類全基因組測序公司Complete Genomics（以下簡稱“CG”）的收購。

完成對CG的收購之后，華大持續(xù)投入資金和擴增研發(fā)團(tuán)隊，對技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化與再創(chuàng)新，開發(fā)了可投入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的臨床測序儀BGISEQ-1000，改變了我國生物科技企業(yè)長期處于基因測序產(chǎn)業(yè)鏈中下游的格局。

2014年華大測序儀BGISEQ-1000獲得CFDA認(rèn)證，同時獲批的還有胎兒染色體非整倍體（T21、T18、T13）檢測試劑盒（聯(lián)合探針錨定連接測序法）、胎兒染色體非整倍體（T21、T18、T13）檢測試劑盒（半導(dǎo)體測序法）醫(yī)療器械注冊。這是CFDA首次批準(zhǔn)注冊的高通量基因測序診斷產(chǎn)品，標(biāo)示著我國生物技術(shù)領(lǐng)域基因測序關(guān)鍵技術(shù)的重大突破。

華大集團(tuán)金鑫博士展示基因測序儀芯片

2015年華大發(fā)布首款自主研發(fā)的國產(chǎn)化桌面式測序儀BGISEQ-500，于2016年獲得CFDA認(rèn)證。這是一款具有世界領(lǐng)先水平可量產(chǎn)的高通量測序儀，具有精準(zhǔn)、簡易、快速、靈活、可拓展等特點，并全面覆蓋科研、生殖健康、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、病原識別等領(lǐng)域。

華大對CG的技術(shù)進(jìn)行了消化吸收。此前，CG發(fā)明了DNA納米球（DNB）技術(shù)，可以用自然界的酶對檢測DNA進(jìn)行滾環(huán)復(fù)制，每次擴增都是基于最原始的數(shù)據(jù)，酶的效率非常高，對每個DNA進(jìn)行上百倍的拷貝擴增，形成一個一個小球，在溶液里互相排斥，這樣的小球體可以通過硅片形成非常規(guī)則的矩陣，又是納米級別的小切，密度高，放大倍數(shù)高，可控性也很高。與友商的橋式PCR等技術(shù)相比，DNA納米球技術(shù)的精度更高，錯誤率更低。

通過收購CG并消化吸收，除了DNA納米球（DNB）之外，華大還擁有了有效信號點排布陣列化（Patterned Array）、聯(lián)合探針錨定聚合（cPAS）等基因測序的核心技術(shù)。

基因測序產(chǎn)業(yè)可以算得上是個典型的交叉型產(chǎn)業(yè)，它既需要BT（生物技術(shù)）的專業(yè)人才，還需要其他跨領(lǐng)域的的工程技術(shù)專業(yè)人才，并且需要完美融合。為了做基因測序儀，劉健成了當(dāng)時加入華大的首批工程師之一。在此之前，華大幾乎全部都是BT人才。

如今，華大已經(jīng)擁有了將近500人的儀器研發(fā)工程師團(tuán)隊。與華大擁有生物背景的科學(xué)家們不同，工程師們都是光學(xué)、機械、電子、流體、軟件、算法、芯片等科研領(lǐng)域的專家，擁有華為、邁瑞、GE、Danaher等國內(nèi)外知名儀器設(shè)備廠商的工作經(jīng)驗。

劉健回憶，當(dāng)時CG的模式為設(shè)計生產(chǎn)超高通量、超高精度的設(shè)備為自己提供服務(wù)，其研發(fā)的基因測序儀的通量非常高，與之對應(yīng)的則是體積非常大、售價也偏高，曲高和寡。在收購了CG之后，華大改變了CG下一步的產(chǎn)品研發(fā)方向，使其向著桌面化、小型化發(fā)展，售價也降到了一兩百萬人民幣。

“我們在CG核心技術(shù)的基礎(chǔ)上明確大方向，然后以最快的速度設(shè)計迭代，從BGISEQ-500到BGISEQ-50到最新的MGISEQ-200/2000，今年依然會有新款發(fā)布！”劉健毫不諱言，華大完全自主研發(fā)的第一款基因測序儀BGISEQ-500在速度上有一定的劣勢。不過，經(jīng)過持續(xù)的改進(jìn)，如今推出的MGISEQ-200和MGISEQ-2000無論是速度、準(zhǔn)確性等性能還是集成度，都已經(jīng)追趕上了友商。

在售價上，華大更是做到了絕對領(lǐng)先?！拔覀兊臏y序儀與同等性能的友商儀器相比，國內(nèi)用戶至少可以節(jié)省1/3的成本?！比A大集團(tuán)CEO徐訊頗為自豪地表示。

華大集團(tuán)CEO徐迅

當(dāng)然，整個基因測序產(chǎn)業(yè)除了需要基因測序儀之后，還需要大量與之配套的試劑。經(jīng)過了幾年的摸索，華大已經(jīng)基本上解決了試劑的國產(chǎn)化難題。如今，華大已經(jīng)基本完成了對基因測序產(chǎn)業(yè)鏈的掌控。

“目前為止，所有的前端行業(yè)中，基因組產(chǎn)業(yè)是我們真正意義上可以自主掌控的產(chǎn)業(yè)之一，不會被貿(mào)易戰(zhàn)爭摩擦所導(dǎo)致的結(jié)果束縛?！毙煊嵳J(rèn)為。

影響全球格局的領(lǐng)軍者

上游的核心技術(shù)和成本優(yōu)勢在握，使得華大在下游的基因檢測領(lǐng)域的發(fā)展多了幾分從容。過去幾年，在與醫(yī)院合作的過程中，華大通過大數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了很多重要的臨床需求，并由此研發(fā)了一批基因檢測服務(wù)產(chǎn)品，如無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測、宮頸癌的篩查等，并迅速實現(xiàn)了產(chǎn)品臨床應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化，引領(lǐng)醫(yī)學(xué)服務(wù)市場。另外，華大依托自產(chǎn)儀器設(shè)備提供低成本、高質(zhì)量的服務(wù)，助力每個家庭遠(yuǎn)離唐氏綜合征、遺傳性耳聾、遺傳性代謝病等基因相關(guān)出生缺陷，讓婦女遠(yuǎn)離宮頸癌、乳腺癌，實現(xiàn)腫瘤和傳感染性疾病防控，而同步產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)又能夠進(jìn)一步推動自身科研的發(fā)展進(jìn)步。

目前全球有超過一半的無創(chuàng)產(chǎn)前基因檢測應(yīng)用在中國完成，全球大概1000萬例，其中700萬例在中國完成，而華大則“承包”了其中的300多萬例。可以說，華大將科技優(yōu)勢與國情優(yōu)勢緊密結(jié)合，探索出了一條以“大數(shù)據(jù)驅(qū)動”的“創(chuàng)新科技”和“創(chuàng)造市場”的新模式。

如今，華大的基因檢測已經(jīng)走出國門，走向更加廣闊的全球市場。2016年3月初，老冀曾經(jīng)探訪過華大在北歐的業(yè)務(wù)，發(fā)現(xiàn)華大與丹麥、瑞典、挪威的科研機構(gòu)和醫(yī)院已經(jīng)建立了廣泛的聯(lián)系，并且已經(jīng)為部分機構(gòu)提供基因檢測服務(wù)。

根據(jù)資料顯示，2017年全球基因檢測服務(wù)（NGS）市場規(guī)模為49億美元，預(yù)計2022年將會達(dá)到124.5億美元，保持高達(dá)20%以上的復(fù)合增長率。具備了全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢的華大，正在成為這個市場最有力的競爭者。

生成海報

免責(zé)聲明：本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿，凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息，均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性，但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性，讀者在使用前請進(jìn)一步核實，并對任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏，概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時，應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明，并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后，將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實，溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。