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從科幻到人間,基因檢測在中國正一步步走向商業(yè)化落地。伴隨2012年第一款臨床應用產品——無創(chuàng)DNA產前檢測在各地推廣,這個充溢著如DNA(脫氧核糖核酸)、堿基等術語的領域開始從幕后走向臺前。
北京國航世紀大廈十層會議室,投資界閉門沙龍上,貝瑞基因CEO周代星博士介紹著基因檢測的前世今生,專業(yè)詞匯貫穿他近一小時的演講,臺下坐著數十位奔跑入局的投資人。在這里,他不僅是一位創(chuàng)業(yè)者,更是神秘“基因密碼”的傳道者。
作為貝瑞基因CEO,他已經帶領公司在基因檢測領域站穩(wěn)腳跟。2018年4月,貝瑞基因(000710)發(fā)布2017年年報,公司2017年1-12月實現營業(yè)收入11.71億元,同比增長27.07%,其中遺傳學基因檢測服務占營收絕大比重,成為貝瑞的“現金?!睒I(yè)務。醫(yī)療器械服務行業(yè)平均營業(yè)收入增長率為34.33%;歸屬于上市公司股東的凈利潤2.33億元,同比增長54.12%,而醫(yī)療器械服務行業(yè)平均凈利潤增長率則為31.30%。
數據高速增長的背后,是周代星博士對科學技術的孜孜渴求,以及在這樣一個技術創(chuàng)新、政策逐步建立,還涉及倫理、隱私和生物信息安全等諸多問題的領域中,時刻保持著的清醒思考。
他對基因檢測有著不一樣的“感情”。過去十年,從無創(chuàng)DNA產前檢測技術的誕生,到邁出商業(yè)化的第一步,再到全球形成上百億的市場,其中每個關鍵節(jié)點都有貝瑞基因的身影,并且始終作為領頭羊的角色。而接下來,周代星博士有更多、更重要的事情要做。
“一管血”破解生命之書?
解讀神秘的基因需要幾個步驟?在普通人的腦海中,基因是個神秘而又復雜的存在,通過量化的方式來了解自己的基因似乎不可能。
但是,眼下,借助高通量基因測序儀器,只需要抽取準媽媽的一管血就能判斷出一個尚在母親子宮里孕育的新生命是否患有染色體異常疾病。
“2010年做市場調研的時候,幾乎沒有醫(yī)生相信這個東西可以進行,不相信從母親的血液里能夠查到胎兒的DNA。”當年,參與了高通量基因測序儀器研發(fā)的周代星博士頂著海歸博士的光環(huán)回國創(chuàng)業(yè),面臨的是相對空白的國內市場。也因此,他較早在國內進行無創(chuàng)DNA產前檢測的推廣,也成為當時第一批在國內開展基因測序向臨床檢測應用的公司。
實際上,幾十年來,科研機構和生物技術公司一直尋求通過基因測序技術發(fā)現并記錄神秘的致病基因位點,從而讓預防和治愈癌癥、老年癡呆和中風等“頑固”疾病成為可能。2001年,由美國率先提出、全球多個國家參與的“人類基因組計劃”完成。但由于成本過高、檢測過于耗時等原因,相關技術并未得到商業(yè)推廣。在2006年以后,隨著高通量測序技術的成熟,幾乎每6個月基因檢測就因檢測效率增加一倍同時成本下降一半,周代星博士稱之為超摩爾定律。2014年1月,美國Illumina公司推出全球首個突破1000美元成本門檻的測序平臺HiSeq X Ten,全基因組檢測的普及隨之加速。
在周代星博士看來,全基因組測序就是讀懂生命密碼。達爾文的進化論是基因組多樣性的基礎,而基因檢測技術是對遺傳信息進行檢測,它經過了一系列技術平臺的發(fā)展,最早的一代測序,當今的二代測序,以及正在到來的單分子測序、結構測序,都是其進行商業(yè)活動的工具性技術。
周博士認為,覆蓋每個人全生命周期的基因檢測以后將深刻影響人們的健康指導、疾病治療,甚至間接影響壽命的長短。有數據統計,在25歲時,5.5%的人會患上遺傳性疾病,隨年齡增加,逐漸上升到60%;11.1%的兒童和12%的成年住院病人是由遺傳因素導致的;30-50%的新生兒死亡是由于先天性畸形導致;2-3%的新生兒帶有先天性或遺傳決定的異常。
以大家都關心的唐氏綜合征為例,唐氏綜合征又稱21-三體綜合征,顧名思義,是因為原本只有一對的21號染色體又多了一條染色體,造成數目的異常,導致患兒先天智力障礙、發(fā)育遲緩、具有特殊面容,以目前的醫(yī)療手段尚無法治愈染色體疾病。此外,患兒還存在極大的健康問題,絕大多數唐氏兒伴有多種臟器的異常,如先天性心臟病、白血病、消化道畸形等。據悉,在我國每750名新生兒中就有1個新生兒患有唐氏綜合征。
他分析,除了外傷之外,幾乎所有疾病都與基因相關,癌癥等疾病都是一種慢性基因疾病,受各種因素影響在基因層面不斷發(fā)生改變,最后由量變成為質變,導致疾病發(fā)生顯現。而利用基因測序技術,就可以確認導致受檢者患病的基因或者受檢者是否攜帶有遺傳疾病易感基因,來診斷或治療疾病。
周博士透露,目前貝瑞基因的NIPT產品已經服務了中國幾百萬的孕媽媽。截止到2017年年底,使用貝瑞基因NIPT產品和服務的醫(yī)療機構完成了100余萬例NIPT的臨床病例隨訪,根據此大數據的匯總統計,貝瑞基因NIPT對這3種常見胎兒染色體非整倍體異常的實際檢出率分別為99.5%(21三體綜合征),99.5%(18三體綜合征)和100%(13三體綜合征)。高于國家的明確要求:21三體綜合征檢出率不低于95%,18三體綜合征檢出率不低于85%,13三體綜合征檢出率不低于70%。而且,NIPT的靈敏度、特異性與國際權威機構數據保持一致,處于國際領先水平。
千億、萬億市場一觸即發(fā)
在無創(chuàng)DNA產前檢測這一領域,貝瑞與另一巨頭華大基因占據近70%的市場份額??杉幢闳绱耍仓贿_到了行業(yè)不到20%的滲透率。周博士分析,未來幾年行業(yè)將會以50%—100%的速度增長,在技術沉淀、政策突破、需求旺盛的共同作用下,基因測序市場會面臨爆發(fā)。
他在接受投資界采訪時表示,百億級市場,包括了遺傳疾病相關領域,比如無創(chuàng)產前檢測、試管嬰兒胚胎植入前遺傳學篩查、攜帶者和新生兒篩查、藥物基因組學等。千億市場還待腫瘤檢測和治療領域的市場大爆發(fā),包括靶向藥物伴隨診斷、免疫治療、細胞治療的伴隨診斷、愈后監(jiān)測等。萬億級市場,可能需要二三十年的時間,包括腫瘤早診、基因大數據分析的應用、個體化精準醫(yī)療。
周博士提到,在貝瑞基因最初成立的五年里,相對常見的3種胎兒染色體非整倍體疾病是通過自主研發(fā)的NIPT技術被檢測出來,這是在人類對抗疾病歷史上非常重要的轉折點。而“第二個五年計劃”,他將目標鎖定在遺傳疾病多病種的檢測和腫瘤的早期檢測?!拔覀儸F在的技術能看得到曙光,但仍需要堅持不懈的努力才能做到。”他說。
作為基因測序行業(yè)的“雙子星”之一,技術能力、商業(yè)能力是貝瑞基因站在行業(yè)前列最基礎的優(yōu)勢。而現在,貝瑞基因圍繞基因測序構建了一條相對完整的產業(yè)路徑:以產前檢測為核心的遺傳病檢測是現有的優(yōu)勢業(yè)務;以中晚期腫瘤檢測及用藥指南為核心的腫瘤業(yè)務是正在大力拓展的業(yè)務;未來投入的業(yè)務則包括腫瘤早診、基因大數據的分析應用以及其他的精準醫(yī)療項目。
在以上商業(yè)化的項目當中,腫瘤早診稱得上是“皇冠上的明珠”。周博士介紹,“腫瘤早診目前被資本看好,是基于基因測序技術的發(fā)展,即液態(tài)活檢技術,以及對海量基因信息數據的深入挖掘和分析能力的飛速發(fā)展?!?/p>
目前,貝瑞基因已經在腫瘤早診方面儲備了萬級技術分辨率的cSMART技術?!斑@是我們從遺傳病領域向腫瘤領域進軍的核心技術所在?!敝懿┦客嘎?。“我們在做的和在研發(fā)的,不是針對單一的某個疾病,而是幾百個乃至上千個疾病的檢測,這對人類的改變將會非常大?!彼谡勂鸹驒z測的發(fā)展路徑說,“將來肯定會逐漸形成一套標準體系,能夠更加明確地知道每個人有哪些潛在的遺傳病?!?/p>
進攻醫(yī)院,走一條不一樣的路
實際操作中周博士發(fā)現,大部分基因測序公司都只提供第三方檢測服務。而他認為,要更好地解決中國的基因檢測問題,光靠第三方檢測是不夠的,應該讓有條件的醫(yī)院能夠在院內自主進行基因測序。
這兩年,貝瑞基因一直在積極推動基因測序平臺在醫(yī)院落地,目前的工作主要集中在產科體系,解決產科的需求。
周博士介紹,貝瑞和Illumina聯合研發(fā)的NextSeq CN500測序儀具備非常強的進院能力。一方面其通量靈活,能夠很好滿足醫(yī)院的使用需求;另一方面貝瑞基因擁有非常先進的前期制備技術,可以針對測序儀配套使用,前期制備采用的是單管反應,一個血樣采集后提取的DNA,只需在單個反應管內,經過2步加樣、1步純化,3小時即可完成建庫,其中僅需極其簡單的手工操作,極大方便了繁忙的臨床工作者;第三,這臺設備是臺式機,體積很小,直接放在醫(yī)院現有的實驗室里就可以開展工作,而不需單獨建設一個實驗室。這是NextSeq CN500非常適用于臨床實驗室,能在醫(yī)院迅速推廣、容易操作的重要原因。
與此同時,貝瑞把NIPT升級到NIPT Plus,可檢測100種以上的染色體病,是目前國內首批覆蓋胎兒染色體微缺失微重復疾病的無創(chuàng)產前檢測,而常規(guī)NIPT僅能檢測3種常見染色體非整倍體疾病。
貝瑞基因的產品服務根據臨床的需求正有條不紊地逐一落地。比如高齡高危孕婦通常被建議需要做羊水穿刺后才能最終診斷,而醫(yī)院大多采用的是傳統核型分析技術,檢查時間長,規(guī)?;⒉桓?,目前全中國每年能做上核型檢測的人數也就50萬人左右,而每年高齡孕婦實際有幾百萬人。
有沒有其他精準的技術能夠達到有效的篩查目的,能查出染色體微缺失微重復、多倍體、嵌合體這些染色體畸變疾病,但是更高精度、更快、更經濟呢?為此,貝瑞推出了科諾安染色體疾病檢測,通過一次測序可發(fā)現大于100Kb的染色體拷貝數變異及低比例的嵌合體,已在遺傳病診斷方面作為常規(guī)臨床檢測的重要補充,解決常規(guī)方法無法覆蓋的檢測項目。
除此之外,貝瑞基因還在推進更多的疾病檢查落地,比如產科下游的兒科。目前在線人類孟德爾遺傳數據庫(OMIM)共收錄了7,000多種單基因遺傳疾病,其中2,000多種疾病的發(fā)病機制比較明確。單一的單基因病發(fā)病率并不高,但由于單基因病種類繁多,其綜合發(fā)病率可以高達3.5%左右。貝瑞希望能夠大規(guī)模地用全外顯子組基因測序的方法來診斷這些罕見而又種類龐大的單基因遺傳疾病。全外顯子組檢測一次就能檢測人類基因組中目前已知的約20,000個目標基因,對未確診疾病的診斷率比經典遺傳診斷方法高很多,直接能將基因疾病檢出率提升到50%以上,隨著這種技術的優(yōu)勢,貝瑞和醫(yī)院合作的項目正在一個個落地。
讓數據說話
在周博士看來,這個行業(yè)機會很大,未來可能涌現一批有潛力甚至是獨角獸級別的企業(yè)。但首先具備三個基本要素,才有資格參與到這樣一個極具專業(yè)性的行業(yè)。
首先,公司自身擁有非常低成本、高精度的技術支持,團隊有一群對技術相當了解的人員,才可能有解決問題的能力。第二,強大的IT能力是重要指標。第三,就是數據庫。
基因大數據產業(yè)發(fā)展的風口已然到來。日前,貝瑞基因共斥資在福州濱海新城拿下的132,945平方米土地,正被用于基因大數據中心的一期建設,該產業(yè)園將承擔工業(yè)、商服和醫(yī)療衛(wèi)生等主要職能。
如此大手筆、且以建立產業(yè)園區(qū)的形式布局基因數據領域,貝瑞基因應該算是行業(yè)內首家公司。但實際上,此前貝瑞基因已經在該領域進行了一系列的布局。
2015年8月,貝瑞基因與阿里云達成在“神州基因組數據云”方面的合作,共同打造以海量的中國人群基因組數據為核心的數據云,實現對個人基因組數據的精準解讀。該項目利用貝瑞基因自有100萬余中國人的基因數據,建設基因組大數據庫,包括對中國人群基因組的批量計算、分析和存儲。神州基因組數據云目前已經和貝瑞基因的一系列醫(yī)學檢測產品整合,在遺傳和腫瘤相關篩查項目中提供解讀支持。
“現在做基因大數據成本比較高是一個問題,但更大的問題是這些信息獲取了之后怎么解讀?怎么用?只有建立一個屬于中國人的遺傳疾病數據庫,才能夠知道我們有哪些遺傳疾病,在哪個位點上出現了問題,發(fā)病率有多高,這對行業(yè)發(fā)展是非常關鍵的。”周博士透露,貝瑞投入了大量時間、資金以及人力建設基因大數據庫。
基于數據庫,可以看到中國人群遺傳病分布的地域特點。比如蠶豆病,廣西和廣東的發(fā)病率比較高。再如耳聾-甲狀腺腫綜合征,主要出現在青海和安徽。還有國內認知度比較高的地中海貧血病,主要在廣西、廣東、湖南南部、福建這一帶出現。這些遺傳疾病有很明顯的地域特征。
在周博士的設想里,未來的醫(yī)療體系有可能會是這樣:小孩剛出生,先通過基因檢測,獲取基因信息,然后存儲到基因云,這個信息一輩子可以用。在這個小孩一生中,任何一次進入醫(yī)院,都可以快速獲取他的基因信息,分析健康狀況,給予疾病風險的提示,或者指導治療方案,甚至是進行基因治療,讓人類遠離疾病。
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