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国产第四代基因测序仪强势来袭,探索技术可延展性市场应用空间广阔

本文来源于财经网 2021-06-09 16:59:38
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6月8日,齐碳科技宣布完成超4亿元B轮融资,由高瓴创投、鼎晖VGC(创新与成长基金)联合领投,博远资本、华盖资本及阳光融汇资本跟投,老股东高榕资本、中关村协同创新基金、银杏谷资本、雅惠投资及BV百度风投持续加码。而在去年5月,齐碳科技刚刚完成了由高榕资本领投,银杏谷资本、雅惠投资等跟投的超 1 亿元人民币的 A 轮融资。

根据BBC Research的数据,2018 年全球基因测序市场规模为117 亿美元。据此估算,从2010年到2018年,全球基因测序市场的复合年增长率将保持在10-30%之间。2020年,新冠疫情刺激下,中国的基因测序行业迎来爆发式增长,据前瞻产业研究院产业研究报告中预估,2021年全球基因测序市场将达176亿美元,而中国市场将达205亿元人民币。

齐碳科技定位上游平台企业,通过提供核心仪器和耗材,帮助中下游建立起基于第四代基因测序技术的市场生态。据介绍,齐碳科技推出的国内首台全自主研发的纳米孔基因测序仪计划今年内量产,届时,齐碳科技将成为第四代基因测序技术的国内唯一一家,同时也是全球第二家进入到商业应用阶段的企业,国外垄断基因测序核心技术的局面有望被打破。

据悉,B轮融资完成后,齐碳科技将进一步加大科研投入,加速产业化进程,其设在成都天府国际生物城的工厂计划于今年年内建成,将完成定型产品量产并推向市场。

第四代基因测序仪市场升温,巨头布局“后生可畏”

2020年全年,国内基因测序行业中各上下游企业的融资事件多达约60起,行业热度高涨。从基因测序整个产业链来看,多数玩家聚集在中下游。上游的设备研制是技术壁垒最高的环节之一,也是玩家最少的部分。

放眼全球,上游基因测序仪生产制造以欧美大厂为主,巨头主要包括 Illumina、Thermo Fisher以及Roche。2020年前三季度,Illumina测序仪销售额为2.76亿美元,约合人民币17.6亿元,同属NGS阵营的华大智造同期销售额为1.98亿元。而在最新一代基因测序仪领域,仅有ONT一家目前实现量产。无论是从国家层面,还是市场需求角度,国产替代正被期待加速进行。

2020年9月,齐碳科技发布了国内首台纳米孔基因测序仪QNome-9604,该款测序仪可直接检测过孔核酸,无需PCR扩增,读长可达150Kbp以上,8小时可稳定产出500Mbp数据,单次准确率达90%,设备小巧便携,可突破中心实验室使用限制,应用场景更为灵活。目前该产品已通过TÜV莱茵第三方检测,认定QNome-9604在基因测序通路数量、准确率、读长等方面的检测数据全部达标。

纳米孔测序属于第四代测序技术,据齐碳科技联合创始人、首席科学家白净卫介绍,纳米孔链测序法,是指将单个核酸分子在电场力驱动和马达蛋白控速的双重作用下,以连续的单链核酸形式穿过纳米尺寸的蛋白孔道,当不同碱基通过时,会对孔道内的离子电流产生不同程度的阻断,因此可以通过捕捉随时间变化的电流信号来实时的识别其碱基排列信息,从而实现对单链核酸分子的测序。这是目前基因测序领域最前沿的技术。

“优美”是齐碳科技联合创始人谢丹对纳米孔测序原理的评价。“从技术原理看,纳米孔基因测序仪可以做得非常小巧便携,成本也能大幅降低。”

由于四代测序技术研发的困难,真正进入市场的公司寥寥无几。目前,全球市场上研发四代测序的主要是 Oxford Nanopore 公司,旗下产品包括 Flongle、MinION、GridIONMk1、PrometnION以及在研产品 SmidgION 和 Plongle。但是,第四代测序仪已经逐渐升温,开始成为巨头抢先布局的领域。罗氏收购第四代测序技术公司 Genia ,Oxford Nanopore公司上一轮估值已达到17亿英镑。

白净卫表示,随着纳米孔基因测序技术前端的生物工程、电子工程技术能力不断提升,协同后端生信分析、算法模型不断精进,测序精确性还将快速提升。

市场应用竞争力展露,科学研究仍是主流应用场景

今年是齐碳的产业化发展元年,其位于成都的首个GMP生产基地已经于今年4月开工,总面积超过4000m²,总投资计划超2亿人民币。建成投产后可支持每年5000台纳米孔基因测序仪、50万份配套测序试剂盒(含建库试剂盒、测序试剂盒、生物芯片)的生产。

尽管纳米孔基因测序技术还有极大的可提升空间,但其在市场应用上的竞争力已经明显展露。以齐碳科技的QNome-9604为例,其设备小巧,重量不到2KG,随身携带相当方便,可突破中心实验室使用限制,应用场景更为灵活,不管是科学实验室,还是病床边,或是海关检疫检测站,都能使用。

除了重量和体积变化,测序成本也在下降。采用一代测序技术完成的人类基因组计划历时13年,耗资30亿美金。二代测序仪设备为百万元级,对于小型实验室及科研院所来说采购门槛过高,其高通量芯片单次运行成本较高,在临床应用端常常需要凑样本来降低单位运行成本,且测序时间较长,因此其在临床机构的推广相对困难,也难以满足急性疾病诊断的需求。齐碳科技所研发的首款测序仪预计定价为十万元级别,单次测序成本不到千元,可以有效解决低样本量情况下的运行成本和时效性问题。

目前,科学研究仍是基因测序的主流应用场景。据CBinsights基因测序行业专题报告显示,2019 年基因测序在科研板块的应用占据了全球基因测序市场超过一半的份额。应用层面的市场份额占比如今已超过 1/3,临床研究、医院诊所及生物医药公司这三个应用层面的终端使用客户在全球基因测序终端份额中的占比分别为16%、13%和9%。这一趋势未来将会持续上扬。

有业内人士谈到,尽管基因组、转录组、蛋白组研究迄今已有超过 20 年的发展历史,但是人类对生命遗传本质的理解依然只是掀开冰山一角。整个行业既需要下游应用的多元化突破,也需要上游仪器制造的技术迭代,提供更全面且精准的信息内容、更快速且低成本的数据输出。

可以期待的是,未来一方面齐碳不断迭代升级现有产品,满足更多下游服务伙伴公司们的需求;另一方面能更深入挖掘纳米孔测序技术作为一个平台型技术的潜力,从基因组出发,进一步探索技术的可延展性。

【作者:段静远】 (编辑:段静远)
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