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基因慧

“基因技术是抢占未来发展制高点的国之重器……基因技术从来没有像今天这样深刻影响着国家前途命运，从来没有像今天这样深刻影响着人类生产生活”——现任武汉市委书记在第十五届国际基因组学大会（ICG-15）上的开幕式上公开发言。

文章 | 基因慧 作者 | 布三少 Sharon

关键词 | 基因科技 ICG

作为大会合作的行业媒体，基因慧结合ICG-15的六天报告（高福、詹启敏、乔杰、黄荷凤、贺福初、张文宏等来自海内外21个国家160多位学者分享），总结基因及生命组学领域十大要点和趋势。部分内容会写入正在策划的《2021基因行业蓝皮书》（详见文末）。

*注：以下根据学者报告现场摘记，未经核实，仅做参考。

1. 【传染病防控】

基因测序初期快速鉴定传染病病毒

张文宏表示，相对2003年的SARS（5个月），2013年的H7N9（1个月），2020年确定新冠病毒序列时间（10天）大大缩短。科学家通过测序第一时间获取病毒全基因组序列信息，鉴定病毒物种。基于此，科学家筛选特定细胞抗体，开发核酸/抗体/抗原相关诊断产品，并研制新冠灭活疫苗。此外，张文宏教授表示，2017年他的团队通过组学技术，也发现首例猪疱病毒跨物种传播到人。另外，以测序为依托的mNGS技术也应用于肺穿刺组织、脑炎/脑膜炎、败血症中病原学检测。

2. 【传染病防控】

RT-PCR快速普筛传染病，亟待POCT

张文宏表示，基因测序技术是疫情最初确诊新冠的方法学（未知病毒鉴定），因此是PCR检测试剂盒快速研发的前提pcr技术需要什么工具，但检测时间较长（约为20h）。获得病毒序列后，RT-PCR由于其检测时间短（2-3h）适合普查普筛，但假阳性率高。抗原抗体检测可与核酸检测互为协同，适合疑似病例。考虑常态化防控及快检需求，亟待便捷、成熟的POCT产品上市。

3. 【基因治疗】

需低价普惠，扩展应用，提高准确率

George Church表示，目前上市的基因治疗产品，包括Luxturna（来自Spark），Imlygic（Amgen），Kymrish(Novartis)，Yescarta（Kite Pharma），Zolgensma（Novartis），Spinraza（Biogen）等的价格在数十万到百万美金量级。下一步方向是研发低价普惠的产品，例如来自Rejuvenate的Multiplex。同时从罕见疾病，扩展至传染病（防控）以及常见病，从而分摊高额研发成本，推出低价普惠产品。

其他大会报告学者表示，目前基因编辑的准确率依然很低，约15%-35%（3个靶点）。结合基因编辑和免疫治疗、细胞治疗是未来5-10年肿瘤治疗的趋势。

4. 【出生缺陷防控】

组学和形态学相结合，我国PGT技术领先

黄荷凤表示，出生缺陷防控需要形态学（超声、核磁共振等）和组学相结合。血清学筛查针对唐氏综合征检出假阳性率5%，而NIPT约为0.01%（T18）-0.02%（T13）（根据针对15841例样本的论文），但在临床中假阴性率比假阳性率更关键。同时，超声异常的首选检测方式通过为核型分析和/或染色体芯片CMA，在阴性结果或多项超声异常提示情况下，建议进行NGS Panel测序。

① 我们一级预防体系非常完备，要重视孕前优生健康检查、适龄生育、携带者筛查和PGT（植入前遗传学检测）的重要性。其中，我国PGT技术综合技术指标国际领先（临床妊娠率45.4%）。②二级预防包括产前筛查（超声筛查、血清学筛查、NIPT等）、产前诊断（绒毛膜穿刺、羊水穿刺、脐血穿刺等）、产前干预（宫内治疗、终止妊娠）。③ 三级预防体系包括新生儿筛查（代谢病、耳聋）、早期干预（手术治矫治畸形、药物治疗、饮食治疗、基因治疗等）。此外，临床正采用基因编辑技术探索治疗成人单基因病，例如FH（家族性高胆固醇血症）。

5. 【蛋白及代谢组学】

蛋白质组产业化在即，代谢组服务科研

图：从基因组到蛋白组（来源/贺福初院士）

人类蛋白质组计划（Human Proteome Project，HPP）十周年之际，公布了人体中90.4%蛋白质被绘制出来（也是人类蛋白质组学的第一个草图），组学技术研究重点历经了从个体到队列、从生理到病理、从基因组到蛋白组的阶段。

同时在代谢组层面，目前主要在标志物的科研阶段，从健康评价逐渐应用到疾病诊断，康熙熊表示pcr技术需要什么工具，代谢组学应用到临床至少需要3-5年。唐惠儒表示，目前临床检测代谢物小于10种，而人体具有至少2万种代谢物，急需下一代技术，精准定量测量人类代谢组。相关学者表示，目前代谢组学研究经费90%在功能代谢组学（笔者注：对比下早期基因组学研究也集中是功能基因组学），对于靶向代谢组学研究较少。

另一方面，代谢组已经开始应用于疾病靶标，例如，齐炼文教授发现NEU1 过表达直接诱导心肌肥大，可作为心血管疾病潜在的生物标志物，目前已获得中美的发明专利，和相关药厂等合作中。

6. 【临床质谱】

液相色谱串联质谱IVD的趋势

大会报告表示，液相色谱串联质谱技术（LC-MS）已被广泛应用于治疗药物浓度监测（TDM）、代谢组学、维生素、新生儿筛查、激素、微生物以及蛋白质组学等新兴领域。目前LC-MS缺乏规范化操作和商品化试剂盒，企业需要自建溯源链。

临床质谱IVD或将成为精准诊断的下一个发力点，LC-MS或将成为下个10年高速发展的领域之一。发展方向包括自动化、数据平台建设等方面。

7. 【DTC的第二曲线】

基因组队列研究与DTC数据互补

WeGene相关学者表示，基因组研究已经从个体走向大规模队列研究。DTC基因检测可覆盖大规模自然人群、增长空间巨大、可持续互动、表型类型丰富、成本较低。

但同时二者皆有短板：疾病信息缺乏、阳性比例低、难以采集复杂的表型；基因组队列研究目标明确、阳性比例高，表型数据库完整专业，但增长空间有限、随访成本和建设维护成本较高。DTC基因检测数据成为重要的研究数据来源，其与基因组队列研究的整合将更好助推研究发展。

8. 【农业基因组】

被忽视的蓝海产业

洛克菲勒基金会于2019年发起的一项全球计划“食物元素周期表”计划 （PTFI），将建立一个食物生化成分和功能的公共数据库，加速未来农业和未来食品的研究和创新，解决生物多样性丧失、土壤健康下降、儿童营养不良、食物过敏、疾病等全球农业和健康问题。

中国农业科学院（深圳）农业基因组研究所张春芝博士展示了“优薯计划”，利用基因组学和合成生物学技术，对马铃薯育种和繁殖方式进行颠覆性创新，实现二倍体马铃薯育种，引领马铃薯产业绿色革命。

据笔者了解，分子育种等农业基因组技术多年发展以来，转化应用较慢的原因之一是出于其核心战略资源地位，原有的体制缺乏开放。

9. 【国产设备的抱负】

从T10到更大通量、更便携的设备体系

按惯例，华大智造在ICG上发布新品。今年，华大智造超高通量测序仪DNBSEQ-T10×4RS亮相，并集成生物样本库、建库中心、测序中心（T10测序仪）和数据中心（ZTRON一体机）四大核心模块，直指“大人群基因组学一站式解决方案”，支持8张测序载片同时运行，每天可产出最高达20Tb（约200个高深度人类全基因组）的测序数据，单套测序系统可年产超过5万个高深度个人全基因组测序。

华大在公开场合也表示除了T10，将推出更高通量的测序仪。同时，在第七届NGS创新开发者大会上，南京某科研机构表示和华大智造合作纳米孔测序仪。

笔者认为，华大智造一年发布一款新品的速度和质量已经与业内同行并跑，部分领域领跑，并且覆盖超高通量、高通量、桌面型等设备（未来预测也将可能覆盖便携式、PCR等研发），这得益于市场机遇、政策扶持和战略部署。但加速度背后仍需考虑产业的周期性，下一个冬天来临时对“研发-产出”、人才、市场运营的考验；全覆盖的战略引领了普惠民生、造福大众的“科技向善”的路径，但在战略执行仍需重视产业生态的平衡、多元并存、取长舍短，在进一步扩展时，不应忽略已经出现的“大公司病”的文化弊端以及区域发展中的垄断可能性。

10. 【基于技术寻找共享和安全的平衡】

数据、文献和工具的融合开放平台

Scott Edmunds介绍了GigaByte开放的文献平台，除了文献查看和下载之外，还包括文献在线翻译、数据上传下载、视频展示、3D打印信息、插件、软件代码等。

与此异曲同工的是，国家基因库的丁远彤博士介绍了生命大数据可信计算平台CODEPLOT ，提供数据和工具沙箱化管理，进行共享协作，提供WDL流程搭建框架，开放新冠、转录组、单细胞等数据集授权，而亮点是，数据和计算全流程区块链存证。该项目技术支持方是Intel。

除此之外，可信的数据共享系统还覆盖基础设施、生产系统、档案库、分析流程及可视化软件等方面，以及用数据溯源和数据安全等技术来保护数据隐私等。

笔者预测，基于数据和文献、数据库、工具和流程等融合，以及区块链技术、隐私计算（Multiparty Computation）平衡共享和数据隐私安全，国内将快速建立相应的生命科技信息开放平台，并沉淀专病或主题的知识库，成为新兴的学术及产业平台。这可能加大了区域内保护性的数据隔阂，但为国内产学研的转化以及全球下一阶段更大范围更平等的协作奠定基础。

11. 【产学研融合】

科研转化效率低于预期，亟需产学研融合

与知名专家、资本合作及以北大为依托的北大产业研究院，在北京和江苏启东两地进行科研转化，但50个实验室验证过的技术孵化失败率高达2/3。在同一个产业论坛中，刘靓表示，华大成立了华大创新，除了之前做的产业投资之外，部署了CDMO（委托生产和销售）以及国产设备平台生态，和河南、成都、宁波等地合作上游集成平台，同时和北医、协和、瑞金、二军医等合作成果转化中心。

笔者认为，纯碎的科研转化或临床转化，无论是北大、华西等平台，目前进展并未达到预期的原因是国内转化平台生态尚未成熟，在技术之外的支撑资源，包括资金、人才、信息等元素的缺乏，切入点包括：设立专业的天使投资，通过专业孵化器引进市场型人才和技术人才的团队融合，建立专业的信息平台进行融合，在高校建立新兴产业教育（例如卢大儒提到复旦大学设立《现代生物科学导论》课程）。另一方面，华大创新的成立以及和中游基因企业形成生态联盟，体现华大在这方面的战略嗅觉，占得先机，但同时可能将面临反垄断的系统性风险。

12. 【更多新兴产业机遇】

公共卫生、生物合成……

高福提到生物医学产业在公共卫生方面的机会时，如何与病毒共生是生物医学产业的重大机遇，此外包括疫苗研发、抗体治疗、公共卫生用品等。

戴俊彪在会上也提到基因合成带来生物合成产业的加速。其他学者提到的生物合成产业应用包括：生物修饰的作物（Bio-fortified crops)、人造肉、单细胞蛋白、基于海藻的生物燃料等。

ICG-15向行业展示全球前沿、丰富多元、产学研用的学术盛宴，以上仅为部分摘选。未尽的技术要点和产业趋势，请关注基因慧即将在2021年1月发布的《2021基因行业蓝皮书》，专家和机构合作开放中。

参考资料：

1. 张文宏，《张文宏说传染》，中信出版社集团，2020

2. 国家基因库：“大数据+”助推生命科学、医学、农业创新发展

月

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基因慧是数字生命健康领域创新服务平台。团队深耕行业十余年，从行研咨询、媒体资讯、产业数据库等方面提供优质内容服务。基因慧作为国发改产业研究合作单位，联合多家专业机构发布了多份基因及数字生命健康领域行研报告，参与组织发布了两份行业共识和一项团体标准，致力于建设产业信息大数据平台，服务生命科技创新创业。

☆

☆ 参与组织发布、

☆ 发布产业大数据平台

☆ 中国遗传学会生物产业促进委员会委员

☆ 发布数十份

☆ 组织基因检测联盟（筹）、

☆ 主办、

☆ 受邀为、、、等报告

☆

☆ 广东省精准医学应用学会政策研究应用分会常务委员

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