
四川在线记者 徐莉莎
一个摆在会议桌上的深灰色仪器,乍看像是家用投影,却是一件引导我国基因测序行业发展前景的前沿产品。
7月15日,记者在成都齐碳科技有限公司见到了他们的核心产品——纳米孔基因测序仪QNome-9604。
成都齐碳科技有限公司发布的纳米孔基因测序仪QNome-9604 受访者供图
连日来,这家不满5岁的高新技术企业喜事连连——4月,代表成都高层次创新企业向李克强总理作汇报;6月,完成了超4亿元B轮融资,投资者中不乏包括高瓴创投在内的头部创投基金;上月底,入选2021年中国潜在独角兽企业,是榜单内医疗赛道唯一一家基因行业上游企业。
一时间,这家诞生于成都的企业成为闪耀地方与创投圈的明星。7月以来以平均每天增加5人的速度在揽才,一年半时间,员工从40人扩张到近200人。
是什么让一家默默无闻的企业迅速崛起?在纳米尺度的基因世界里,他们有什么看家本领?
精准赛道的默默耕耘者
每一个人身体内都含有大量DNA,人与外界的交互,实际上也是大量DNA交互的过程。可以说,DNA信息与人体的健康息息相关。
目前,基因测序技术经过了几轮迭代,通量由低变高,测序读长由短到长,成本由高变低,测试时长缩短,产品外形愈发小型便携,应用场景也在不断拓展。
如芯片之于通信行业,基因测序仪是整个基因产业链的核心。基因测序产业链上游的基因测序仪及配套试剂是整个产业链壁垒最高的部分,它对产业化和工程化的要求极高。
2020年9月,成都,一家寂寂无名的成都科创企业在公司公众号上发布了它的第一款产品——纳米孔基因测序仪Qome-9604。
没有盛大的线下发布会,甚至文章也没有精心编排,这个产品却宛如一颗“核弹”,引爆了整个行业的热情。
“前台的电话几乎被打爆。”市场总监杨迁回忆,各路投资机构、科研工作者、中下游企业纷至沓来,联系合作;当年入选麻省理工科技评论2020年“50家聪明公司”、上榜2020新医疗企业TOP50,各类荣誉加身。
谁也没成想到,在四川成都,一家默默无闻的企业,突破了海外对单分子基因测序仪设备的垄断,成为国内唯一、全球唯二通过自主研发踏上纳米孔基因测序产业化之路的企业。
这个金属小箱子是中国第一台纳米孔基因测序仪,填补了国内新一代基因测序技术领域的空白。
虽然早在1989年,就有人提出了纳米孔基因测序的理论模型,但由于缺乏成熟的制造技术,纳米孔基因测序仪的制造几乎一直停留在图纸上。在齐碳科技实现国内“0”的突破前,只有英国的牛津纳米孔科技公司一家拥有此项设备技术。
齐碳科技联合创始人谢丹回忆,自己在美国进修时,发现目前市场上主流的二代测序仪的很多短板制约了对人类基因的全面了解,而纳米孔测序能够完美解决二代测序仪留下的痛点。
在谢丹眼中,纳米孔测序原理“非常优美”。纳米孔测序的核心是一个内径1.2纳米的蛋白孔道,当DNA单链通过孔道时,不同的碱基会对孔道内的电流产生不同程度的阻断,从而形成变化的电流信号,再通过算法把机器捕捉到的电信号转换为碱基序列。
原理看似简单,但在纳米尺度上“跳舞”,涉及多个前沿学科的技术交叉,要转换为成果样机并不容易。
一个偶然的机会,谢丹与白净卫相识。白净卫在微纳仪器研发领域有10年以上的经验,两人一拍即合,谢丹又找到成都七中的校友、清华大学自动化系博士毕业的胡庚,三人开启了纳米孔基因测序这一前沿技术的自主研发,决心从上游解决基因测序技术“卡脖子”的难题。
几位创始人分别在化学材料、生物信息、电路设计领域多元互补的学科背景,恰好弥合了跨学科难点。
疫情吹来的“东风”与“浮沫”
在齐碳科技成都总部的会议室里,技术人员演示了这台纳米孔基因测序仪的使用。将它接通电源和电脑、将预处理好的样本滴入加样孔内,很快就能实时输出基因测序数据。在理想情况下,对一些病原体的检测只需短短一两个小时就能获得结果。
谢丹告诉记者,与主流二代基因测序技术相比,纳米孔基因测序仪具有长读长、实时输出测序结果、仪器小型便携等优势。
最早,纳米孔基因测序仪单次测序准确度低、芯片稳定性差的问题备受诟病,但是在技术升级的动力下,这些短板正在被快速补强。齐碳科技去年推出的QNome-9604准确率为85%,目前内部测定准确率已经能够达到90%。
除了手握尖端技术的天然优势,广阔的应用场景也是齐碳科技穿透浮沫、脚踩实地的底气。
借助新冠肺炎疫情防控的契机,生物科技行业得到了迅速发展。对于齐碳科技而言,这股势头是“东风”也是“浮沫”。
“整个行业一下子吹了很多泡沫起来”,谢丹认为疫情让公众对生物科技行业在医用领域的巨大功用有了更深的认知、更多的期待,“但是也要清醒地认识到过几年潮会退下去”。眼前齐碳科技希望做的是抓住行业繁荣机会的同时,尽快把基础打扎实。
谢丹介绍,纳米孔基因测序仪不仅是一种高端医用设备,“它是一个平台性的科学仪器”,除了病原体研究、肿瘤早筛、遗传病筛查等医学应用外,还能覆盖食品安全、环境监测保护、刑侦安防等更加广泛的应用空间。
一些细分的应用场景还在拓展中。如同谢丹讲的那样,“想象力是无限的”。齐碳科技市场总监杨迁提到,去年产品发布后一些大型养殖业的伙伴意外地找上门来,公司才了解到基因测序仪在先进农业畜牧业也有相当的应用。
齐碳科技未来的两大目标,一是实现产业转化,二是产品不断迭代升级。目前,公司位于成都的生产基地正在建设之中,齐碳科技计划将在今年内实现科研级产品的量产,并推出医用级产品。同时,“公司始终是技术和人才驱动的”,谢丹透露,齐碳科技未来将会加大投入开发中高通量的机型、升级内部纳米孔和芯片组件,让仪器变得更稳定。
从纯研发向市场化、产业化转变“每一步都是风险和挑战”,谢丹也分析到公司预期面临的全新难点,诸如产品后续研发、品牌塑造、行业竞争、建立商业模式等挑战将不断出现。但是,纳米孔基因测序仪“照亮过去基因测序黑暗角落”的巨大优势,以及新技术迅速成熟的趋势给齐碳科技带来了更大的信心。