CG 测序能为科研服务市场带来什么影响?


Complete Genomics的测序技术近日通过了CFDA,估计很快就可以投产了。但回来科研服务市场,一年过去了,貌似没有什么动静,i公司的测序技术占据了大部分市场。CG能否在这个市场占有一席之位?
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个人认为其影响将与当年CGI,Ion平台切入时的影响类似,不过这次有一个更大的上下游平台(华大及其合作伙伴)对接。

测序只是一个工程技术环节,其影响与测序仪无关,与其所处的生态系统有关。即,你可以处理什么样的样本;和你可以出什么样的分析。这两者决定了你的应用范围。上下游的研发才是关键。

历史上CGI选择使用超级测序中心的方式,做人类基因组,是minimize研发,快速到资本市场上monetize技术的一个做法,并不是说这个chemistry只能做这个,或者必须要是以大型仪器的形式出现。

既然Solexa/Illumina能够相对SOLiD被华大生态系统成功捧红,这样的故事会不会再出现一次呢,我们可以拭目以待。

目前illumina和罗氏在高通量测序仪领域占据了全球大部分份额,illumina在近几年更是风声水起,占据各科研院所和测序公司的高通量测序仪的半壁江山。

我们先来梳理一下CG相关的内容,再做出分析。

2013年,华大基因完成对美国测序仪制造公司Complete Genomics(下称CG)的收购,将其测序仪更名为BGISEQ系列。其中,BGISEQ-1000基于CG的测序平台,BGISEQ-100基于Life Technologies公司的Ion Proton测序平台。华大基因并购美国基因测序公司CG

7月2日,国家食品药品监督管理总局宣布,经审查,批准了BGISEQ-1000基因测序仪、BGISEQ-100基因测序仪和胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)检测试剂盒(联合探针锚定连接测序法)、胎儿染色体非整倍体(T21、T18、T13)检测试剂盒(半导体测序法)医疗器械注册。药监局批准二代基因测序诊断产品上市此前,药监总局曾叫停各地开展的基因测序工作,称目前国内所用的基因检测仪器和相关试剂均未获得药监局注册许可,业界因此一度消沉。此次药监局批准了第一批注册申请,将为国内基因测序行业带来新的市场空间。但此次批准的测序仪与试剂盒是相配套的关系,只有二者一起使用,才能完成相关的临床医学检测。虽然拥有了注册的测序仪,但并不是对国内检测机构临床医学服务的放开。

既然已经通过药监局批准了,那未来发展状况会怎样呢?此次获批的产品,华大基因并没有向医院或者检测机构推广销售,而是自有的检验中心使用,继而为医院等提供服务。华大基因BGISEQ-1000对实验室环境要求苛刻,而且难以小型化。且早前的定位是人全基因组测序,并不适用于无创产前检测。华大基因将CG收购之后曾委托一家日本公司进行改造,被业内认为难以产品化并部署到医院。所以,目前来说,CG的发展问题就是市场占有量过低。

华大基因2010年购买了Illumina公司128台HiSeq2000测序仪,成为后者成立以来最大的一笔订单,直接帮助Illumina公司完成了至关重要的商业爬坡,使Illumina在全球的份额高速增长,当然最终要归因于其测序质量的高品质与公司的不断创新,近年,人重测的X Ten上市,物美价廉的特点对人类健康市场中高通量测序仪的冲击是前所未有的,很多仪器会由于价格高昂被淘汰。

而我们广为人知的情况是,华大收购CG是无奈之举,与华大基因合作的仪器商,以各种借口拖延并终止已购设备的维修,并将价格本就偏高的临床使用试剂耗材提价近一倍,让华大基因近1亿美元的设备险些陷入瘫痪。华大基因决定通过反向收购CG公司,来补齐仪器设备核心技术的短板。但收购该公司后,产品创新度不够,市场份额一直被Illumina打压,所以产品少人问津,估计在近几年内难以发展。华大与Illumina之争

综上所述,我认为目前国内机构和企业大多停留在科学研究阶段,面向公众的检测项目少之又少,核心竞争(高通量测序仪)创新度不高,虽然价格低昂,但测序质量不及主要竞争公司。临床CG的定位只做人体基因组测序又与X Ten业务重合,未来难以发展,国内企业缺乏市场运作经验,很难在国际市场上形成强大竞争力。但是我们要看到未来无创基因诊断市场广阔,尤其是中国的国情会全力支持国产技术发展,华大的CG如果能好好把握,在测序市场必能杀出一片天地。

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既然CG被称为“最高性价比的人基因组重测序技术”,那就要看看在“人类”和“重测序”以外的竞争劣势在哪里。

据我说知,BGISEQ1000的测序读长目前是PE36。这个尴尬的读长,是和当年刚出道不久的Solexa GA测序仪是一样的(后被illumina收购)。2008年启动、2010年发表的大熊猫基因组,正是在36bp读长的平台上完成的。

为什么选熊猫呢?感性地讲,这是中国的最具代表性的生物以及国宝。理性地讲,选别的物种,比如之后启动的水稻小麦家蚕甚至boss级的牡蛎,36bp,简直是不可能完成的任务。熊猫,一种只剩下有限数量,整个物种都是近亲,基因库复杂度低到完全已经陷入灭绝漩涡,其基因组的杂合度是极低的(对比于与异源六倍体的小麦,还有因为会发生自发SNP(根本就是SNV啦)的海洋软体动物比如牡蛎)。这样的一种杂合度极低的基因组,用36bp的序列来组装,尚且可行,但对比100~150bp测序读长的hiseq/miseq,甚至数百bp读长(但是贵)的454/ion torrent,依然要额外耗费巨大人力成本和计算成本。

而当今测序科技服务市场的重头戏是什么的?于人,必然是疾病与癌症研究,而且癌症远远占据重头戏。于人共生生态系统,大体是研究各种meta基因组与疾病的关系。于非人,自然是各种经济作物或者动物。
36bp用来研究SNP或者小indel或者CNV造成的遗传病,尚可。
36bp用来研究SV造成的的遗传病,呵呵。
36bp用来分选超复杂的meta的物种信息,呵呵。
36bp用来组装meta基因组,呵呵呵呵。
36bp用来研究基因组各种疯狂变异的肿瘤,呵呵。
36bp用来研究动植物重测序群体,呵呵。
36bp用来组装动植物装新物种基因组,呵呵呵呵。

综上所述,“最高性价比的人基因组重测序技术”,这里面的定语都是格外准确的。cg生而为人类基因组测序,在以动植物和肿瘤为大饼的测序科技服务市场,碍于其当前的技术瓶颈,其话语权想必没办法太多。但愿且祝福CG测序能突破其读长限制,好在更广阔的市场范围内与无节操的illumina力拼。

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科研单位利用CG的测序技术可以出好的实验结果,发表高质量的文章。现在已有多个单位采用CG的测序技术发表了高质量的文章。
1. ISB的工作人员利用Complete Genomics的服务对一家四口的基因组进行了测序。这是个特殊的家庭,两个孩子都患有两种隐性遗传病,米勒综合征(Miller syndrome)和纤毛运动障碍(ciliary dyskinesia),而他们的父母正常。通过父母和子女间基因组序列的比较,研究人员验证了米勒综合征的致病突变。
2. Genentech也使用了CG的测序、生物信息学及分析服务,比较了非小细胞肺癌患者的肿瘤和正常基因组。这是第一次肺癌患者的全基因组比较,结果刊登在《Nature》杂志上。Complete Genomics分别以60倍和46倍的深度对癌症和正常基因组进行了测序,提供了高分辨率结果,并让研究人员自信地检出体细胞变异。Genentech鉴定出超过5万个高可信度的体细胞单核苷酸变异(SNV)。
CG测序服务被称为“最高性价比的人基因组重测序技术”:这项技术“采用了高密度DNA(玻璃板)纳米芯片技术,在芯片上嵌入DNA纳米球,然后用非连续、非连锁联合探针锚定连接(cPAL)技术来读取序列,两项技术的应用减少了试剂的消耗和成像的时间”。该系统整合了文库、阵列、测序分析、仪器以及软件上的技术进步。
测序技术步骤包括:
1.样品准备和文库构建;
2.DNA芯片分析;
3.成像,组装和分析;
4.复合探针-锚定分子连接(Combinatorial probe-- anchor ligation,cPAL)。
利用这种技术,CG公司的科学家们能完成95%基因组序列的测定,并从每个基因组测序过程中识别320万-450万个变异序列。

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CG测序在科研上的应用与测序材料的选择是有极大关联性的。而要想获得满意的材料是让科研工作者们头疼的问题。
在人类这块,表型的的基因型是怎样的,是单基因还是多基因,其纯合度又是如何。这些问题都会影响着测序的数据以及凭借质量的好坏。

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