我国基因测序产业上游发展的“困”与“惑”

                                                    靠什么读懂生命天书

九年前在深圳海关通关的普通一单：涉及产品为128台（套）高通量测序仪HiSeq2000，买入方是我国华大基因公司，卖出方为美国Illumina公司。

“在中国的测序市场扎稳脚跟，这单交易对Illumina公司也至关重要。”

测序仪研发量产艰难

• “生产测序仪需要机械、电子、化学、物理、分子生物学、信息软件等学科的结合。”东南大学教授陆祖宏表示，高端装备制造业似乎也难以涵盖测序仪的生产工艺范围。根据“第三次工业革命是涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术等多领域革命”的定义，测序仪的研发生产则需要除新能源和空间技术之外的所有第三次工业革命中所出现的技术的融合。
• “跨界”是测序仪的基础，“精准”则是测序仪的“命门”。
  • 基因测序犹如“蚂蚁搬山”，搬的时候“每粒沙子”都要对准位置。测序时，几微升的溶液中会包含1000个待测DNA单链分子，不同的单个碱基“找到组织”（合成上链）就会发出不同的荧光，检测荧光颜色能够读取DNA。然而，每个单元中1000个分子的合成很难同步，“这个分子合成到99个时，那个分子可能合成到101个，这样捕捉到的荧光波长将会受到干扰。”陆祖宏说，要测准，必须减少干扰、提高测序精确度。
  • 技术门槛高之外，高额资本投入、研发周期长也是测序仪产业化的难点。“一款实验室中的样机要走出来，需要10亿元以上的资金投入，研发周期数十年左右。”

新技术上位“步履维艰”

• 从产业化到量产、再到占有市场，却是另一个“故事”。除了测序仪器本身会与垄断天然形成竞争，在配套供应上仍旧会再遭遇一次“卡脖子”。

• “我国造出自己的测序仪之后，受到过国际大公司的排挤，例如通过试剂、酶等在供应上实施封锁。”。

• “新技术就算好，让市场‘弃旧用新’的阻力也很大。”

• “测序仪就好比操作系统，要能够搭载、兼容不同的‘APP’才能用得广。” 一款新仪器如果采用的是全新的系统，就好比跳过“安卓”“IOS”系统，自己“另起炉灶”，要获得整个市场配合是很困难的。

• 对于中国的产业来说，如此“困局”无独有偶。例如，在医学影像领域，GE、日立、飞利浦盘踞我国三甲医院多年，业内甚至得出共识：不变换赛道（转变原理），我国医学影像企业几乎没有可能打破垄断。

• 那么对于基因测序产业，机遇又在哪里？是等待原始创新，变换赛道，还是贴牌引进，合资发展呢？

输出

• 华大买入的这次交易，对illumina公司的发展也起到了至关重要的作用。

• 测序仪的研发需要的技术繁多，工艺复杂，成本和时间代价都很大。

• 新技术就算好，但如果要打入市场推广应用前路漫漫。

                                             从技术破冰到占领市场，路还远
  

测序仪巨头企业Illumina在基因测序仪核心技术领域的专利数高达四位数。有专家表示，其专利保护已经系统、致密地将核心技术围得像“铁桶套铁桶”。

自主破冰只是起点

• 华大收购在美国基因测序领域排名第三的Complete Genomics公司，解决专利问题，实现核心工具能力自主化和可控。
• 抓住机会，自主破冰，只是起点。“基因测序行业是有上下游链条的，除了要生产出高精密的测序仪，还要配备有效的试剂盒，以及成套的解决方案。”，华大后续开发了纳米球技术，能够实现测序扩增前的原版“影印”；找到万里挑一的测序酶，使生化反应时间可以缩短到1分钟内……
• “用技术创新挑战‘寡头’，提升测序仪能力和标准。
• 在上游仪器、试剂、软件三方面均有研发和生产能力的，Illumina和华大均在列。
• 预计我国科学仪器成果未来几年将进入重要的推广应用阶段，将缓解我国对国外高端科研仪器的依赖。相关业内人士表示，也有不少企业正在调研或推进新一代基因测序仪的生产，据估测，目前国内有近十家企业在试水高通量之后的更新一代技术。

走出推广应用的“怪圈”

• 当自主技术形成的产品已经从“不可用”到“可用”，需在应用中“练兵”，才能从“可用”向“好用”发展。
• 重要的推广应用阶段即将到来，市场却似乎没有准备好：一边为科技创新欢欣鼓舞；一边却在试用新产品时心存疑虑。最令创新者心寒的是使用方的“三不”态度：不接受、不关心、不试用。新技术有了，如果五六年不使用，国外有了新的迭代，再新的技术也会落后。
• 对此，有业内专家表示，一方面，研发方要有工匠精神，对仪器工程化、可靠性的研究仍应该持续加强；另一方面，使用方应动态判断，如果国内仪器已经与国际持平，应大胆采购。
• “理论上，有国家经费支持的设备采购应坚持‘有国产不进口’的原则，但在实际操作中，对是否有国产的前提判断艰难、甚至微妙。”一位不愿透露姓名的专家表示
• 国产仪器应用进入一个“怪圈”——推广难、用户少，研发企业难以根据反馈改进，使产品追不上世界最高品质，产品品质的差距又造成了应用推广的困境。
• 科技创新的“练兵场”似乎被一种固执的偏见封锁了。“进口用得好好的”这种信念也带来惰性。华大基因在科研项目的招标中也遭遇过类似的拒绝，“有高校院所，在设置应标门槛时增加限制，有明显指向性和排他性，使得只有特定企业能进入投标程序。”
• “练兵场”的开放将有益于整个测序产业生态的建立，而充分的竞争是健康生态的基础。“拥有了中国独立自主的仪器，完全可以建立健康发展的测序生态。” 对于测序仪产业来说，近九成的测序数据从国外垄断企业产出的现状能够改变。

输出

• 做出自己的测序仪远远不是终点，不断地迭代研发才是正道。
• 惰性和信任缺失导致推广困难，政策支持和优化营销方案是出路

参考

• https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1563875673&ver=1746&signature=w299vsBPUpI18s3h6jCh7SWBNnfqZUd7gFvC8m8cnZmIwolWSTXBapI5JXrzE90DUG3oK8ZnQfZkx-B9XUxL3qBrPfSq4UO3MCdxwd-UmmeD3yUR-dKmCMwh1ykCJL&new=1
  参考

• https://mp.weixin.qq.com/s?src=11&timestamp=1563875673&ver=1746&signature=w299vsBPUpI18s3h6jCh7SWBNnfqZUd7gFvC8m8cnZmIwolWSTXBapI5JXrzE90DUG3oK8ZnQfZkx-B9XUxL3qBrPfSq4UO3MCdxwd-UmmeD3yUR-dKmCMwh1ykCJL&new=1