新經濟加速營丨國內第一臺納米孔基因測序儀產自成都

2020-12-26 華西都市網新聞頻道

今年10月啟動的成都新經濟企業創新加速營三期,從近百名報名的成都創新企業中甄選了20家企業入營。這些企業覆蓋人工智慧、生物醫療、大數據、先進材料、大消費等多個領域,均具有良好市場前景和行業示範意義。


而其中,成都齊碳科技有限公司是生物醫療領域不得不提的一家。


作為國內第一家自主研發出納米孔基因測序儀,並成功實現穩定獲得納米孔基因測序數據的企業,齊碳科技代表的是基因測序行業最前沿的技術實力。


目前,齊碳科技已獲得四輪融資,其中不乏高榕資本、中關村協同創新基金、華控基石基金、雅惠投資、百度風投、銀杏谷資本等一線機構。




技術升級、打破壟斷

納米孔基因測序優勢開始凸顯


每一個人身體內都含有大量DNA,人與外界的交互,實際上也是大量DNA交換的過程。可以說,DNA信息與人體的健康息息相關。


目前成熟的一個基因測序技術應用場景是無創DNA產前檢查,只需採集孕婦靜脈血,就可通過對孕婦外周血中的游離DNA片段測序,來判斷胎兒的健康狀況。相比傳統唐氏篩查,無創產前檢查具有檢出率高、假陽性率低的優勢。此外,基因檢測技術在如試管嬰兒、液體活檢、新生兒檢查、遺傳病研究、腫瘤分型等領域,都已開展推廣應用。


目前,基因測序技術經過了幾輪迭代,通量由低變高、測序讀長由短到長、成本由高變低、測試時長縮短、產品外形愈發小型便攜,應用場景也在不斷拓展。


第一代基因測序技術測序通量極低,讀長只有1kbp,而檢測成本卻極高。第一條人類基因組就是由一代基因測序儀檢測的,花費了整整三十億美金。


第二代基因測序技術的出現,對整個行業有顛覆性意義,解決了一代技術成本極高、通量極低的問題,是目前市場上的主流應用,前文所提到的無創產前檢測,目前主要就是通過二代基因測序完成的。但是,二代測序技術也存在著讀長短、速度慢、無法實時測序、設備龐大等不足。


納米孔基因測序儀與前幾代測序儀的原理不同,是通過電場力驅動單鏈核酸分子穿過納米尺寸的蛋白孔道,由於不同的鹼基通過納米孔道時產生了不同阻斷程度和阻斷時間的電流信號,根據電流信號識別每條核酸分子上的鹼基信息,從而實現對單鏈核酸分子的測序,已被認為是測序技術的新方向。


簡單來說,納米孔基因測序儀具有長讀長、實時輸出測序結果、儀器小型便攜等優勢。


在尋求技術升級的同時,基因測序也需要打破依賴國外進口壟斷的現狀。在基因測序產業鏈上,處於上遊的測序儀器和配套試劑是技術門檻最高的部分,也是利潤最高的部分,目前上遊正處於技術壁壘最高的壟斷地位,例如二代測序儀廠商Illumina壟斷了全球80%以上的市場。


三人創始團隊互補

研發國內第一臺納米孔基因測序儀


齊碳科技成立於2016年,由謝丹博士、白淨衛博士、胡庚博士聯合創立。


納米孔基因測序儀是一項極跨學科的產品,要完成這項研發,需要從軟體到硬體都具備很強的技術支撐。例如,鹼基通過的納米孔是一個活的蛋白孔,測序全過程都發生在一張精密的流體生物晶片中,再利用精巧的放大電路對電流信號進行去噪放大,這整個過程中涉及到核酸文庫、蛋白工程、流體晶片、電子電路、人工智慧等多個專業領域。


而齊碳科技的創始人團隊,則正好各有所長。


謝丹是美國伊利諾伊大學香檳分校生物醫學工程博士、史丹福大學醫學院基因組學與個性化醫學中心博士後,在基因測序技術和生物信息學領域積累豐富。


白淨衛是美國加州大學洛杉磯分校材料學博士、IBM 沃森實驗室博士後,曾受聘於基因測序領域世界領先地位的Illumina公司從事基因測序技術研發,擁有超過10年的微納器件研發經驗。


胡庚在清華大學自動化系先後取得本科、碩士、博士學位,獲得西門子研究院全球高級項目經理認證,是電子電路專家。




在三人帶領與團隊合作下,2017年10月,齊碳科技推出了納米孔測序儀原理樣機,謝丹直言道:「當時這款產品是單孔的,甚至都還不能被稱作是納米孔測序儀,只是證明了從原理上來說是能夠工作的。」在隨後三年時間裡,齊碳科技先後推出工程樣機、產品樣機,實現了多通路測序。於2018年在北京成立了研發中心,並自建了潔淨間和流體晶片生產線。


不斷迭代之後,齊碳科技在2020年9月,推出了我國第一臺納米孔基因測序儀產品QNome-9604,準確率達87%,8小時可穩定產出500Mbp數據,讀長10kb以上。




目前該產品正處於Alpha Test階段,齊碳科技已將生產線落戶天府國際生物城,預計將在2021年7月實現量產。


相較於前幾代測序技術,納米孔基因測序技術帶來的可想像應用場景還將更多。


謝丹提到,納米孔基因測序技術最快實現的一個場景就是對病原微生物的快速鑑定。「例如針對病人的不明原因發熱,醫生如果可以快速判定是由何種細菌或病毒導致的,就可以做到對症下藥,減少廣譜抗生素的濫用。」


「納米孔測序技術可以做到快速、實時測序,這個應用場景就是一個很好的切入點」,謝丹解答說,「醫生可以在醫院內快速完成樣本採集、建庫及測序,在較短的時間裡得到檢測結果,從而制定精準治療方案。」


納米孔測序儀因其讀長更長的優勢,在未來還可以應用到檢測基因的結構性突變中;而成本更低的優勢,讓納米孔測序儀也可以探討除了為人類服務,或許未來還可以應用到動物、植物等領域。


新經濟加速營

為創新企業提供創業錦囊


由成都市新經濟發展委員會指導,新經濟發展研究院iNED和普華永道中國主辦的成都新經濟企業創新加速營,自2018年開始就在持續為成都新經濟企業提供賦能。齊碳科技即是成都新經濟企業創新加速營三期入營企業之一。



對於齊碳科技創始人謝丹來說,入營後最大的收穫是重新思考了創業這件事,「開始創業後的每一天工作都應接不暇,甚至沒有喘氣的時間,加速營的培訓涉及新經濟創業的方方面面,提醒我們重新思考戰略、競爭、資金、品牌、團隊打造、領導力、企業成長與自我成長。」


在各項思考中,對當下的齊碳科技及其創始人團隊影響最深的是關於創新企業人才與組織建設方面的分享,即如何通過「關鍵少數法則」,讓文化驅動組織轉型。


齊碳科技是一個高學歷、研究型人才匯聚的團隊,現有員工中超半數擁有碩士、博士學歷。隨著企業的快速發展,謝丹表示,「我們正在從『以研發為導向』向『以市場為導向』轉變,也需要從創業團隊向一流企業轉變。這場培訓,提醒了我們在以研發、以技術為重心的同時,也要重視企業文化建設,這雖然是一個很難量化的東西,但卻是任何一個一流企業都應該具備的。」


「創業猶如走迷宮,在九死一生的創業路上,到處有『敵人』,隨處都是『坑』」,在談及成都新經濟企業創新加速營對企業的價值時,謝丹說,「加速營可能無法直接告訴創業者們走出迷宮的最優路徑,但能給你補充槍枝彈藥,某位嘉賓分享的某句話,或許可以成為你解決某個問題的『錦囊』。」


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