Q：回顧過去幾十年，什么東西降價最快？

答案：基因測序！

1990年，美國能源部及國家衛生研究院投資30億美元，歷時十一年，經過美國、英國、日本、法國、德國和中國幾百個科學家的共同努力，完成了人類第一個全基因組測序圖譜。

針對個人的基因組測序服務剛出現時，測序費用高達上百萬美元，普通人望塵莫及。現今，做個全基因組測序帶分析，一個實驗員+一個生信員（生物信息分析員）兩周就可以出結果，價格在1000美元左右。

曾經要聯合各國科技之力的巨型工程，為何如此便宜了？

這主要歸功于下一代測序技術（Next generation sequencing， NGS），又叫高通量測序技術。今天的下一代測序，不僅能夠將DNA剪碎、擴增、測序、拼接，一個測序儀還能同時測幾百個人的DNA樣本，基因數據的分析流程也趨向標準化。成本平攤到每個樣本身上，自然低許多。

在科技日新月異的今天，這項技術的發展現狀及應用情況如何？一起來了解下吧！

NGS在腫瘤臨床診斷中的廣泛應用

在很早之前，諾貝爾醫學獎獲得者利根川進博士就告訴我們：人體除了外傷外，一切疾病都與基因有關。

基因是所有生物最大的“秘密”，對于我們人類而言，它決定了我們的生老病死。你的健康、美丑、壽命、高矮胖瘦都與基因有關，它是我們生命的操縱者和調控者。而NGS，就是專門解讀基因的一項基因測序技術。

目前，最常用的NGS技術始于2005年，全球第一臺商業化的第二代DNA測序儀GS 20的誕生，拉開了基因產業發展的序幕，全球各大生物醫藥企業紛紛加入NGS技術領域的競爭。

經過十多年來的發展，NGS技術已經滲透到生命科學的各個領域，無論是婚孕檢查，還是產前遺傳病檢查、新生兒基因檢測、腫瘤診斷等方面都大放異彩，它在醫學界引發了一場新的技術革命。

尤其是腫瘤診斷及治療，業內人士表示，腫瘤的基因測序是目前應用最為廣泛，且可能會是未來占比最高，市場需求最大的應用領域。

驅動腫瘤NGS檢測市場迅速增長的重要因素，是近年來靶向藥物、免疫治療藥物在國內被加速審批并且逐步納入醫保目錄，患者對藥物可及性的增長，也為基因檢測創造了新的需求。

此外，隨著中國抗癌協會臨床腫瘤學協作專業委員會（CSCO）每年以NGS基因檢測為主題的衛星會占比不斷地提高（目前已達70%），醫生對腫瘤NGS檢測的認知正在被完善。

目前，腫瘤NGS檢測的應用方向主要分為腫瘤早期篩查、腫瘤用藥指導（伴隨診斷）和遺傳性腫瘤的篩查。其中，腫瘤用藥指導（伴隨診斷）已是目前基因檢測在腫瘤領域較為成熟的應用。

科學家已經鑒定出一組特定的腫瘤DNA變化，因此腫瘤患者不再是僅根據病理分型選擇化療藥物，而可以通過基因檢測，發現突變位點，為患者制定更加有效、副作用更小的化療、靶向、免疫治療方案以及家族癌癥風險評估。

根據Frost&Sullivan數據，2019年NGS在中國的市場規模已經達到22億元人民幣，從2015年到2019年復合年增長率達到51.2%，預計到2024年將保持35.5%的復合年增長率。

但其市場潛力還遠未得到釋放——根據興業證券研報，在2019年，中國僅有6.4%的晚期癌癥患者和被建議進行癌癥基因分型檢測的癌癥患者采用NGS癌癥伴隨診斷檢測，而美國這一比例達到了23.5%。未來，隨著藥物可及性上升以及滲透率的不斷提高，中國NGS癌癥伴隨診斷市場可謂是前景廣闊。

去年10月，歐洲醫學腫瘤學會（ESMO）發布了首部含金量超高的轉移性癌癥患者下一代測序指南。這份指南由ESMO轉化研究和精準醫學專家組參與，并基于ESCAT（分子靶點臨床可行性量表）以及有效靶向藥物的情況，進一步評估NGS對于每種腫瘤類型的效率和臨床價值制定建議。

這也是醫學界關于下一代測序使用的第一個指南，將給臨床醫生和患者意義重大的治療指導。

來自張江的NGS企業

張江科學城作為上海科創中心建設的核心承載區，擁有伯豪生物、美吉生物、寶藤生物、凡迪生物、南方基因、其明信息、歐易生物、瀚宇生物、歐孚生物、之江生物等超過10家NGS測序企業。

01

寶藤生物：做腫瘤分子診斷領域領軍企業

精準醫療的概念，是最近幾年才火起來的，但對癌癥治療領域來說，一點都不新鮮。自從十多年前靶向藥物出現，大家就開始做精準醫療：根據患者基因特點，而使用對應的藥物和治療方式。

癌癥治療，在未來10-20年仍然會是基因測序的第一大市場。寶藤生物成立于2008年，擁有上海寶藤醫學檢驗中心、上海張江轉化醫學研發中心等十九家子公司，縱觀其發展歷程，自2011年張江轉化醫學研發中心成立，到2016年承建張江國家創新示范區精準醫學大數據平臺，再到2020年以滿分通過全國腫瘤體細胞突變高通量測序檢測生物信息學分析室間質評，寶藤生物一路走來可謂是穩扎穩打。

目前，寶藤生物建立的多家聯合分子醫學中心，已形成了集臨床數據、患者基因組數據及健康管理數據于一體的醫學大數據網絡，進而形成對個體化精準治療、高端健康管理和新藥研發的支撐系統。

02

凡迪生物：專注于無創產前檢測

幾年前，唐篩高風險的準媽媽們還都面臨著一個兩難的選擇：到底要不要做羊水穿刺？

不做，如果肚子里真的是唐氏寶寶可怎么辦？

做，又擔心有一定流產的風險。畢竟很多高齡孕婦的寶寶著實來之不易。

隨著無創產檢的推廣，這一難題基本得到了解決。只要給孕婦的外周血游離DNA進行基因測序，就能對其中的寶寶DNA是否存在染色體數量異常進行診斷。無創產檢準確性相對較高、無風險，能檢測的疾病種類也增加了。

凡迪生物作為擁有第三方獨立醫學檢驗資質的檢測機構，在“三體綜合征”無創產前檢測和“單基因遺傳病”基因檢測等方面擁有多項核心技術。其業務覆蓋全國近30個省市，在優生優育領域基因檢測服務量排名前三，市場占有率達15%。此外，凡迪生物還提供腫瘤靶向藥物、腫瘤化療藥物等個體化藥物基因檢測服務。

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南方基因：擁有全通量基因組學分析平臺的“國家隊”

擁有全通量基因組學分析、高通量生物信息學分析系統、中國人群基因組SNP及其單倍型數據庫的南方基因可以稱得上“大有來頭”——

南方基因由上海人類基因組研究中心（國家人類基因組南方研究中心）于2000年8月出資設立，公司位于張江生物醫藥產業基地。南方基因通過整合基因組學、生物學、醫學、計算機科學和工程技術等領域創新資源，聚焦基因組學、微生物組學、環境醫學、生物醫藥等前沿技術的開發和轉化。

同時，南方基因面向國家中長期發展戰略，重點開展了人類、動植物、微生物等基因組大規模測序和生物信息學分析，人類疾病遺傳機制和遺傳多樣性研究等基礎性研究以及人類重大疾病多“組學”（基因組、轉錄組、代謝組、表觀遺傳等）的轉化應用研究。

近年來，南方基因與臨床醫院和制藥企業廣泛合作，在腫瘤遺傳機制研究、重要生物標記物篩查與鑒定、藥物研發及個體化用藥等精準醫學研究與應用領域進行廣泛合作與深入研究，并利用“組學”技術，全面開展基于二代測序的腫瘤精準診療的研發與應用，已成功研發形成多項基因檢測產品。

自2001年以來，單位人類基因組DNA測序成本整整降低了十萬倍。在新冠肺炎疫情大流行中，基因測序技術極大地提高了我國疫情防控工作的效率：從第一時間公開新冠病毒基因組序列，到疫苗研發的創紀錄速度，再到變異監測和溯源等工作，高通量基因測序技術開始進入公眾視野，其重要性不言而喻。

2021年是人類基因組計劃草圖首次發布的第20個年頭，也是基因測序技術和產業突飛猛進的20年。隨著中國基因測序產業步入“快車道”，將會有更多的張江企業在基因測序領域有所建樹。

編輯：jq