此前，測序儀的生產(chǎn)一直被兩家美國公司Illumina、賽默飛世爾壟斷。由此產(chǎn)生的后果是，中國中游的基因檢測公司議價權(quán)受到極大限制，一旦測序儀、配套試劑提價，將使得基因檢測服務價格發(fā)生較大波動。并且，一旦中國的公司占據(jù)較大的市場份額后，美國公司可能采取設(shè)置設(shè)備和技術(shù)壁壘等手段，“壟斷“整個產(chǎn)業(yè)鏈條的話語權(quán)，遏制其快速發(fā)展。

比如，在2010年，華大集團營收突破十億，一躍成為全球最大的基因組學研究機構(gòu)后。Illumina出售給華大的測序儀、配套試劑不斷提價，每年的漲幅約為4%，而且到貨時間不定，損壞的儀器也未及時維修，嚴重影響華大與下游機構(gòu)的合作和科研進展。

要擺脫“受制于人”的困境，就必須實現(xiàn)測序儀的“中國智造”。“競爭無論是對于上游也好，對于下游也好，都是好的，”華大智造首席運營官蔣慧告訴《華夏時報》記者，“對于上游來說，能夠鼓勵大家去做更多的新技術(shù)的開發(fā)，能夠去進一步提升工具的效率；對于中下游來說有更多的選擇，大家不會覺得自己被卡住了脖子?！?

買來的核心技術(shù)與艱難的硬件升級

2013年3月18日，華大集團以1.17億美元的價格完成對CG公司（Complete Genomics）的收購。CG公司擁有自主研發(fā)測序儀的核心技術(shù)，這次收購讓華大迅速完成了技術(shù)、產(chǎn)業(yè)升級，進軍上游測序儀生產(chǎn)領(lǐng)域。

隨后，華大在深圳組建了自己的測序儀研發(fā)團隊，通過國產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，在2015年10月交付出擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的BGISEQ-500高通量桌面型基因測序儀，并在2016年4月，正式組建成立深圳華大智造科技有限公司（下稱“華大智造”），從集團獨立出來，深耕測序儀研發(fā)與生產(chǎn)。

據(jù)本報記者了解，測序儀的生產(chǎn)壁壘非常高，需要多個學科高度融合，包括光學、流體、機械、電子和自動化、軟件算法、生化、半導體等，任何一個方面有欠缺都無法實現(xiàn)高質(zhì)量數(shù)據(jù)產(chǎn)出。

此前，CG公司的測序儀原型主要應用于科研，機器體型較大、售價高昂，華大智造要實現(xiàn)量產(chǎn)化、降低成本，存在著不小的挑戰(zhàn)。華大智造的思路是，以CG公司的技術(shù)為核心，對配套硬件比如光學系統(tǒng)、流體系統(tǒng)、移動平臺等進行徹底的推翻重建，改造升級以適應輕量化的臨床需求。

由于當時國內(nèi)測序儀制造的產(chǎn)業(yè)鏈尚未建立，想找到符合條件的硬件制造商非常難。據(jù)華大智造儀器研發(fā)人員對《華夏時報》記者回憶，之前國內(nèi)甚至找不出一家廠家能生產(chǎn)測序儀的光機，研發(fā)團隊走遍了國內(nèi)所有的光學企業(yè)，終于找到了一家有生產(chǎn)能力的公司，摸著石頭過河，才做出了第一臺光機。該公司現(xiàn)在已經(jīng)成為了華大智造的戰(zhàn)略合作伙伴。

“沒有那臺光機之前，我們甚至都沒有信心是不是能拍到熒光信號。”上述研發(fā)人員說，團隊就這樣一點一點攻克了技術(shù)瓶頸，逐步實現(xiàn)了測序儀核心部件的國產(chǎn)化、產(chǎn)業(yè)化。比如高性能物鏡、濾光片、激光器的國產(chǎn)化，快速對焦系統(tǒng)的自主開發(fā)，以及高精度移動平臺及機械手的國產(chǎn)化等等。

5年后的全面反超：更快、更準、更便宜

隨后，華大智造保持每年推出一款新機型的速度,至今共實現(xiàn)了DNBSEQ-T7、MGISEQ-2000、MGISEQ-200、BGISEQ-50、BGISEQ-500五款測序儀的量產(chǎn)，研發(fā)周期快于對手一倍以上。

在這五款測序儀中，DNBSEQ-T7是大型超高通量測序儀；MGISEQ-2000是中大型測序儀，同時支持兩種芯片，靈活應用于科研和臨床等多個領(lǐng)域；MGISEQ-200是小型化測序儀，支持多種讀長，能靈活滿足不同應用場景通量和時間要求；BGISEQ-500是中大型基因組測序儀，BGISEQ-50是專注于生育、病原等醫(yī)學檢驗應用的快速小型基因測序儀，形成了完整的高中低通量產(chǎn)品布局。

以最新的DNBSEQ-T7為例，該款測序儀于9月9日正式交付，在準確度、成本、測序速度方面均居業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。華大智造項目管理部負責人告訴《華夏時報》記者，1臺T7可在1天之內(nèi)一次性完成60人的全基因組測序，成本低于其他廠商的同類型測序儀。并且， T7可以進行4張芯片的獨立運行，實現(xiàn)不同芯片、不同測序讀長自由異步下機，極大地提高了測序的效率。

在準確度方面，據(jù)《華夏時報》記者了解，DNBSEQ-T7的高準確度來自于華大智造的獨有的DNA納米球技術(shù)。如果把測序儀比作一臺復印機，傳統(tǒng)的PCR技術(shù)相當于一直拿著復印件去復印，錯誤會累積、失準；而華大智造的DNA納米球技術(shù)，相當于始終用原件來復印，保證了最終結(jié)果的清晰、準確。

在成本方面，據(jù)上述研發(fā)人員介紹，華大智造的硬件70%-80%都實現(xiàn)了國產(chǎn)化的自主替代。在同等性能下，國產(chǎn)化配件的價格更低。比如現(xiàn)在DNBSEQ-T7中使用的TDI相機，通過特殊的噪聲處理優(yōu)化，性價比遠高于科學級相機。“很多核心部件都是經(jīng)過優(yōu)化、篩選，再裝配到華大智造的測序儀上，但是成本不一定會高很多?！痹撗邪l(fā)人員說。

在測序速度方面，華大智造也實現(xiàn)了生化反應與拍照環(huán)節(jié)速度的提升，使得整體測序時間減少成為可能。上述研發(fā)人員向《華夏時報》記者表示，DNBSEQ-T7光機采用全球掃描速度最快的TDI相機將光機掃描速度提升6倍，生化反應速度提高4倍，流體速度提升6倍，實現(xiàn)最終通量達到6T/天的全球最高測序通量。

目前，DNBSEQ-T7首批交付的客戶主要有兩家，分別是華大基因股份與微基因。蔣慧表示，華大基因股份主要運用DNBSEQ-T7來拓展科技服務業(yè)務，為科研項目產(chǎn)出數(shù)據(jù)。微基因主要運用DNBSEQ-T7去為個人提供全基因組的測序服務。

在DNBSEQ-T7之前，個人去做全基因組測序非常少，主要是采用基因芯片檢測固定位點，因為測序價格十分昂貴。但是，蔣慧表示，實際上還是會有很多人有興趣去做這樣一件事情，這是未來的趨勢。這個行業(yè)的拓展對數(shù)據(jù)產(chǎn)出要求很高，對成本要求很低，而華大智造的測序儀會緊跟這個業(yè)務方向。

從“買進來”到“走出去”

目前，華大智造測序儀已經(jīng)占據(jù)國內(nèi)超過三分之一的市場總量。同時，華大智造積極“走出去”，搭建海外市場，全球裝機總量已超過1200臺。瑞典、日本、韓國、澳大利亞、巴西、南非與印度等國家都有華大智造的測序儀助力科技研發(fā)。

以瑞典為例，瑞典的卡羅林斯卡大學微生物轉(zhuǎn)化醫(yī)學中心會用華大智造的測序儀去做大規(guī)模的宏基因組學的研究。宏基因組學已經(jīng)被證明與很多疾病相關(guān)，包括肥胖、腫瘤等。

“我們今年有兩個地方，之前大家沒有想過會這么快建立了實驗室，一個是南非，一個是印度?！笔Y慧說，今年下半年華大智造已經(jīng)與南非合作搭建了實驗室，致力于當?shù)丶膊》揽?、動植物資源等研究。而印度則是一個人口即將超過中國的大國，經(jīng)濟水平相對滯后，所以在疾病防控上需要很多新的技術(shù)，它對于測序的時效性與成本的要求要更高。

華大智造工程師在南非實驗室進行裝機

同時，華大智造在拉脫維亞的實驗室經(jīng)過兩年多的建設(shè)，在今年年底也將投入使用，這也是響應國家“一帶一路”戰(zhàn)略的號召。

為了解華大智造生產(chǎn)的測序儀的使用效果，《華夏時報》記者采訪了吉因加科技副總裁田超。田超表示，華大智造的測序儀在成本、準確性、效率方面都很有優(yōu)勢。“我們的大量研發(fā)測試數(shù)據(jù)表明，相應的平臺顯示了非常好的準確性、運行的效率與性價比。能夠有效的為現(xiàn)有及未來的臨床需求做良好的支撐?！?月20日，吉因加科技與華大智造合作研發(fā)的Gene+Seq-200、Gene+Seq-2000兩款測序儀獲證上市。

“隨著大家對國產(chǎn)儀器平臺接觸越來越多，接受和采用的比例也會越來越高，未來會有很多公司綜合去評估質(zhì)量、成本、靈活可控等各方面因素，來選擇適合的測序儀。”田超稱。

測序包括樣本采集、樣本制備、樣本提取三個環(huán)節(jié)，之后再進行生物信息分析。華大智造提供的測序儀與配套試劑是固定好的，而在樣本的采集、提取、文庫的制備、生信分析等環(huán)節(jié)，各家公司都可以根據(jù)自己的需求，進行研發(fā)和拓展。“我們一直致力于整個生態(tài)的搭建?！笔Y慧說，測序儀就像一個手機，你可以在上面裝各種各樣的應用，比如消費級的個人全基因組測序、臨床級的腫瘤檢測、科研級的農(nóng)業(yè)育種服務……這些都是能夠去拓展的新的方向。

“在整個產(chǎn)業(yè)鏈條里面，華大智造是其中一個部分的工具的提供者，而我們要想把產(chǎn)業(yè)鏈完善起來的話，光靠我們是不夠的，”蔣慧說，“所以我們需要鼓勵更多的人一起去做。只有當這個鏈條上面很多不同類型的樣本都能夠?qū)崿F(xiàn)整個流程的時候，才能夠創(chuàng)造出來價值。這就是我們致力于打造生態(tài)的意義所在。行業(yè)怎么去做大？就是要基于這樣的一些技術(shù)，在上下游去進行更多的延伸。只有行業(yè)做的人比較多的時候，才能更加掌握話語權(quán)?！?

在蔣慧看來，未來測序儀的發(fā)展有三個方向，一是超高通量，因為隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)與成本的進一步下降，人人都將擁有自己的基因組，作為衡量生命健康狀態(tài)的指標；二是小型化，讓基因檢測在不同的場景下成為可能；三是一體式，目前測序的流程還比較復雜，未來，測序?qū)⒆兂煞胚M樣本后，報告就能夠出來的一個非常簡便的操作系統(tǒng)，讓技術(shù)更加可及。