重磅!瀚海基因发布中国首个第三代单分子测序仪原理样机

瀚海基因(Direct Genomics)公布了其研发的专门用于临床的第三代单分子测序仪GenoCare原理样机。该仪器可以直接读取患者最原始的DNA或RNA分子序列,大大改善临床基因测序的成本、速度和质量。

       2015年10月27日,深圳,在南方科技大学主办,测序中国与瀚海基因联合承办的“基因组测序技术进展国际研讨会”上,瀚海基因(Direct Genomics)公布了其研发的专门用于临床的第三代单分子测序仪GenoCare原理样机。该仪器可以直接读取患者最原始的DNA或RNA分子序列,大大改善临床基因测序的成本、速度和质量。与已经应用于临床的基因测序设备相比,瀚海基因(Direct Genomics)研发的GenoCare单分子测序仪不需要任何样本前处理步骤,例如扩增病人的DNA拷贝数至上千倍,而这些处理步骤会导致测序成本增加、改变病人基因原始信息。

 

重磅!瀚海基因发布中国首个第三代单分子测序仪原理样机
 
       与此同时,由该原型机测得的第一批数据在bioRxiv.org以预印本出版物的形式正式公布(具体见本文结尾部分),该文章中主要介绍了原型机的测序原理,以及用该仪器检测到的三个致癌基因(EGFR、KRAS、BRAF)与临床相关突变的测序质量指标。当这三个基因平均测序深度达1X时,测序准确度达95%,当测序深度达到5X时,准确度就接近100%。
 
       美国科学院院士,斯坦福大学生物工程和应用物理学教授,着名生物技术企业家Stephen Quake说:“瀚海基因(Direct Genomics)正在解决全球共同面临的临床基因测序中存在的核心问题:质量、成本及人工。为此,他们通过一种创新且精巧的工程设计来推动单分子基因测序技术达到一个新的高度”。
 

 
       瀚海基因(Direct Genomics)创始人兼CEO、中国南方科技大学副教授贺建奎说:“我们一直与中国和世界各地着名的医生和科学家们一起努力建立一项新型的技术,使得基因组学(基因组测序)成为人们日常疾病检测服务的一部分。”
 
       瀚海基因(Direct Genomics)的科学顾问委员会包括Quake教授,美国莱斯大学生物医学工程系系主任Michael Deem博士,以及在Affymetrix, Applied Biosystems和Helicos公司领导并研究过众多基因测序仪器的John William Efcavitch 博士。
 
       早期参与到GenoCare项目的三甲医院包括深圳妇幼保健院,深圳人民医院以及南方医科大学,且在2016年将会有更多的组织加入。这三家医院的临床医生通过该仪器评估在患者血液中发现的病毒DNA以及循环的肿瘤DNA分子,从而指导病人个性化选择乙肝抗病毒药物和癌症的治疗办法。
 
       “全球约三分之一的人口感染过肝炎病毒,对于中国数以百万计的感染了乙肝病毒的人来说,乙肝的耐药性成为了一个棘手的问题,而一种经济实惠的方式是通过检测该病毒与耐药相关的基因序列,从而帮助医生指导病人选择正确核苷酸类似物治疗。”南方医科大学疾病感染中心的Zhanhui Wang教授评价说:“该技术有潜力发展成为医院广泛使用的临床基因突变检测工具”。
 
       瀚海基因(Direct Genomics)研发的GenoCare测序仪通过边合成边测序的原理读取病人的原始DNA分子序列,该技术称为单分子靶向测序技术(SMTS)。单分子的灵敏度通过全内反射荧光显微镜(TIRF)实现,该显微镜的入射光在一个精确的倾斜角度会使激光能量快速衰减,从而产生150~200nm的隐失波。这种波仅能集中照射在患者DNA分子,从而阻止不必要的分子照明,否则会掩盖从目标DNA链发出的微弱信号。SMTS技术可通过只检测病人与临床相关的特定基因组区域,例如选择已知能影响肿瘤抗性或易感性治疗的相关癌基因进行检测,从而最大限度的减少测序成本。GenoCare的样本准备过程仅需要一个单一的步骤——破碎DNA,大大降低测序成本、劳动力和等待结果的时间。而对于石蜡包埋的生物样本来说,超声破碎DNA的步骤都可以不需要。
 
       贺教授说:“单分子测序方法提供了一个适合于临床的置信水平。同时也提供了技术优势,如降低样本处理错误的风险,并允许对许多疾病重要的基因表达或拷贝数变异绝对定量。”
 
       今年早些时候,瀚海基因(Direct Genomics)从加州理工学院得到单分子测序核心专利授权,为走向全球市场打下了基础。
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