希望組CEO汪德鵬第一次接觸到三代測序技術(shù)，是在2009年。當(dāng)時(shí)有傳言說三代技術(shù)可以在15分鐘內(nèi)就完成一個(gè)全基因組測序，而且成本僅在大約1000美元左右，全世界都為之震驚。

但從實(shí)測的數(shù)據(jù)來看，無論是測序結(jié)果還是測序成本，三代測序平臺都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有沒有達(dá)到大家的預(yù)期，使得這項(xiàng)技術(shù)在全世界面前都面臨非常大的爭議。“單分子測序的錯誤率一直保持在15％左右，如果沒有特殊的算法，數(shù)據(jù)是很難用的。”在那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，整個(gè)行業(yè)對這項(xiàng)技術(shù)都持比較保守的態(tài)度。

時(shí)間繼續(xù)向前推進(jìn)到了2012年，在進(jìn)行一次難度較高的植物基因組組裝時(shí)，汪德鵬與團(tuán)隊(duì)用二代數(shù)據(jù)嘗試了多次都沒有辦法解決問題。經(jīng)過了大約3個(gè)月的文獻(xiàn)調(diào)研，他發(fā)現(xiàn)通過三代測序和二代測序相結(jié)合將有可能解決一直以來困擾他們的問題。

心動不如行動，汪德鵬的團(tuán)隊(duì)馬上開始進(jìn)行測試，該試驗(yàn)以三代測序?yàn)橹�，并通過二代測序?qū)�結(jié)果進(jìn)行矯正，最終使得基因組組裝的完整性得到了大幅地提升。

正是這次成功的經(jīng)歷使得汪德鵬對于三代測序在基因組組裝方面的前景信心滿滿，半年后，希望組開始布局三代測序技術(shù)，并成為國內(nèi)首家提供三代測序應(yīng)用領(lǐng)域服務(wù)的公司。

三代測序用于臨床檢測，須有算法做支撐

彼時(shí)，Oxford Nanopore測序儀的錯誤率在30％左右，并且連工程樣機(jī)都很難獲得。與此同時(shí)，另一種三代測序平臺進(jìn)行一次人的10X覆蓋深度的全基因組測序，其成本動輒便要超過10萬人民幣。

2013到2018這幾年間，希望組主要利用三代測序平臺做面向科研的技術(shù)服務(wù)。經(jīng)過二代測序的矯正，三代測序現(xiàn)在已經(jīng)可以滿足各式的科研需求，但如果要在臨床應(yīng)用，這樣的錯誤率和成本還是不能被接受的。在臨床檢測市場，到現(xiàn)在仍然是二代測序的天下。

汪德鵬認(rèn)為，二代測序之所以能成為精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的主流技術(shù)，其主要原因是因?yàn)槎�代測序已經(jīng)經(jīng)歷了較長的發(fā)展時(shí)間，有完整的數(shù)據(jù)庫和算法做支撐，有大量的臨床樣本信息做考據(jù)。但不可否認(rèn)的是，二代測序的檢出率并不能完全滿足臨床需求，例如，對遺傳病的檢出率整體上還不超過50％。

“剩下的50％，我們希望通過三代測序來部分解決�！蓖舻蛮i這樣表示，“除了三代測序，現(xiàn)有的其他技術(shù)都很難做到�！比祟惢�因組中包含了50％以上的重復(fù)序列，二代測序由于讀長很短，沒有辦法精確地對這些重復(fù)序列進(jìn)行判斷。

同樣是因?yàn)槎�代測序的短讀長，大片段的結(jié)構(gòu)變異、微衛(wèi)星串聯(lián)重復(fù)以及單體型信息，在過去都是臨床檢測上的難點(diǎn)甚至盲點(diǎn)，三代長讀長測序技術(shù)的出現(xiàn)將完美填補(bǔ)之前臨床檢測上的這些空白。

PacBio和Oxford Nanopore的三代測序技術(shù)在讀長和測序速度上都占據(jù)優(yōu)勢，尤其是Oxford納米孔測序儀，其讀長甚至可以超過1Mb（一百萬堿基對），并且在測序的過程中還能同時(shí)檢測DNA的甲基化修飾。汪德鵬判斷，在不遠(yuǎn)的未來，三代測序?qū)⒂型�成為遺傳病檢測的主流技術(shù)。

孤獨(dú)的公司

當(dāng)理想走進(jìn)現(xiàn)實(shí)時(shí)，會經(jīng)歷許多波折。希望組從2014年便開始嘗試將三代測序應(yīng)用到臨床遺傳病檢測，但這個(gè)過程并非一帆風(fēng)順。

“我們從2014年就啟動了相關(guān)研究，但直到近期才開始與少量醫(yī)院展開合作。這些年，我們填了很多坑，包括算法、流程、數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建等方方面面�！彼�這樣表示。

這其中，最核心的原因是因?yàn)槿�代測序的算法不如二代測序成熟，很難下載到開源軟件，一般的商業(yè)化公司往往對此望洋興嘆、知難而退。而希望組正是全球首家用三代測序進(jìn)行遺傳病檢測的商業(yè)化公司。

汪德鵬調(diào)侃道，公司不僅在國內(nèi)顯得很孤獨(dú)，在全球領(lǐng)域同樣也是孤獨(dú)的存在�！霸趪鴥�(nèi)找不到同伴，在美國的ACMG和ASHG這樣的醫(yī)學(xué)遺傳學(xué)盛會上，我們也找不到同伴。最近兩年，每次涉及到三代測序精準(zhǔn)醫(yī)療技術(shù)服務(wù)的，就我們一家企業(yè)�！�

沒有任何經(jīng)驗(yàn)可供參考，沒有任何模式可以照搬，希望組只能靠自己一路摸索。而在這個(gè)過程中，他們面臨的最大的困難就是團(tuán)隊(duì)的組建，無論是實(shí)驗(yàn)研發(fā)團(tuán)隊(duì)還是生信研發(fā)團(tuán)隊(duì)，都對每一個(gè)成員和個(gè)體提出了非常高的要求。因此，在團(tuán)隊(duì)成員的搭建過程中，希望組表現(xiàn)出對專業(yè)度和產(chǎn)業(yè)經(jīng)驗(yàn)的極致追求。

CEO汪德鵬畢業(yè)于北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，隨后進(jìn)入華大基因，主持參與了一系列一代測序和二代測序相關(guān)的推廣工作，緊跟測序行業(yè)時(shí)代脈絡(luò)，把握住了幾乎每一個(gè)關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)。

CTO吳昕師從我國著名生物信息學(xué)專家羅靜初，曾任中通軟聯(lián)開源咨詢公司副總裁、全球知名的跨國農(nóng)業(yè)公司孟山都（Monsanto）中國應(yīng)用架構(gòu)師、孟山都生物科技有限公司生物信息科學(xué)家等職位；在生物信息學(xué)、基因組學(xué)R＆D及IT咨詢服務(wù)領(lǐng)域有近二十年的工作經(jīng)歷。

CSO劉山林畢業(yè)于哥本哈根大學(xué)，曾以主要負(fù)責(zé)人身份主持或參與國家高新技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）、“十二五”國家科技支撐計(jì)劃及深圳市自由探索研究等一系列重大項(xiàng)目；作為核心科研人員在Science、NAR、PNAS、GigaScience、Current Biology等國際知名SCI雜志發(fā)表文章30余篇，被引數(shù)千次，其中通訊／第一作者10篇。

“很多公司都不愿意走這條路，但我們有非常棒的合伙人團(tuán)隊(duì)和投資人，他們都對團(tuán)隊(duì)很信任，也有耐心�！彼�補(bǔ)充道。在與汪德鵬的交流過程中，你會發(fā)現(xiàn)他是一個(gè)對自我極為挑剔的人。當(dāng)預(yù)測到二代測序即將進(jìn)入價(jià)格戰(zhàn)和渠道為王的階段時(shí)，便果斷地從更為小眾的三代測序技術(shù)切入，他認(rèn)為這樣的選擇更具創(chuàng)新價(jià)值。

“但這就很考驗(yàn)投資人的眼光�！蓖舻蛮i繼續(xù)說道。在最初，他也擔(dān)心自己堅(jiān)持的方向沒有投資人認(rèn)可。但隨著經(jīng)緯中國、遠(yuǎn)毅資本等領(lǐng)先機(jī)構(gòu)的加入，以及公司內(nèi)部研發(fā)的快速推進(jìn)，汪德鵬也對自己的想法越來越有底氣，“大的方向很多公司去搶，但是做事情一定要提前布局。”

到現(xiàn)在，希望組已經(jīng)在基于三代測序的遺傳病診斷和輔助生殖領(lǐng)域取得了大幅的領(lǐng)先優(yōu)勢，即使有新的公司進(jìn)入，也很難跟上希望組的腳步。

三代測序或許能打開更廣闊的測序市場

2016年，Oxford Nanopore測序儀的錯誤率大約在30％，在經(jīng)過了連續(xù)幾次的升級和迭代后，目前人類基因組測序的錯誤率已經(jīng)接近5％，“這對結(jié)構(gòu)變異和甲基化檢測沒有太大影響，結(jié)構(gòu)變異和甲基化檢測不太在乎單堿基的準(zhǔn)確度�！闭劦竭@里，汪德鵬對業(yè)界普遍認(rèn)為三代測序還只能應(yīng)用在科研領(lǐng)域的認(rèn)知有點(diǎn)懊惱，“其錯誤率已經(jīng)得到了極大的改善，且成本還在持續(xù)下降�！�

“任何技術(shù)都不是完美的，但是通過開發(fā)軟件、算法，通過對數(shù)據(jù)的矯正，我們可以對缺陷進(jìn)行彌補(bǔ)�！蓖舻蛮i這樣說道。

過去，二代測序的最大優(yōu)勢是成本低、通量高，而在讀長和測序速度上，一直是三代測序更具優(yōu)勢，但是現(xiàn)在隨著Oxford Nanopore推出PromethION48測序平臺以后，三代測序的成本已經(jīng)接近二代測序，通量也與二代測序最高通量持平，大約3天便可以產(chǎn)出5－8Tb的數(shù)據(jù)。

他認(rèn)為，在三代測序一路狂奔的升級迭代下，二代測序的優(yōu)勢將逐步弱化，一旦三代測序解決單堿基準(zhǔn)確度的問題，可以直接進(jìn)行SNP的識別，三代測序便會成為大部分應(yīng)用場景的主導(dǎo)技術(shù)。

不僅如此，三代測序或許還能成為測序技術(shù)打開基層醫(yī)療市場的一把鑰匙。三代測序儀對測序場景不挑剔，NASA甚至還用Oxford Nanopore的測序儀在太空完成了測序。這些更為靈巧的儀器不需要給它們配備專門的實(shí)驗(yàn)室，價(jià)格也不像二代測序儀一樣動輒上百萬。即便是社區(qū)醫(yī)院，都有可能具備三代測序平臺的建設(shè)能力。此外，由于流程更簡便，三代測序的測序速度也更快。

汪德鵬告訴動脈網(wǎng)，他們通過三代測序進(jìn)行一次遺傳病檢測的周期大約為1周，這其中還包含了人工注釋的時(shí)間，而二代測序的周期則接近一個(gè)月。隨著流程的優(yōu)化，他們甚至希望能在2年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)當(dāng)天出報(bào)告的愿景。

成本和可靠性是衡量技術(shù)是否適合在臨床使用的重要指標(biāo)，汪德鵬認(rèn)為，1萬元一次的全基因組測序價(jià)格，可能是三代測序技術(shù)發(fā)展的一個(gè)分水嶺，或許可以推動該技術(shù)在臨床應(yīng)用上的快速爆發(fā)。

成本下降帶來的價(jià)值體現(xiàn)

在將三代測序的應(yīng)用到臨床的早期，由于成本和準(zhǔn)確度的原因，希望組走了不少彎路。但隨著三代測序成本的下降，此前的投入和布局價(jià)值得到了體現(xiàn)。

他們在一個(gè)項(xiàng)目中接觸到了一位來自云南的患者，其家族5－6代人都患有同一種遺傳病�；颊咴谶M(jìn)行一代測序、二代測序后都沒有得到明確的致病原因，希望組在對其家族進(jìn)行三代測序的遺傳檢測后，發(fā)現(xiàn)這是一種由600萬個(gè)堿基對的倒位突變導(dǎo)致的疾病。

“患者跟我們說這解決了他們家族的‘魔咒’，我們也很興奮�！蓖舻蛮i表示，“我們可以解決一代測序和二代技術(shù)都沒有辦法解決的問題，并且通過遺傳分析，這些數(shù)據(jù)可以給醫(yī)生提供臨床干預(yù)和指導(dǎo)的有效信息�！睆某杀旧�，汪德鵬透露目前三代測序15X全基因組檢測的成本已經(jīng)可以控制在1萬元以內(nèi)。

“這項(xiàng)技術(shù)一定很快就能成為遺傳病檢測的重要手段�！彼�如是說道，可以預(yù)見，作為全球第一家用三代測序做遺傳病檢測的公司，希望組將具有顯著的先發(fā)領(lǐng)先優(yōu)勢。

未來：看好輔助生殖應(yīng)用和腫瘤、微生物檢測

汪德鵬透露，公司已經(jīng)在輔助生殖領(lǐng)域的難題平衡易位診斷上取得良好的結(jié)果。即使是臨床級別的全基因組測序，他們也能做到僅僅倚賴15X測序深度的三代數(shù)據(jù)便可以得到明確的斷點(diǎn)位置，這對想要解決問題的患者來說相當(dāng)具有吸引力。目前希望組已經(jīng)進(jìn)行了相當(dāng)數(shù)量的樣本測試，且有兩篇文章已經(jīng)發(fā)表在國際權(quán)威雜志上，一篇正在投稿中。

汪德鵬告訴動脈網(wǎng)，他的愿望就是能通過希望組，把三代測序變成全世界遺傳病檢測的主流方法之一，“這個(gè)技術(shù)不成熟，但是我們把它變成熟了�！彼�計(jì)劃在2－3年內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)全部突變類型的遺傳病均可快速診斷的宏偉目標(biāo)。

在三代測序臨床檢測應(yīng)用沉淀數(shù)年后，汪德鵬還希望公司在遺傳病檢測以外的領(lǐng)域取得突破，他非�？春萌�代測序輔助生殖、腫瘤檢測、微生物檢測上的應(yīng)用，也看好大數(shù)據(jù)的未來價(jià)值�！叭�代測序應(yīng)用場景非常廣，我們一定會做更多的布局�！蓖舻蛮i表示。

文 ｜ 周夢亞

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