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今天，首先从我国首台纳米孔测序仪谈起，将视线聚焦齐碳科技联合创始人谢丹。
科幻电影中，常有在太空飞船中进行基因测序的情节，不过这一情节的科幻感越来越弱——2016年人类首次实现了在太空中的基因测序，其结果与在地球上的测序并无二致。科幻已经成为现实。
得益于商业宣传，基因测序经科普祛魅了成百上千次，并通过“产前筛查”这类医疗应用进入寻常百姓家。这么看来，在太空进行基因测序，不过是将一个在地球上做滥了的实验搬到太空复现，有什么值得吹嘘的呢？
▲NASA宇航员Kate Rubins在太空进行基因测序
事情没这么简单。
成都齐碳科技联合创始人谢丹教授介绍说，虽然基因测序已经很容易实现，但目前大规模使用的测序仪却相当笨重，且这些仪器大多基于光学原理，有复杂而精密的显微镜系统，稍有晃动，就需调校。火箭发射震动剧烈，航天器又经常需要加速变轨，把又大又重的仪器发射到轨道上，还要保证光学部件随时可用，几乎不可能。
如何破题？科学家们打算另辟蹊径，从源头出发，让基因测序摆脱对光学系统的依赖。2015年人类首次实现的太空基因测序，其关键正是运用了一种基于测序新原理——纳米孔测序的仪器。这种小型化且在移动条件下也能使用的测序仪，让人类最尖端的生物技术成功迈过“太空”这道门槛，意义不可谓不大。
为太空基因测序提供技术支持的牛津纳米孔科技（Oxford Nanopore Technologies，下称ONT），是全球首家研制出纳米孔测序仪的公司。去年9月，齐碳科技发布了自主研发的纳米孔单分子基因测序仪，填补国内技术空白。
ONT成立至今超过15年，累积融资约8亿英镑（约合72亿人民币）；齐碳科技创立至今不到5年，累积融资额仅为ONT的2%（截至2021年3月，齐碳科技累计融资1.63亿人民币）。但从0到1地研发出纳米孔测序仪，ONT花了9年，齐碳科技仅用了4年。
中国首台纳米孔测序仪是如何诞生的，这为成都带来怎样的现实意义？我们专访了谢丹教授，意欲挖掘背后的故事。
谢丹是成都七中的毕业生，从中科大赴美深造，取得博士学位后在斯坦福大学开展博士后研究。2016年前后，谢丹回到成都联合创立齐碳科技，现同时作为博导负责华西前沿医学中心组学技术与生物信息研究室。谢丹回国的一大初衷，正是要造出可商用的纳米孔测序仪。
提到基因测序，绕不开人类基因组计划（HGP）。该计划旨在通过测定组成人类染色体中30亿个碱基对序列，从而达成破译人类遗传信息的目的。
从1990年正式启动到2003年宣布完成，HGP吸引了中、美、德、日、英、法六国超千名科学家参与，被誉为和曼哈顿计划、阿波罗计划并列的人类科学史上三大工程。
▲2001年《自然》发表文章称HGP进度已达90%
但HGP只是把人类基因组图谱绘制了出来，离基因测序发展成造福人类的产业，还差十万八千里，原因之一，在于高昂的测序成本。首个人类基因测序，花费了30亿美元，而就算在HGP完成的2003年，要对特定某人进行全基因组测序，成本也高达5000万美元，而这也是第一代测序仪。
目前，占市场主流地位的二代测序仪，主要是以高通量为特征的下一代测序技术。二代测序仪的出现，已经给普通人的生活带来了实质影响，并衍生出一系列应用场景，比如产前筛查，比如遗传疾病诊断等。但这种影响还不够深入，产业化也不够充分，测序成本依然较高，让整个基因测序产业处于一种“行百里者半九十”的状态。
随着技术的不断迭代，以单分子测序为特征的第三代测序技术，则在同步发展，其中就包括纳米孔测序。
谢丹告诉我们，最初业内认为，二代测序和纳米孔测序是一对互补技术。
二代测序虽然结果准确，但测序读长很短，实际测序时需要把一条完整的长基因打碎成多个片段，最后再把不同片段的数据还原成完整数据，这过程就像拼图一样，耗时耗力，在数据还原的过程中也难免出现错误。而纳米孔测序读长很长，可以测一条完整的长基因，这给二代测序提供一个如何“拼图”的全局参考，提高了整体的测序效率。
目前，在世界上，纳米孔测序的准确率提高到接近99%，而齐碳科技内部最新的碱基识别算法准确率已超过90%。这样的准确率足以让纳米孔测序开拓医疗应用场景。
因二代测序设备庞大，必须在中心实验室完成样本测序，加之开机成本高，需要累积到一定量的样本才能测序，所以客户拿到报告的时间长，而纳米孔测序仪便携小巧，设备成本低，可以突破中心实验室这个操作场景限制，尤其适合时下临床非常推崇的POCT，即“即时检测”。两者相比，纳米孔测序有很大的临床应用潜力。
比如在癌症诊疗中，癌细胞变异非常快，用二代测序，一个检测报告等一周，非常耽误治疗。此外纳米孔测序还能大幅缩短临床病原微生物耐药诊断的时间，国内外相关论文已有不少，预计这项技术大规模进入医院，就是未来两年的事了。
“孔测序原理非常酷，一条DNA片段，通过纳米孔，然后结果就出来了，没有繁杂的数据拼接过程。”纳米孔测序给谢丹留下了深刻印象，并在他心里埋下了种子。
▲纳米孔测序原理（点击查看大图）
2011年，谢丹从伊利诺伊大学香槟分校博士毕业，进入斯坦福大学医学院从事博士后研究。
而在博士后研究期间，谢丹逐渐萌生了要做测序仪的想法：“当时我在斯坦福一个很偏技术的实验室做技术，有些成果也被Illumina收购了，但做久了就会发现，从上游入手才能产生更大价值。”
于是谢丹开始尝试寻找一起创业的伙伴。因缘际会下，谢丹认识了也想回国发展的研究纳米孔测序技术的专家——白净卫博士。
回国后，谢丹找到了自己的七中同学、在西门子中国研究院担任电子仪器专家的胡庚。接着团队又引入其他高端人才，打通了研制纳米孔测序仪的能力链条，终于将齐碳科技的创始团队固定下来。
经过数年研发，从原理样机到工程样机再到产品量产，齐碳科技一步一个脚印，全面突破了纳米孔测序的核心技术，所研发的纳米孔测序仪拥有完全自主知识产权。
齐碳科技的从0到1之路走得既快且稳，这与公司成立之前创始团队就在对相关技术进行研究不无关系。但虽说没走多少弯路，齐碳科技依然花了4年时间才实现产品，这从侧面印证了纳米孔测序仪的研发难度。
谢丹表示，刚起步时，和大部分创业企业一样也经历过缺钱缺人的过程。初期全靠几位创始人亲
“齐碳科技在发展过程中，最主要的挑战就是人才。生物医药行业，高精尖的人才集中在北上广，做得好的一般年纪也比较大，不容易挪窝，所以拓展更多分支机构对吸纳人才很有必要。”谢丹表示。
目前齐碳科技双中心运营，北京主攻研发，成都主攻生产。公司已经陆续收到一些合作意向，且客户成分多元化，涉及科研口、医疗口、农业口等。未来一段时间，齐碳科技将致力于产品量产，同时持续加速研发，开发不同应用场景的测序仪。
当下基因测序行业正处在历史性节点上，未来几年，行业竞争势必加剧，市场格局面临重构。
通过齐碳科技，成都获得了在世界范围内展示科技实力的“门票”。继电子信息后，生物医药是成都下个最有可能突破万亿规模的产业，而基因测序仪，兼具电子信息和生物医药的特征属性，均是成都长板。成都确有资格站在舞台中央，这张门票，
难能可贵的是，在这个世界级的舞台上，成都还能拥有一定话语权：行业通常将纳米孔测序与单分子实时测序等技术合称为第三代测序技术，而齐碳科技为了突出技术独特性，将自家产品定义为“第四代测序仪”。
“门票”难得，在推动基因测序产业发展上，成都值得期待。
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