纳米孔测序先驱Oxford Nanopore上市受热捧,长读长测序市场未来可期

纳米孔测序先驱登陆资本市场

牛津纳米孔技术(Oxford Nanopore Technologies,ONT)公司是DNA/RNA纳米孔基因测序仪器的先驱,创建于2005年,经历了16 年发展,在获得累积近 10亿英镑投资后,于格林威治时间9月30日登陆伦敦证券交易所,股票代码为“ONT.L”,首次公开募股价格为425便士,首个交易日中,该股票的交易价格涨至612.6便士,飙升逾 44.1%,市值近67亿美元,备受资本市场青睐。

图1. ONT.L首个交易日股价走势

当前基因测序市场存在明显未被满足的需求

二代测序技术(NGS)技术的广泛应用显著扩大了基因测序在基础科研及临床诊断应用中的效用,为生物学研究及精确医学的快速发展提供了基础,在商业应用领域的落地也取得了相当的进展。NGS测序技术的最大优势在于其可以较低的批量生产成本产生高度准确(>99.9%)的测序数据。但受限于其读长短、测序周期长、建库复杂、测序成本难以进一步大幅降低等缺陷,NGS应用空间受到一定的局限,迫切地需要更加理想的测序技术进一步释放市场机会。

随着第三代单分子实时测序技术(Pacific Biosciences为代表)和第四代纳米孔测序技术(Oxford Nanopore为代表)等基因测序新兴技术的出现,实现了长读长、单分子测序,为解决上述问题提供了曙光。这些技术一次可读取10kb以上的碱基片段,大大降低了拼接难度,减少了过去无法覆盖和定位的空隙,增强了结构变异的检测分析能力。

牛津纳米孔(Oxford Nanopore)发展至今,技术已被越来越广泛地使用在传染病防控和基础科研等应用市场,如最新推出的新冠病毒COVID-19测试设备LamPORE,具有:检测精准、成本低廉、检测快速及应用范围广泛兼容度较高等优势,对英国新冠疫情的防控具有重要意义,也进一步验证了牛津纳米孔技术在诊断领域的巨大潜力。

图2. 基于ONT的GridION测序平台开发的 LamPORE SARS-CoV-2检测试剂盒

低成本,高精度是纳米孔测序更大规模商业化应用的基础

目前,三代测序的单位测序数据量的成本仍旧显著高于NGS;四代测序的碱基识别错误的概率较高,准确率显著低于NGS。牛津纳米孔为代表的纳米孔测序采用“直接测序”路线,长读最长,成本低于单分子实时测序(SMRT),但其测序精度较低的缺陷为更大规模商业化应用的主要障碍。包括牛津纳米孔测序技术在内的技术还未能满足市场应用对基因测序技术的全方位高要求,迫切地需要更加理想的测序技术。

创新型Nanopore + CCS + 电阻抗信号检测芯片的技术方案可加速纳米孔测序更大规模的商业化应用

相比传统纳米孔测序直接读取待测核酸序列的技术路线,安序源(Axbio)采用Nanopore(纳米孔) + CCS(环化一致性测序) + 电阻抗信号检测芯片的技术方案,融合了第三代和第四代基因测序技术的优点,开发出的“单分子、单碱基”测序仪有以下几个方面的显著优势:1. 所采集的信号来源大大简化,是真正意义上的单碱基识别,提高了检测信噪比;2. 可以实现对同一个待测 DNA 模板的多次测序,提高了检测准确度;3. 测量对象与 DNA 序列分离,突破传统直流电压驱动的限制,可以设计更灵敏更快速的极微小驱动及检测单元来提高精度和扩大通量。使得其测序准确率提升到99.9%以上,突破当前纳米孔测序技术测序准确率不足的局限。半导体芯片是决定纳米孔测序的效能和成本的关键因素,Axbio自主研发的Bio-CMOS芯片可集成超过100万个测序单元,且能够高精度地采集处理信号,使得单位测序数据量的成本得以降至极低的水平。非常均衡地兼顾了:长读长、高精度、低成本、测序快和高通量,更加符合基础科研与临床测序市场的需求。

Axbio已于2019年6月发布了搭载了微流控Bio-CMOS智慧芯片的AXP100第四代基因测序仪,并即将推出用于科研服务的量产型产品。

图3. Axbio搭载微流控Bio-CMOS智慧芯片的AXP100第四代基因测序仪

展望未来

ONT的成功上市及市值的飙升这一资本市场的热烈反应表明了:1. 目前市场已认可纳米孔测序的应用前景,资本和产业界对该赛道的想象空间越来越大;2.也证明Axbio技术路线的选择是正确的,更加坚定了Axbio对在此基础上发展超越,完成技术和产业升级迭代的信心。Axbio构建具有自主知识产权的独到技术方案,掌握超大规模集成技术芯片的设计技术,在大幅降低测序成本、提升测序精度和提高测序效率等核心要求上展示出极为诱人的前景,可以用更低的成本达到更好的测定结果指标,这无疑是未来市场更大的期待。

随着长度长、精度高、成本低、速度快、使用方便灵活的第四代测序技术的商业化应用,必将加速整个基因测序行业的变革和洗牌,相信在不久的将来,基因测序技术能真正地走进千家万户,普惠大众。为推动这一时刻的早日到来,Axbio正奋力前行。

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