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| 本文作者： 莫曉夏 | 2016-10-09 15:46 |
編者按：隨著對 Grail 和 Helix 的分拆投資，以及精通軟件的 CEO 的加盟，Illumina 公司已經(jīng)著手讓基因成為人們生活中更為重要的角色。上篇主要為讀者介紹了 Illumina 是如何在基因測序領(lǐng)域確立自己的地位，下篇?jiǎng)t將為大家揭密目前 Illumina 面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇?；蚪M學(xué)的重要性和價(jià)值將得以挖掘，勢必會(huì)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文章編譯自 FastCompany，作者 Christina Farr，雷鋒網(wǎng)編譯，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載。
Illumina 的一臺(tái)被稱為“ the HiSeq X Ten ”的儀器，售價(jià)超過一千萬美元
| 貫穿生死的基因測序
“今天，在遺傳學(xué)和罕見的疾病領(lǐng)域，基因組學(xué)的重要性和價(jià)值得以挖掘，并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值?！彼?/strong>坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)和遺傳學(xué)副教授、罕見疾病專家 Euan Ashley 說?！盁o論是在 Illumina 內(nèi)部還是外部，關(guān)于這一點(diǎn)鮮有爭議，人們已經(jīng)達(dá)成共識?！?/p>
Illumina 公司通過把測序工具出售給研究人員和不定期研究、治療疾病的臨床醫(yī)生，在這些領(lǐng)域發(fā)揮著顯著的影響力。但一個(gè)鮮為人知的事實(shí)是， Illumina 公司的科學(xué)家們正在致力于罕見偶然的疾病案例研發(fā)，典型之一是兒童衰弱病癥群，而這一癥狀的治療在傳統(tǒng)領(lǐng)域沒有任何進(jìn)展。
在公司的自助咖啡餐廳，Illumina 公司的高級科研主管 Ryan Taft 分享了一個(gè)前病人的故事，這個(gè)病人得了一種神秘的中樞神經(jīng)紊亂疾病。這個(gè)名叫 Massimo 的澳大利亞小男孩在學(xué)步時(shí)期失去了吃和爬行的能力。男孩的父親在意識到這種疾病可能來自遺傳之后，求助 Illumina 。
Massimo 成為繼他父母之后，世界上第 45 名擁有自己在 Illumina 公司基因測序的人。原理看起來很簡單，Massimo 并沒有像他的父母一樣很健康，這也意味著其中有一些基因的突變。不過 Taft 接著解釋說，他不得不對該家庭的基因組序列進(jìn)行 30 到 40 次測試，以確保沒有錯(cuò)誤，也就是說每個(gè)人大約有 1200 億對序列接受測試。
我們通過采集大量的潛在元兇樣本，找到對的突變，從而希望 DNA 測序最終找到潛在線索?！斑@就像在一大堆針中找到合適的那根針，” Ashley 說。
Taft 也是一名計(jì)算機(jī)科學(xué)家，他窮盡了現(xiàn)有的一些開源框架算法(這些都是 Illumina 公司為臨床醫(yī)師建立的各種 sample-to-answer 信息學(xué)工具)，發(fā)現(xiàn) Masimo 的基因組有一個(gè)突變，這或許可以解釋他的那些癥狀。為了測試該理論，Taft 著手找出與 Masimo 類似基因的其他孩子，并測定他們的序列。在調(diào)查完 MRI 生物銀行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)之后，Taft 和 Massimo 一家找到其他九個(gè)分別來自美國和歐洲有類似癥狀的兒童，并最終確診孩子得了一種被稱為 HBSL 的新型疾病。
Taft 現(xiàn)在竭盡全力牽頭一個(gè)公司內(nèi)部在特殊病例下的臨床試驗(yàn)和與罕見疾病研究人員的臨時(shí)合作項(xiàng)目?！斑@只是一個(gè)小嘗試，但我們想?yún)⑴c其中，并試圖解決這些醫(yī)學(xué)難題?！?/p>
也是因?yàn)榛蚪M學(xué)的原因，Ashley 和其他罕見疾病專家預(yù)期關(guān)于遺傳基礎(chǔ)方面疾病的文庫將大幅擴(kuò)大?！盎谔囟ǖ耐蛔儯煌募膊?huì)得到不同的治療方法；藥物將產(chǎn)生更多的影響力，我們的試驗(yàn)也會(huì)更加成功”，獲 720 萬美元支持的美國國立衛(wèi)生研究院、未知疾病小組首席研究員 Ashley 說。
困難也并非不存在，比如理清測序過程產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)，并在所有議論中把對臨床診斷有意義的挑選出來。
對 Illumina 公司來說，從硬件到軟件和服務(wù)這一躍在技術(shù)上并不輕松。10 X Genomics 公司的首席執(zhí)行官兼 23andMe 的創(chuàng)始人之一，Serge Saxonov 說， “公司擁有基于他們起步的 DNA 。”而軟件服務(wù)則需要不同的技能配套和新型的思維方式。 ”
然而,無論是你的筆記本電腦還是 Illumina 公司的測序設(shè)備，計(jì)算機(jī)硬件只有裝上了使之用處更大的軟件之后作為一個(gè)整體才會(huì)變得更具價(jià)值。Illumina 公司需要擴(kuò)大它的產(chǎn)品線，挖掘更大的臨床和家庭市場，而就算是僅僅做到這一點(diǎn)，公司新任首席執(zhí)行官也壓力重重。
在猶他州帕克城瑞銀( UBS )最近的一次峰會(huì)上，deSouza 發(fā)表了他將軟件整合到測序裝置中的計(jì)劃，而不打算單獨(dú)將設(shè)備出售。在午餐上，deSouza 透露說,他的聘用某種程度上正是得益于他在開發(fā)安全軟件產(chǎn)品方面的經(jīng)驗(yàn)。
目前發(fā)展中的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目被稱為 BaseSpace ，它也是為公司儀器的基因數(shù)據(jù)提供翻譯的云計(jì)算軟件工具。
公司還投資了 1 億美元的資金給 Helix 軟件，由前 MapMyFitness 公司創(chuàng)始人 Robin Thurston 領(lǐng)導(dǎo)。Helix 背后的理念借鑒蘋果的應(yīng)用程序商店，與知名品牌合作，將基因組學(xué)轉(zhuǎn)化為目標(biāo)化、個(gè)性化的應(yīng)用程序模型。如通過一款營養(yǎng)公司開發(fā)的應(yīng)用程序，客戶能快速計(jì)算出他們代謝咖啡因的速度。Helix 將客戶的基因組數(shù)據(jù)做出測定，集中存儲(chǔ)，由營養(yǎng)學(xué)公司提供報(bào)告返回給用戶。
“從市場的角度來看，這家品牌將挑起重任”， Flatley 解釋說。正因?yàn)槿绱?，Helix 的團(tuán)隊(duì)預(yù)計(jì)，參與基因測序的人數(shù)將大幅增加。Thurston 預(yù)測，這個(gè)測序的參與人數(shù)在 20 年內(nèi)甚至可能達(dá)到 90% 。
另一個(gè)顯著的因素是，基因組數(shù)據(jù)不是同時(shí)一次性交付給客戶；相反，每一個(gè)特定的問題都有對應(yīng)的答案， 為此 Helix 的品牌合作伙伴開發(fā)了一系列新的應(yīng)用程序。
有賴于 Helix 建立起來的大規(guī)模合作網(wǎng)，在這種模式下顧客可以反復(fù)得到關(guān)于他們基因組問題的求證。Helix 首次補(bǔ)貼了整個(gè)基因測序外顯子組的成本，以便顧客在一生中反復(fù)查詢。另一個(gè)區(qū)別于消費(fèi)者基因?qū)W應(yīng)用（如 23andMe ）的地方在于，Helix 提供外顯子測序，這種測序比傳統(tǒng)的“基因分型”方法更昂貴，但也能提供更多的信息。
“這將是第一次在消費(fèi)市場上進(jìn)行廣泛應(yīng)用的深度基因排序測試，” Thurston 說。
“我們發(fā)現(xiàn) Helix 公司的理念非常有趣，對這種公司如何使用他們的平臺(tái)也很感興趣”當(dāng)被問及 23 and Me 是否將 Helix 作為現(xiàn)階段的一個(gè)競爭對手時(shí)，一位來自 23andMe 的發(fā)言人如是說?！边@也證實(shí)了我們對我們已經(jīng)開創(chuàng)了十年之久的基因消費(fèi)市場的信心。
今年晚些時(shí)候，Helix 預(yù)計(jì)將推出其第一批客戶，名單中包括梅約診所，LabCorp，以及杜克大學(xué)等。
Illumina 的科學(xué)家希望將足跡擴(kuò)至臨床醫(yī)學(xué)和消費(fèi)者市場
| 我確信，這就是未來
2015 年，白宮披露了其 2.15 億美元的“精密醫(yī)學(xué)法案，主要用于攻克癌癥方面。
這個(gè)基本前提是每個(gè)腫瘤擁有一組不同的突變，基于目前發(fā)現(xiàn)的突變可以設(shè)計(jì)新的治療方法，每個(gè)病人由此從醫(yī)生那里得到個(gè)性化治療方案。“癌癥的世界已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的改變，”作為一名醫(yī)生、卵巢癌研究者，現(xiàn)如今美國癌癥治療中心的醫(yī)學(xué)主席 Maurie Markman 說。“我做研究超過 30 年，雖然我是一個(gè)非常保守的人，但我相信這就是未來?！?/p>
Illumina 公司似乎已經(jīng)達(dá)成一致：其他 1 億美元衍生投資準(zhǔn)備專注于第一個(gè) FDA 批準(zhǔn)的癌癥篩查試驗(yàn)。一家名為 Grail 的獨(dú)立公司，將主動(dòng)測試患者癌癥的最早期的跡象，以便他們可以在疾病惡化之前得到治療。方法是對病人血液循環(huán)中的瀕臨死亡的腫瘤細(xì)胞的基因切片做一個(gè)高分辨率的抓拍攝像。這樣的測試已經(jīng)用于已確診患有癌癥的患者的監(jiān)測，但無法在一個(gè)更早的階段進(jìn)行診斷。
上述各項(xiàng)也使 Illumina 公司吸引了來自谷歌的 Jeff Huber 擔(dān)任 Grail 的首席執(zhí)行官。去年 11 月 Huber 失去了晚期結(jié)腸癌的妻子?！斑@對我無異于死刑判決，”他說。
Flatley 在移位 Illumina 公司執(zhí)行董事一職后，負(fù)責(zé)監(jiān)督法案的推進(jìn)。他信心滿滿，確定新公司能克服重重技術(shù)挑戰(zhàn)——當(dāng)然，測試需要高度精確，否則臨床有誤導(dǎo)患者風(fēng)險(xiǎn)。Flatley 夸口說，Illumina 是基因序列技術(shù)公司中唯一一家深度和廣度兼具的公司。“市場就像登月計(jì)劃，但技術(shù)不是?！?/p>
到 2017 年，Grail 的目標(biāo)將是“概念上最大的臨床試驗(yàn)，” Flatley 說，而批準(zhǔn)將于 2019 年上市的篩查產(chǎn)品，將以低于 1000 美元的價(jià)格上市。比爾·蓋茨和杰夫·貝佐斯的“貝佐斯探險(xiǎn)”都已出資啟動(dòng)該項(xiàng)目，其潛在的市場規(guī)模已經(jīng)被吹捧為 200 億美元到 400 億美元。
如果 Grail 和 Helix 都大獲成功，更多的人將有生之年獲取他們的 DNA 。Illumina 的終結(jié)目標(biāo)被內(nèi)部稱為“讓基因無處不在”，這一點(diǎn)都不令人驚訝。它的愿景就是讓每個(gè)人的基因測序旅程貫穿生死，且司空見慣。
“我認(rèn)為我們中的很多人，包括我自己，都可以想象到這樣一個(gè)未來，基因技術(shù)與每個(gè)人的健康體系息息相關(guān)，密不可分，”斯坦福遺傳學(xué)家 Ashley 解釋說。
基于這樣的愿景，基因公司陸續(xù)創(chuàng)立，尤其是當(dāng)它涉及到提高技術(shù)以便給病情最嚴(yán)重的患者提供更有針對性的治療，這一點(diǎn)尤為重要。許多研究人員認(rèn)為，當(dāng)患者了解他們的獨(dú)特的疾病風(fēng)險(xiǎn)（并采取措施積極降低風(fēng)險(xiǎn)），又或者他們在癌癥擴(kuò)散之前得到篩查之后，預(yù)防性護(hù)理也將變得更為常規(guī)。
下一步是書寫 DNA ，而不僅僅是讀取它。像 CRISPR-Cas9 這樣的基因編輯工具將使得轉(zhuǎn)移基因變得更為便宜和更快捷，而如果通過改變環(huán)境和普通治療的話，則可能產(chǎn)生各種后果。Stuelpnagel 認(rèn)為，在未來的十年中，Illumina 公司將比其他任何公司在健康和農(nóng)業(yè)方面的影響都要大。” DNA 是生命的基礎(chǔ)，而 Illumina 公司有能力幫助我們讀懂它，再加上 DNA 的書寫技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)操縱它的可能?！?/p>
隨著技術(shù)的進(jìn)步，生物倫理學(xué)家，消費(fèi)者和決策者在決定如何劃線以及在何處劃線上，又將展開一場負(fù)重巨大的拉鋸戰(zhàn)。
隨著基因組學(xué)成為主流，公司知道它需要一個(gè)發(fā)聲體。今年，它聘請了一個(gè)政府事務(wù)小組，并與政策決定者舉行了介紹會(huì)議，討論精密醫(yī)學(xué)法案，并為科研經(jīng)費(fèi)募集資助。Flatley 也提升了他在華盛頓的曝光率，尤其是提高了公司在規(guī)范臨床市場的探索機(jī)會(huì)。大范圍地宣講腺嘌呤，鳥嘌呤，胞嘧啶和胸腺嘧啶，又不惹惱 FDA（美國食品和藥物管理局），要達(dá)到這種微妙的平衡并非易事。
“我常開玩笑說，我們需要做一個(gè)超級碗（美國職業(yè)橄欖球最高賽事）廣告，” Illumina 公司的 Henry 說?！皬母拍钌峡?，把信息傳遞出去才是當(dāng)務(wù)之急?！?/p>
via fastcompany
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