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，下篇則將為大家揭密目前 Illumina 面臨的挑戰(zhàn)和機遇?；蚪M學(xué)的重要性和價值將得以挖掘，勢必會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟價值。

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 的一臺被稱為“ the HiSeq X Ten ”的儀器，售價超過一千萬美元

| 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)的重要性和價值得以挖掘，并產(chǎn)生經(jīng)濟價值。”斯坦福大學(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)于這一點鮮有爭議，人們已經(jīng)達成共識?！?/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。但一個鮮為人知的事實是， 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 分享了一個前病人的故事，這個病人得了一種神秘的中樞神經(jīng)紊亂疾病。這個名叫 Massimo 的澳大利亞小男孩在學(xué)步時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行 30 到 40 次測試，以確保沒有錯誤，也就是說每個人大約有 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 也是一名計算機科學(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公司內(nèi)部在特殊病例下的臨床試驗和與罕見疾病研究人員的臨時合作項目?！斑@只是一個小嘗試，但我們想?yún)⑴c其中，并試圖解決這些醫(yī)學(xué)難題。”

也是因為基因組學(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大?！盎谔囟ǖ耐蛔?，不同的疾病將會得到不同的治療方法；藥物將產(chǎn)生更多的影響力，我們的試驗也會更加成功”，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 ?！倍浖?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，計算機硬件只有裝上了使之用處更大的軟件之后作為一個整體才會變得更具價值。Illumina 公司需要擴大它的產(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，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 )最近的一次峰會上，deSouza 發(fā)表了他將軟件整合到測序裝置中的計劃，而不打算單獨將設(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。

目前發(fā)展中的一個風(fēng)險項目被稱為 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)化為目標化、個性化的應(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，由營養(yǎng)學(xué)公司提供報告返回給用戶。

“從市場的角度來看，這家品牌將挑起重任”， Flatley 解釋說。正因為如此，Helix 的團隊預(yù)計，參與基因測序的人數(shù)將大幅增加。Thurston 預(yù)測，這個測序的參與人數(shù)在 20 年內(nèi)甚至可能達到 90% 。

另一個顯著的因素是，基因組數(shù)據(jù)不是同時一次性交付給客戶；相反，每一個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 首次補貼了整個基因測序外顯子組的成本，以便顧客在一生中反復(fù)查詢。另一個區(qū)別于消費者基因?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市場上進行廣泛應(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)階段的一個競爭對手時，一位來自 23andMe 的發(fā)言人如是說?！边@也證實了我們對我們已經(jīng)開創(chuàng)了十年之久的基因消費市場的信心。

今年晚些時候，Helix 預(yù)計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)家希望將足跡擴至臨床醫(yī)學(xué)和消費者市場

| 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。

這個基本前提是每個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)計新的治療方法，每個病人由此從醫(yī)生那里得到個性化治療方案?！鞍┌Y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?！拔易鲅芯砍^ 30 年，雖然我是一個非常保守的人，但我相信這就是未來?！?/p>

Illumina 公司似乎已經(jīng)達成一致：其他 1 億美元衍生投資準備專注于第一個 FDA 批準的癌癥篩查試驗。一家名為 Grail 的獨立公司，將主動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胞的基因切片做一個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，但無法在一個更早的階段進行診斷。

上述各項也使 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。“這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，負責(zé)監(jiān)督法案的推進。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。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。“市場就像登月計劃，但技術(shù)不是。”

到 2017 年，Grail 的目標將是“概念上最大的臨床試驗，” Flatley 說，而批準將于 2019 年上市的篩查產(chǎn)品，將以低于 1000 美元的價格上市。比爾·蓋茨和杰夫·貝佐斯的“貝佐斯探險”都已出資啟動該項目，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)目標被內(nèi)部稱為“讓基因無處不在”，這一點都不令人驚訝。它的愿景就是讓每個人的基因測序旅程貫穿生死，且司空見慣。

“我認為我們中的很多人，包括我自己，都可以想象到這樣一個未來，基因技術(shù)與每個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)以便給病情最嚴重的患者提供更有針對性的治療，這一點尤為重要。許多研究人員認為，當(dāng)患者了解他們的獨特的疾病風(fēng)險（并采取措施積極降低風(fēng)險），又或者他們在癌癥擴散之前得到篩查之后，預(yù)防性護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)，最終實現(xiàn)操縱它的可能?！?/p>

隨著技術(shù)的進步，生物倫理學(xué)家，消費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發(fā)聲體。今年，它聘請了一個政府事務(wù)小組，并與政策決定者舉行了介紹會議，討論精密醫(yī)學(xué)法案，并為科研經(jīng)費募集資助。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會。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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