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自主研發全樣本高通量單細胞全長測序技術,「M20 Genomics」有望推動單細胞測序進入臨床應用

如果說基因測序技術能用來“讀”DNA和RNA,單細胞測序則是在測序技術的基礎上結合單細胞標記技術來實現“讀”每一個細胞,進而讓人們充分理解細胞命運調控及人類疾病,實現真正的“精準醫療”。

2015年,美國10X Genomics公司推出全球首款基於微流控平臺的商業化單細胞測序技術,標誌著人類對生命科學的研究進入了單細胞時代。

業界認為,高通量單細胞測序技術有望逐漸取代傳統的高通量混池測序(bulk sequencing),尤其是在臨床和藥物開發方面替代或互補分子、細胞學和組織病理檢測的現有技術,或用於新興的免疫治療,細胞及基因治療等系統性療法的開發,具有重大應用價值。伴隨著產業化應用的潮流,不斷有公司進入市場推動單細胞測序的國產化,典型有新格元生物、尋因生物、宸安生物、丹序生物、萬乘生物等。

36氪近期接觸到的M20 Genomics(躍真生物)便是一家專注單細胞測序技術開發與產業應用的公司。不久前,M20 Genomics正式對外發布了全球首個基於隨機引物的全樣本高通量單細胞全長測序技術 –“M20 Seq”,並同步釋出了首個全樣本高通量單細胞測序產品VITA系列(以下簡稱“VITA”)。

自主研發全樣本高通量單細胞全長測序技術,「M20 Genomics」有望推動單細胞測序進入臨床應用

VITA系列產品全景圖

據躍M20 Genomics聯合創始人董靈介紹,與現有的其他單細胞測序技術相比,M20 Seq具有全長轉錄組測序、全樣本型別、高靈敏度、跨平臺相容性、全物種、百萬級超高通量等特點。

“傳統單細胞測序方法依賴於polyA捕獲,僅限於研究mRNA的表達量,並具有3’或5’偏好性,而且要求非常高的細胞活性;我們的技術是基於隨機引物結合的原理,獲得的是全長資訊,不但可以完成對石蠟等組織型別的分析,還可以對包括mRNA以及非編碼RNA在內的total RNA進行突變和融合的分析,得到更全面的遺傳資訊。這將為研究和檢測癌症等基因突變疾病帶來全新的分析技術和工具化產品。”

據M20 Genomic公司官網顯示,M20 Seq技術具有以下六大優勢:

全長轉錄組測序。基於隨機引物原理可對RNA全長進行測序,進行基因突變、基因融合、複製數變異、非編碼RNA、可變剪接等檢測,擴充套件單細胞測序技術在腫瘤臨床檢測方面的應用。

全樣本型別。不僅可用於新鮮組織、凍存組織,還可以解決FFPE樣本難以進行單細胞轉錄組測序的難題,使研究不再受限於樣本型別、時間、距離,更適合實驗室中心化檢測模式,進而拓展更大的市場空間。

高靈敏度。M20 Seq大幅度提高了單細胞測序的基因檢出數。以新鮮組織、凍存組織和FFPE樣本為例,單個細胞的中位基因檢出數分別可達到5000、3500和2500,並且展現出巨大的可最佳化潛力。

跨平臺相容性。在液滴與微孔技術平臺均能獲得優異的檢測效果。

全物種。無論是細菌等原核生物細胞,還是人類、動物、植物等真核生物細胞,都可以透過M20 Seq進行測序。

超高通量。細胞捕獲數大幅提高,最高可達到百萬級,是現有單細胞測序技術通量的百倍以上。

從應用端總體來說,基於M20 Seq方法的VITA

除了能大幅度提升單細胞測序技術的檢測靈敏度,也能拓寬單細胞技術的應用領域

董靈告訴36氪,“目前單細胞測序還停留在科研服務或者臨床研究應用階段,距離真正的臨床推廣還有很長的路要走,其主要原因如下:

第一,受限於樣本型別,必須活性高於80%的新鮮組織,而除了外科醫生外,其他醫生可以獲得新鮮組織的可能性是非常小的。儘管近期也出現了可以做凍存組織的平臺,但是其基因檢出數遠遠不能達到臨床要求;

第二,現有單細胞轉錄組技術存在較大偏好性,測序資料集中在mRNA的3’或5’端,只能簡單的進行表達量的分析,而對臨床最關注的突變、融合、複製數變異的檢測無能為力;

第三,細胞通量依然偏低,千級和萬級的細胞量是很難全面反映組織的全貌的,檢測的片面性就會導致臨床判斷的不準確;

第四,成本過高,單個樣本的檢測以及分析動輒2,3萬,這對於需要救治的患者來講,無疑是雪上加霜;

第五,醫療應用領域對於產品質量的穩定性要求是非常高的,需要大量的臨床樣本驗證。

“只有很好的解決了上述問題,我們才有可能使單細胞測序真正進入臨床應用。”董靈告訴36氪,為此,M20 Genomics想要透過對於技術壁壘的不斷突破,除了實現對樣本型別無限制、百萬細胞超高通量捕獲、轉錄組全長分析外,還要根據臨床或製藥的應用場景,實現目標基因的特定捕獲,從而大大降低測序成本,讓覆蓋基因數或者位點數可以從幾個覆蓋到成千上萬個。

據悉,

M20 Genomics將重點推動單細胞技術在腫瘤、生殖、衰老、感染和免疫等領域的應用

,其中腫瘤是公司目前重點發力的方向,“主要考慮到市場容量大且現階段市場教育相對成熟,臨床專家以及醫生接受程度較好”。

董靈表示,按照計劃,此次“VITA”釋出後,公司希望在1年-1年半時間將產品在科研領域打造更加穩定,並透過和更多臨床醫生開展科研課題合作,不斷挖掘客戶需求等,譬如研究“突變患者細胞是否有訊號通路的改變,以及對後續用藥是否有指導”等,輔助相關產品開發和運營工作。不過她也指出,

目前還沒有到科研市場的爆發節點,這有賴於行業玩家共同把技術做成熟,共同降低測序成本

在談及行業壁壘時,董靈指出,單細胞測序在醫療行業應用的發展軌跡可能會和NGS行業類似,即早期存在一定技術門檻,主要比拼技術;後續技術壁壘可能慢慢喪失,開始有報證要求;然後則是比拼行業資源和服務品質等。但她也指出,與混池測序不同的是,單細胞測序行業壁壘較高,目前國內大多數公司都是利用polyA捕獲的原理,和10xGenomics相似,這是相對比較容易實現的路徑,而具有突破性技術和產品的公司鳳毛麟角,M20 Genomics競爭力可持續存在。

團隊方面,本次受訪的聯合創始人&總裁董靈為北京大學臨床醫學博士,擁有豐富的相關醫學領域企業和運營管理經驗;聯合創始人團隊中既有服務國際金融機構和產業集團,擅長企業運營和投融資背景的成員;也有畢業於海外頂尖高校且長期從事單細胞測序技術的研究和開發的成員,等等。 目前公司已達到50人的規模。

公開資料顯示,2022年初,M20 Genomics完成了由啟明創投領投、巢生資本跟投的天使輪融資;2022年4月,其又宣佈完成了由紅杉中國領投、泰煜資本跟投的pre-A輪融資;2022年7月,再次完成由浙大啟真醫療基金獨家領投的pre-A+輪融資。