国产纳米孔基因测序仪预计年内量产

6月8日，齐碳科技正式对外宣布完成超4亿人民币B轮融资，由高瓴创投、鼎晖VGC（创新与成长基金）联合领投，博远资本、华盖资本及阳光融汇资本跟投，老股东高榕资本、中关村协同创新基金、银杏谷资本、雅惠投资及BV百度风投持续加码。

齐碳科技成立于2016年，致力于纳米孔单分子连续测序技术的开发与应用，于2020年9月推出国内首台自主研发的纳米孔基因测序仪QNome-9604及配套试剂耗材，并持续优化产品准确性、稳定性。此前，齐碳科技曾完成4轮累计金额近2亿元的融资。据了解，本轮融资完成后，齐碳将进一步加大科研投入，加速产业化进程，计划于今年内完成定型产品量产并推向市场。

高瓴联席首席投资官、高瓴创投生物医药与医疗器械负责人易诺青表示：“齐碳科技研发了国内首台纳米孔基因测序仪，成功打破了基因测序设备、配套芯片及试剂研发领域的高壁垒和海外垄断，攻克了国内基因测序‘卡脖子’的技术难题。在市场应用空间中，微生物病原检测、癌症检测等细分领域适合成为纳米孔基因测序仪的首选应用方向。我们将长期支持国家重点领域科技研发，推动高水平科技自立自强。”

鼎晖创始合伙人、鼎晖VGC管理合伙人王霖表示：“基因测序行业增长迅速，传统二代测序技术在应用中存在一定的局限。作为下一代长读长测序技术中壁垒最高的产业链上游，齐碳科技具有强大的研发实力，产品迭代升级、性能提升速度快，公司目前在纳米孔基因测序仪方面的技术已达到全球领先水平。我们很高兴可以和齐碳科技这类硬科技公司携手同行，并期待公司产品早日实现在科研端和临床端的大规模应用。”

性能优化，单分子基因测序进入应用探索阶段

新冠疫情爆发以来，创新技术不断被用来优化感染疾病的临床检测，其中就包括单分子测序技术。该技术长读长、即时输出数据的特点，为病原体感染快速诊断提供了新的解决方案。动脉网了解到，随着越来越多的临床科研团队运用单分子测序对病原感染样本进行检测，国内单分子测序应用已经处于供不应求的状态。由此，再度引发市场对这项技术的热情和关注。

单分子连续测序是指在基因测序过程中，不进行碎片化处理，直接对单个DNA或者RNA分子进行连续测序。理论上讲，这种测序方式能够捕捉到基因组的全部特征和数据，是进行基因测序更理想的手段，但实现难度极大。

1989年，加利福尼亚大学David Deamer教授提出利用电泳把一条DNA单链分子穿过一个纳米尺寸的孔，并记录其穿孔的电流信号从而推断出序列信息，就此开始了对纳米孔测序的探索之路。在纳米孔基因测序中，电场力驱动单链核酸分子有序通过纳米尺寸的蛋白孔道。由于不同碱基通过纳米孔时，对孔道内的离子电流产生不同程度的阻断，让差异化的电流信号成为区分碱基类型的标志。再通过算法将这些电流信号转换成碱基序列，就形成了基因测序结果。

在纳米孔基因测序技术出现后的很长时期，由于相关蛋白、微电路、生物芯片、算法、生信等跨学科的配套技术能力发展滞后，导致纳米孔基因测序设备的稳定性、准确率等核心性能指标仍有待提升，该技术并没有得到广泛应用。直到近年来，结构生物学、深度学习算法等前沿技术大力发展，并深度应用到纳米孔测序中，这项技术才出现了跨越式发展。

在白净卫看来，纳米孔基因测序技术是被全维度科技进步浪潮推动起来的浪花，“只有社会整体技术能力提升、成本下降，才能够真正推动纳米孔测序技术的优化落地和广泛应用。这也是纳米孔基因测序技术发展近30年，才在更多应用场景中崭露头角的原因。”据了解，在某些特定建库条件下，纳米孔基因测序的准确性已经可以媲美二代测序。

伴随准确性、稳定性不断提升，纳米孔测序仪正基于灵活的测序通量、长读长、小巧便携的特点，在基因测序技术迭代中实现多元化应用。

实际上，第一代测序准确性高、读长长，但通量极低，现在主要用于科研质粒测序、刑侦、亲子鉴定和部分遗传病检测等场景。在高通量测序领域，取而代之的，是目前主流的基因测序平台采用的第二代测序技术（NGS）。

NGS技术通量、准确性都非常高，在科研和临床中都得到了广泛应用。比如，NGS技术在产前诊断、肿瘤伴随诊断方面的应用已经相对成熟，国内外都有渗透率较高的产品上市，病原体检测、癌症早筛等新的NGS应用场景的发展也方兴未艾。据测算，当前全球NGS应用市场规模超过200亿美元，并且正在以超过20%的复合增长率快速成长。

然而，NGS技术只能进行碎片化的短读长基因测序，并且所采用的大型设备往往需要集中处理样本来降低单次成本，在拓展一些应用场景时，也不免遭遇瓶颈。比如，即时的病原检测便是其中之一。而纳米孔基因测序能够快速输出数据，极大提升感染病原检测时效性，并且采用小型化设备，可以在院内直接实现床旁检测。此外，纳米孔基因测序对单个基因进行超长读长的解析，避免某些重要基因信息在平均化过程中被忽略，从而提升患者检出效率。这也是越来越多感染病原检测研究选择采用纳米孔基因测序的原因。

白净卫表示，除了感染病原检测外，纳米孔基因测序在遗传病研究、司法刑侦、环境保护，甚至肿瘤诊疗中的研究也颇值得关注。例如，纳米孔基因测序的超长读长更适合检测基因结构变异，精准锁定致病基因，为包括肿瘤在内的重大疾病探索新治疗方案提供更全面的生物数据，或者凭借设备小巧便携的特性，在重大突然公共卫生事件现场，快速查找问题源头。

不过，白净卫也坦言，由于在纳米尺寸的孔道内控制单链核酸分子是一件高度复杂的系统性工作，“单分子尺度下核酸分子的热运动十分活跃，运动轨迹极不规律，控制它们有序通过纳米孔，并连续提取、分析这个过程中的碱基信息，难度仍然挺大，需要持续优化。”即便如此，纳米孔基因测序准确性在过去两年间快速提升，以齐碳科技为例，初代产品的测序准确率已经从去年的83%~85%快速提升到最高92%左右。白净卫表示，随着纳米孔基因测序技术前端的生物工程、电子工程技术能力不断提升，协同后端生信分析、算法模型不断精进，测序精确性还将快速提升。

国产纳米孔基因测序仪计划年内量产

齐碳科技是一个由跨学科的优秀技术专家创立的团队。白净卫是北京大学化学系学士，加州大学洛杉矶分校材料学博士，IBM沃森实验室博士后，曾在Illumina从事研发工作，具备丰富的微纳器件和核酸分子生物学研发经验。另外两位创始人胡庚和谢丹分别是是清华大学自动化系博士和伊利诺伊大学香槟分校博士，斯坦福大学医学院博士后。其中，胡庚是电子仪器专家，曾入选2015年西门子中国Young Talent，谢丹则在测序技术和生物信息学领域经验丰富。

2020年9月，齐碳科技公开发布了纳米孔基因测序仪QNome-9604，并启动ALPHA TEST应用生态招募。动脉网了解到，齐碳科技已经运用纳米孔测序技术为来自各行各业的样本输出了大量生物数据，支撑了一系列创新研究。在这期间，齐碳科技完成了团队扩张和经营管理优化，并且开工建设符合医疗器械生产要求的生产基地。