自主研发全样本高通量单细胞全长测序技术,「M20 Genomics」有望推动单细胞测序进入临床应用

来源:36氪
发布时间:2022-09-01
单细胞测序即将踏上临床应用的硬核之路。

如果说基因测序技术能用来“读”DNA和RNA,单细胞测序则是在测序技术的基础上结合单细胞标记技术来实现“读”每一个细胞,进而让人们充分理解细胞命运调控及人类疾病,实现真正的“精准医疗”。2015年,美国10X Genomics公司推出全球首款基于微流控平台的商业化单细胞测序技术,标志着人类对生命科学的研究进入了单细胞时代。

业界认为,高通量单细胞测序技术有望逐渐取代传统的高通量混池测序(bulk sequencing),尤其是在临床和药物开发方面替代或互补分子、细胞学和组织病理检测的现有技术,或用于新兴的免疫治疗,细胞及基因治疗等系统性疗法的开发,具有重大应用价值。伴随着产业化应用的潮流,不断有公司进入市场推动单细胞测序的国产化,典型有新格元生物、寻因生物、宸安生物、丹序生物、万乘生物等。

36氪近期接触到的M20 Genomics(跃真生物)便是一家专注单细胞测序技术开发与产业应用的公司。不久前,M20 Genomics正式对外发布了全球首个基于随机引物的全样本高通量单细胞全长测序技术 –“M20 Seq”,并同步发布了首个全样本高通量单细胞测序产品VITA系列(以下简称“VITA”)。 

VITA系列产品全景图

据跃M20 Genomics联合创始人董灵介绍,与现有的其他单细胞测序技术相比,M20 Seq具有全长转录组测序、全样本类型、高灵敏度、跨平台兼容性、全物种、百万级超高通量等特点。

“传统单细胞测序方法依赖于polyA捕获,仅限于研究mRNA的表达量,并具有3’或5’偏好性,而且要求非常高的细胞活性;我们的技术是基于随机引物结合的原理,获得的是全长信息,不但可以完成对石蜡等组织类型的分析,还可以对包括mRNA以及非编码RNA在内的total RNA进行突变和融合的分析,得到更全面的遗传信息。这将为研究和检测癌症等基因突变疾病带来全新的分析技术和工具化产品。”

据M20 Genomic公司官网显示,M20 Seq技术具有以下六大优势:

  • 全长转录组测序。基于随机引物原理可对RNA全长进行测序,进行基因突变、基因融合、拷贝数变异、非编码RNA、可变剪接等检测,扩展单细胞测序技术在肿瘤临床检测方面的应用。

  • 全样本类型。不仅可用于新鲜组织、冻存组织,还可以解决FFPE样本难以进行单细胞转录组测序的难题,使研究不再受限于样本类型、时间、距离,更适合实验室中心化检测模式,进而拓展更大的市场空间。

  • 高灵敏度。M20 Seq大幅度提高了单细胞测序的基因检出数。以新鲜组织、冻存组织和FFPE样本为例,单个细胞的中位基因检出数分别可达到5000、3500和2500,并且展现出巨大的可优化潜力。

  • 跨平台兼容性。在液滴与微孔技术平台均能获得优异的检测效果。

  • 全物种。无论是细菌等原核生物细胞,还是人类、动物、植物等真核生物细胞,都可以通过M20 Seq进行测序。

  • 超高通量。细胞捕获数大幅提高,最高可达到百万级,是现有单细胞测序技术通量的百倍以上。

从应用端总体来说,基于M20 Seq方法的VITA除了能大幅度提升单细胞测序技术的检测灵敏度,也能拓宽单细胞技术的应用领域

董灵告诉36氪,“目前单细胞测序还停留在科研服务或者临床研究应用阶段,距离真正的临床推广还有很长的路要走,其主要原因如下:

  • 第一,受限于样本类型,必须活性高于80%的新鲜组织,而除了外科医生外,其他医生可以获得新鲜组织的可能性是非常小的。尽管近期也出现了可以做冻存组织的平台,但是其基因检出数远远不能达到临床要求;

  • 第二,现有单细胞转录组技术存在较大偏好性,测序数据集中在mRNA的3’或5’端,只能简单的进行表达量的分析,而对临床最关注的突变、融合、拷贝数变异的检测无能为力;

  • 第三,细胞通量依然偏低,千级和万级的细胞量是很难全面反映组织的全貌的,检测的片面性就会导致临床判断的不准确;

  • 第四,成本过高,单个样本的检测以及分析动辄2,3万,这对于需要救治的患者来讲,无疑是雪上加霜;

  • 第五,医疗应用领域对于产品质量的稳定性要求是非常高的,需要大量的临床样本验证。

“只有很好的解决了上述问题,我们才有可能使单细胞测序真正进入临床应用。”董灵告诉36氪,为此,M20 Genomics想要通过对于技术壁垒的不断突破,除了实现对样本类型无限制、百万细胞超高通量捕获、转录组全长分析外,还要根据临床或制药的应用场景,实现目标基因的特定捕获,从而大大降低测序成本,让覆盖基因数或者位点数可以从几个覆盖到成千上万个。

据悉,M20 Genomics将重点推动单细胞技术在肿瘤、生殖、衰老、感染和免疫等领域的应用,其中肿瘤是公司目前重点发力的方向,“主要考虑到市场容量大且现阶段市场教育相对成熟,临床专家以及医生接受程度较好”。

董灵表示,按照计划,此次“VITA”发布后,公司希望在1年-1年半时间将产品在科研领域打造更加稳定,并通过和更多临床医生开展科研课题合作,不断挖掘客户需求等,譬如研究“突变患者细胞是否有信号通路的改变,以及对后续用药是否有指导”等,辅助相关产品开发和运营工作。不过她也指出,目前还没有到科研市场的爆发节点,这有赖于行业玩家共同把技术做成熟,共同降低测序成本

在谈及行业壁垒时,董灵指出,单细胞测序在医疗行业应用的发展轨迹可能会和NGS行业类似,即早期存在一定技术门槛,主要比拼技术;后续技术壁垒可能慢慢丧失,开始有报证要求;然后则是比拼行业资源和服务品质等。但她也指出,与混池测序不同的是,单细胞测序行业壁垒较高,目前国内大多数公司都是利用polyA捕获的原理,和10xGenomics相似,这是相对比较容易实现的路径,而具有突破性技术和产品的公司凤毛麟角,M20 Genomics竞争力可持续存在。

团队方面,本次受访的联合创始人&总裁董灵为北京大学临床医学博士,拥有丰富的相关医学领域企业和运营管理经验;联合创始人团队中既有服务国际金融机构和产业集团,擅长企业运营和投融资背景的成员;也有毕业于海外顶尖高校且长期从事单细胞测序技术的研究和开发的成员,等等。 目前公司已达到50人的规模。

公开资料显示,2022年初,M20 Genomics完成了由启明创投领投、巢生资本跟投的天使轮融资;2022年4月,其又宣布完成了由红杉中国领投、泰煜资本跟投的pre-A轮融资;2022年7月,再次完成由浙大启真医疗基金独家领投的pre-A+轮融资。

本文图片来自:IC photo 正版图库