基因测序可预测个人未来 测序实验将首入国际空间站
2016-07-10 22:34:57   来源:科学网
内容摘要
基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性。据美国国家航空航天局(NASA)最新消息,近日发射升空的俄罗斯“联盟”号载人宇宙飞船搭载了3名宇航员,其中NASA女科学家凯特·鲁宾斯将成为在国际空间站进行基因测序的第一人。这项实验将有助于了解太空环境对人类基因组的影响,掌握宇航员健康情况,以及太阳系内生命探测工作。

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    基因测序是一种新型基因检测技术,能够从血液或唾液中分析测定基因全序列,预测罹患多种疾病的可能性,个体的行为特征及行为合理,如癌症或白血病,运动天赋,酒量等。基因测序相关产品和技术已由实验室研究演变到临床使用,可以说基因测序技术,是下一个改变世界的技术。

    据美国国家航空航天局(NASA)最新消息,近日发射升空的俄罗斯“联盟”号载人宇宙飞船搭载了3名宇航员,其中NASA女科学家凯特·鲁宾斯将成为在国际空间站进行基因测序的第一人。这项实验将有助于了解太空环境对人类基因组的影响,掌握宇航员健康情况,以及太阳系内生命探测工作。

    搭乘“联盟”号的宇航员分别是凯特·鲁宾斯、俄罗斯的阿纳托利·伊万尼什和日本的大西拓哉。他们将花两天时间在地球轨道对“联盟”号升级系统进行测试,预计2016年7月9日中午到达国际空间站,并与拉斯维特模组对接。届时,空间站宇航员人数达到6名,他们将组建“远征48-49”任务组,在空间站4个月内开展250多项科学实验。

    凯特·鲁宾斯将在太空空间站进行基因测序实验。她是斯坦福大学医学院癌症生物学博士,2009年进入NASA培训,成为一名合格的宇航员。鲁宾斯对在国际空间站进行基因测序非常激动。她将用一种迷你基因测序仪完成测序实验,观察这一技术在微重力条件下,比如液体样品的形状、样品流入测序仪的方式等有何变化。这次实验可以得到实时的第一手基因测序数据,有助于了解辐射以及睡眠变化对人类基因组的影响,对未来在空间站研究人类疾病和火星旅行任务都有重要意义。

    NASA约翰逊航天中心微生物科学家莎拉·华莱士说,这种能在太空使用的基因测序仪,也能识别微生物、诊断疾病,有助于掌握宇航员的健康情况,对探测太阳系其他地方有无基于DNA的生命也有潜在帮助。

    鲁宾斯还将测试一种设备在微重力条件下的精准性,以更好地理解重力对骨骼细胞功能的影响,心血管系统在太空环境中的变化等。这些实验有助于心脏疾病研究和新药开发。

    据悉,太空技术(SpaceX)公司的“龙”飞船将于7月18日由“猎鹰9”号火箭发射升空,执行第9次商业补给任务,并把太空基因测序实验、飞船温度调节、骨质流失研究等的结果带回地球。

 

基因测序:预测你的未来

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    目前,用一种带USB插头的微芯片设备做DNA检测,只需30分钟就可查清你是否携带某种疾病风险基因,价格低至20美元。这种微芯片称为“芯片实验室”。

  传统的DNA分析要在实验室进行,还要有专业设备和专门知识,结果等几个星期才能拿到,而且价格很高。英国伦敦帝国理工学院教授、仿生技术中心主管克里斯·图马佐用微小的芯片实验室将电子、生物、遗传学和医疗护理结合在一起,带来了大量创新应用,这项技术在成长迅速、价值几十亿美元的个性化医疗领域也有巨大潜力。


  多功能的专用芯片

  每个芯片实验室都预先内置一种取自易患某种疾病的人的基因序列,以此来识别能与这种基因匹配的人。每个芯片功能专一却各有各的用途,如一种芯片可以检测某人是否有患Ⅱ型糖尿病的风险,而另一种芯片能发现携带心脏病风险基因的人。检测只需提供一份DNA样本,用唾液或口腔擦拭样本后,将其渗入一系列精细的半导体芯片上,再通过编好的程序来完成复杂的测试。

  如样本和芯片中原有的基因序列匹配,即受试者基因的核苷酸与芯片内置基因配对并结合在一起,会释放氢离子,芯片会产生被检测者患有或易患这种疾病的信号;如果核苷酸没有结合,就不会放出氢离子及发出信号,表明他(她)没有或不易患这种疾病。

  图马佐解释说:“人与人之间有0.1%的基因差异,每次做基因测试时都可能发现一些新的差异。这些差异是基因突变造成的,有时我们也用这些突变来制作芯片中的内置序列。”

  芯片实验室很容易携带,即使在门诊或缺乏医疗设施的偏僻地方也能做测试,甚至在病人家里也行,只要把芯片插入平板电脑或类似设备,就能得到结果。更重要的是,这种芯片能显示一个人易患的多种遗传疾病,如Ⅱ型糖尿病、对某些药物过敏等。

  2014年,图马佐因这项发明获欧洲专利局授予的“年度发明人”称号,这项技术有望在整个公共卫生领域普及,从而使医学重点从治疗转向早期预防。


  “打造”个性化方案

  利用基因检测技术,医生们不仅可以根据不同人特点制定个性化治疗方案,还能提前给出预防性建议。如检测结果显示某人易患某种疾病,这并不意味着他一定会得这种病,它只是提供一些知识,让他们改变生活方式,把未来可能患病的风险减到最低。预测疾病还只是这一技术潜能的一小部分。除此之外,芯片实验室还能根据不同患者的遗传特征确定用什么药物,以及多少剂量是最有效的。

  在2015年的一次会议中,图马佐谈到他以前的一个癌症病人,他们给这位病人做了DNA测试,发现她对医生所开药物有耐药性,于是,他们改变了她的药物。

  目前,他们正在开发另外一些产品,以帮助破解严重的血液感染,如脓毒症等。预计到2017年,图马佐公司还将推出一种叫做DNAe的芯片。


  市场化面临挑战

  图马佐承认,在技术产品市场化方面他们还面临许多挑战,包括个性化医疗理念。“除非有重大突破,否则制药公司对改变医疗方法依然持怀疑态度。”为此,他们围绕芯片实验室这一平台开发了大量延伸的消费者产品,希望能证明它的功效。

  为提高公众对基因测序的关注,图马佐此前已在这方面做了一些尝试,如2014年,图马佐和杜兰·杜兰流行乐队的尼克·罗德斯创办了一家化妆品公司GeneU,为消费者提供个人护肤产品,通过基因测序,为客户量身定制专门的精华液。他还和另一位GeneU同事玛丽亚·卡韦拉博士合作,以基因测序为基础,为消费者制定详细信息,指导他们的饮食习惯和生活方式。

  肥胖、心脏病等慢性疾病在一些国家呈上升趋势,这很大程度上是由于生活方式的变化。卡韦拉说:“我们不想对人们说教,只希望他们能根据自己的DNA重新计划要买什么。如果他们想买饼干,那很好,但让我们来看看你的基因组成,找到对你最健康的那种。”


  隐私问题是关键

  无论在医疗领域还是消费领域,他们研发的芯片实验室能吸引消费者的优势之一,是可以有效的保护隐私。图马佐说,目前市场上有许多基因组测序服务商可能会把信息泄露给合作方,而他们的产品实行自我管理,采集样品、数据分析和检测结果都由客户自己保留。芯片上的信息不会加入到任何数据库或卖给第三方,芯片也可以在使用后立即销毁。

  图马佐认为,基因信息是应该保密的,因为“我的DNA应该由我做主”,这也是他们的原则。他希望这些产品能迅速扩展到个性化医疗保健市场,让消费者有能力照顾好自己的健康。

 

人体抗癌试验首次通过审查 关注基因测序

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    美国国家卫生研究院一个咨询委员会2016年6月21日批准了首个利用被誉为“基因剪刀”的CRISPR基因编辑技术来治疗癌症的人体临床试验,让这种目前备受关注的生物医学技术在美国距临床试验仅差美国食品和药物管理局批准一步之遥。美国国家卫生研究院“重组DNA咨询委员会”批准了这项由美国宾夕法尼亚大学提交的临床试验计划。该委员会负责对在美国进行的基因疗法临床试验进行安全及伦理审查。

    机构认为,基因测序作为精准医疗的基础,在生育健康服务、复杂疾病检测和新药研发服务等领域将不断得到应用,测序软件技术的突破“修补”了三代测序技术错误率高的缺点,凸显其读段更长,测序成本更低的技术优势,有望推进三代基因测序技术的临床应用;技术突破将整体降低基因测序的成本,测序服务价格为更多的人群所能承受,伴随下游需求释放,中游服务市场有望继续扩大,继续看好基因测序技术在医药行业中的投资机会。


    达安基因:定位精准医疗,核酸诊断稳定增长

    定位基因精准医疗。公司定位分为三个阶段,第一阶段(2011年以前)是生物医疗高新企业,主要为产品平台;第二阶段(2011-2014年)生物医药产业链公司,产品加服务平台;第三阶段(2015年至今)以基因精准医疗精准医学技术为基础的医疗服务产业链平台。公司成立以来一直走在医疗技术前沿,2003年公司独立实验室开始发展,形成产品加服务的模式,目前在精准医疗背景下,将重点发展精准医学产业链。

    核酸诊断市场稳定增长,独立实验室探寻新合作模式。公司专注于分子诊断领域20多年,主要业务分为:试剂、服务和仪器。试剂:临床核酸诊断占国内市场的50%,主要覆盖病种是传染病、遗传病、肿瘤和妇科等;目前PCR核酸诊断项目基本上属于常规检测范畴,在新医改的大背景下,医院诊断性服务项目品种和范围不断增加,成为医疗服务的一个重要项目,未来随着医院对医疗服务收费项目的看重,作为医技范畴的诊断服务市场仍存在较大的增长空间。

    服务:独立实验室方面,公司目前拥有7家独立实验室,具备无创产前基因检测、肿瘤诊断与治疗项目高通量基因测序的试点资质,实验室规模在国内排前五,其中在广州和四川地区的实验室盈利较好,主要客户群体为二级医院,未来主要与三级医院合作的模式建设实验室。仪器:主要以代理为主,其中基因测序仪主要是代工Life Tech,公司侧重点并不在硬件设备方面。

     研发实力强,销售渠道广。校办企业背景使得公司管理层一贯注重研发,研发投入保持在10%以上,拥有核酸诊断的核心技术和专利,公司与其他诊断服务公司比,最大的优势是可以借助高校资源如生科院、医学院等进行成果技术转化等全方位的合作。公司销售模式是直销加代理,分子诊断业务主要是以直销系统为主,全国设有30多个办事处,销售队伍本土化,产品销售的医院终端有2000多家,其中3级医院占比约为70%。

     产业链向下延伸,布局医院建设。公司第三阶段定位是打造医疗服务产业链公司,基于这样的定位,产业链往下游延伸顺理成章,目前已成立了达安医院投资管理有限公司,由张斌先生担任总裁,与巴中市恩阳区人民政府共同成立医院项目管理公司,建设巴中市恩阳区人民医院。公司未来主要倾向投资公立医院,投资模式可以比较灵活,在公立医院社会化发展的政策背景下,公立医院改革有望持续深入,混营式改革为公司提供较好的投资介入机会。


中国关注干细胞和基因测序

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    生物医药“十三五”规划已基本制定完成,按照相关工作流程,这一规划将在2016年下半年正式出台。根据规划,“十三五”期间中国生物医药产业将重点发展重大疾病化学药物、生物技术药物、新疫苗、新型细胞治疗制剂等多个创新药物品类,同时发展生物3D打印技术等重大医疗技术。

  根据规划,抗肿瘤、抗抑郁、糖尿病、肾病、心脑血管病等药物将是“十三五”期间重点发展的新药品类;在临床中有巨大应用前景的蛋白及多肽药物、新型细胞制剂等生物医药制剂也将得到优先发展;此外,生物3D打印、大分子药物、干细胞、基因等前沿性生物医药技术,在未来五年也将得到长足发展。

中国医药行业管理协会会长于明德认为,生物技术将成为国家未来发展重点。以精准医疗、基因检测、细胞免疫、单抗等为首的创新生物技术产业正受到国家政策及产业资本的双重扶持。近两年来,安科生物、千山药机、达安基因等上市公司均已成为掘金基因检测及细胞诊疗的主力军。

  有券商分析人士指出,回溯2015年以来医药行业并购案例,围绕生物技术及医疗信息服务等细分领域的并购数量明显增加,已占到并购总数近20%。

  招商证券等券商研报指出,生物医药产业作为中国确定的七大战略新兴产业之一,有巨大的现实意义和经济意义。一方面,加快发展生物医药产业,将进一步满足中国人民不断增长的卫生健康服务需求;另一方面,作为重要的产业,生物医药领域和化工等基础制造业部门息息相关,提升生物医药产业的整体发展水平,对促进上下游产业、带动化工等传统行业转型升级也有着巨大促进作用。

    太平洋证券认为,在生物技术领域,未来干细胞研究和基因测序是最热门的两大细分行业。相关公司值得重点布局。

  1.干细胞相关的上市公司主要包括:西比曼、冠昊生物、金卫医疗、南京新百、开元投资、乐金健康、复星医药、开能环保和中源协和等。

  2.基因测序技术取得突破,关注精准医疗板块。建议关注安科生物、达安基因、千山药机、迪安诊断等相关个股。

独立实验室行业是少数未来3-5年增速超过30%的医疗服务子行业。分级诊疗、医药分家等医疗体制改革是行业发展的核心推动力。我们认为独立实验室的竞争优势首先是规模化带来的成本优势,不断累积的技术平台优势,未来逐步向数据信息化优势发展。与综合医院相比,独立实验室低价高效、更能应对高端复杂检测,未来在医疗检验市场占比将持续提高;
同时行业集中度更趋集中。
    医疗机构的扩张,对存量医疗机构检验市场的渗透和融合,新技术带来新的检测市场使行业增速快于IVD行业约20%增速。2014年国内医学检验市场规模应该是IVD行业的4倍,约1440亿元。国内第三方独立实验室收入规模约70亿元,占医学检验市场份额约4.8%。测算2020年独立实验室市场规模将超过338亿元。占医学检验收入比重约7.9%。

    鉴于行业还处于跑马圈地的阶段,快速扩张抢占客户资源是迪安现阶段的核心工作。投资整合IVD行业内优秀的代理商,是获取优质客户的捷径!2015年公司新收购控股了北京、广州、新疆、云南等地区优质的渠道经销商。已建或在建实验室网点超过26家,预计2015年收购项目将在2016年贡献约9600万元利润。

    迪安与邵逸夫医院共建的精准诊疗中心是其全国推广复制的标准运营模式,是公司增加客户粘性的重要手段。该中心涵盖了4个技术平台:肿瘤精准诊疗中心、国际病理诊断中心、远程诊断系统、华大技术高管领军的基因咨询服务。在技术创新方面,迪安着重发展基因测序、质谱、FISH平台、分子病理、数字PCR、基因芯片等诊断技术。

    未来2年公司独立实验室新建计划:2016年迪安将在内蒙,新疆、成都、福州、泉州新设诊断中心。2017年年底完成全国一级城市的布局。基于行业良好的发展趋势;公司全面拓展体外诊断业务,通过收购和投资快速打通上下游产业链的发展战略;我们看好公司的长期发展。预计16-17年公司EPS将分别为0.52/0.72元,对应16-17年动态PE分别
58/42倍。

    风险因素:行业竞争加剧,导致阶段性业绩下滑。


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