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身价250亿美金,最聪明的公司Illumina是这样推动基因检测普及的 illumina基因测序仪

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-10-13  来源:动脉网  作者:网络来源  浏览次数:117
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身价250亿美金,最聪明的公司Illumina是这样推动基因检测普及的


Illumina是美国新兴领域DNA测序无可争议的领导者,垄断了市面上75%以上的测序设备市场份额。类似23andMe这家拥有谷歌背景,直接面向消费者的基因研究公司所拥有的基因检测仪器,就是由这个身价250亿美元的生物技术巨头制造的。而我国知名的中下游基因测序企业,也几乎都采用了Illumina的产品。

这次,Illumina直面消费者,推出了消费级的产品,试图将基因测序普及化,帮助疾病的早期筛选和罕见病的诊断,在大健康管理风行的当下,这并不是简简单单的一件小事。用户花费不到3000美元,就可以测试对哪些药物免疫,或者是否含有导至乳腺癌和卵巢癌风险的基因突变。

鲶鱼效应,竞争中成长


公司总部位于圣地亚哥,与硅谷科技园有一些相似之处,舒适的工作氛围,咖啡厅,食堂。高级管理人员和其他人一样在同一个场所办公,没有所谓的办公室。

作为一家老牌企业,Illumina成立于1998年,致力于DNA检测技术的新技术,并应用到不断增长的临床和消费市场,使之成为DNA生态系统必不可少的一部分。

前任CEO Jay Flatley被认为是公司创新文化的第一人,对公司的成长和发展做出了很大贡献。现在公司有5000名员工,年收入超过20亿美元。但是回首2003年,公司刚成立五年之际,却只能在与大公司的竞争中,勉强维持盈利。

强敌环伺,Illumina与许多大公司竞争过,最激烈的要数与罗氏的那场充满博弈的并购案。在Illumina首席财务官Marc Stapley上任的第一天,罗氏便展开了敌意收购。Illumina的银行家们觉得被罗氏收购只是时间问题,但是Flatley和股东们被激怒了,其中第三大股东Jason Young更是表示:无论价格多少都不会出售Illumina给罗氏。最后罗氏放弃了收购,如今Illumina的市值已经超出当时罗氏报价的四倍。通过这次罗氏的恶意收购,Flatley看到了进军医疗市场的机会。

“创新将人才,流程和产品开发有机融合。”创始人和前首席运营官John Stuelpnagel回忆道:“而这种创新能力,某种程度上是被其他竞争对手点燃,就好比鲶鱼效应。”

随后Flatley收购了一个拥有“合成测序”技术的英国生物技术启动计划Solexa,情况开始发生改变。2007,Illumina研究人员改进了核心技术,公司还建立了一个全球分销网络。执行团队在营销模式上做了一些改进,允许在多个地理位置快速发布新产品。

推动基因测序成本低价

在公司的发展历程中,具有里程碑意义的是Flatley新战略的提出。2009年,Flatley通过建立一个联邦认证的实验室,来获取新硬件测试的优势,并展示什么是下一代测序。

Flatley又通过 Understand Your Genome Project (以下简称UYG)计划推动基因消费。推出了比23andMe以及前几代产品更加深层次的测序排列。用户只需花费不到3000美元,就可以了解对哪些药物免疫,或者是否含有导至乳腺癌和卵巢癌风险的基因突变。参与UYG项目的遗传顾问Erica Ramos表示,他们发现2%的人存在基因突变。

公司还做了许多尝试,在实践中推动人们对基因测序的认识。过去,DNA测序在实验室内部进行,实验室充满了一排排大小不等的电脑。The HiSeq X Ten差不多跟办公司复印机一样大小,同时还能实现更快捷,更经济的基因测序。

不仅如此,公司还有针对性的低端仪器,和桌面电脑大小,主要销售给分子生物学家,病理学家和肿瘤患者,售价约5万美元。

Illumina的这些仪器已经占据了测序市场超过70%的份额,客户包括学者,制药公司,生物科技公司等等。其中The HiSeq X Ten的客户有35个,包括悉尼Garvan医疗研究所和剑桥大学Broad 研究所。他们有时也被称作“X Ten俱乐部”。

身价250亿美金,最聪明的公司Illumina是这样推动基因检测普及的
在Jay Flatley的领导下,公司成为行业无可争议的领导者



在Flatley掌舵期间,建立了严格的产品执行机制,也为公司赢得了声誉,最终于2014年,第一个宣布将基因测序的价格降低到1000美元,也奠定了行业地位。如今,Illumina在基因组学有举足轻重的地位。

挑战:来自技术竞争与合作伙伴

和其他任何大公司一样,Illumina也面临其核心业务稳定地位的挑战。

一方面,是来自不断革新的技术的压力。英国启动计划有一项技术叫做牛津纳米孔,可以制造小型便携式测序仪器,它声称可以现场使用并提供实时报告,甚至还能在国际空间站使用。牛津纳米孔技术通过测量核苷酸通过微观孔隙引起的电流的变化来阅读长链DNA。不仅如此,它在先寨卡病毒的快速诊断中显示出了潜力。

另一方面的挑战来自与合作伙伴的竞争。目前,Illumina与几乎每一个基因组学公司都是竞争的关系。这使得Illumina进入临床市场会有些艰难。

此前Illumina不与客户竞争,而这局面在Illumina进军临床领域后被打破。2012年9月,Illumina收购了英国遗传变异测序服务公司Blue Gnome.2013年1月,Illumina又以3.5亿美元收购了Verinata Health。消息一出整个行业都为之震惊,Verinata是Illumina在无创产前测试领域的一个直接竞争者。拥有一种通过母体血液中胎儿DNA来标记染色体迹象的技术,现在市场价值为10亿美元。

第二年7月,Illumina再次出手,收购专注于伴随诊断及其他IVD的咨询公司Myraqa,为基因组学技术在监管市场的应用铺平道路,同时推动临床上使用的标准。

Illumina首席商务官Christian Henry表示:“对于Illumina说,根本问题是与多少客户存在竞争关系。”Henry强调,公司开始尝试走“精品路线”,避免直接销售给医生。相反的,Illumina选择将销售对象定义为实验室或者其他希望使用设备的NIPT公司。“Illumina希望基因测序能够大众化,能够在每个实验室普及NIPT测序。”Groberg补充道。

Jaynome:基因测序临床普及的萌芽

2009年,时任Illumina CEO的Flatley得知自己患有患有恶性高热,随时都有全身麻醉而导至死亡的危险。 Flatley将自己的血液和唾液送到公司新成立的实验室进行基因检测。

实验室花费了几周和数万美元,来推断基因组的序列。由于Flatley的医生的处方要求,科学家有一些医学方面的发现。“当时我们承受了很大压力,但我们也有很多世界首次的发现。”公司生物信息学家Brad Sickler表示:“Jay是世界上第十个做深度测序的人。”

Jaynome 的实验结果暗示了潜在的可能性:将基因测序带到临床护理。“许多疾病也许是可预防的,但对于大多数人来说,他们很难有机会”Flatley表示。

Jaynome项目使得Flatley希望将遗传信息走上普及道路。公司在这方面发挥了极其重要的作用,带来更低成本和易操作的测试仪器。

基因检测的花费从2001年的1亿美元降低到如今的1000美元,Illumina在这个过程中扮演了重要的角色。正如自然杂志曾提出的观点:“他们所做的,已经打破了穆尔定律,对无规律变异的预测十分准确。”

以往,基因测序这个过程通常需要几周的时间,但现在只需要3天,Illumina的测序仪HiSeq X Ten就可以测量16个人的基因组。这台机器每年能够完成18000人的基因测序。同时,这项技术正迅速从实验室应用到医院,诊所甚至家庭。

罕见病诊断,基因测序意义重大

如今,基因组学被赋予了重要的价值,在遗传病和罕见疾病中有重要意义,包括一些传统方法无法诊断的罕见病。

澳大利亚一个叫Massimo的小男孩失去了吞咽和爬的能力,他的父亲推测这可能是一种遗传疾病,于是找到了Illumina。

Massimo成为了世界上第45个使用Illumina进行基因测序的人,其后是他的父母。Massimo的父母都很健康,这也就意味着根本问题可能是DNA的一些变异。高管Ryan Taft解释说,这需要将家庭的基因组重新排列组合30到40次,以确保没有一个错误。这些序列大约有120亿个碱基。

利用现有的开源框架,Taft开发了一种算法。最终,他们在Massimo的基因组中发现了一个突变,有可能解释这些症状。为了验证这一理论,Taft开始寻找与Massimo类似的序列。在MRI生物银行的帮助下,最终在欧洲和美国发现了9例类似的病例。最终,他们将这种新的疾病命名为HBSL。

通过普及基因组学,罕见病专家预计,遗传疾病的信息库可能扩大。根据突变的特异性,不同的疾病会得到不同的治疗;药物也会产生更大的影响,试验也能取得更大成功。

Helix 和 Grail,实现基因组学“无处不在”

最近,公司又与Alphabet合作,启动了“登月”计划。现任CEO麻省理工学院计算机科学家Francis deSouza将投资分拆到 Grail 和 Helix,希望进一步推动DNA走入大众生活。这将为DNA信息学带来一个新模式——应用商店模式,并将早期癌症筛查普及到每个医生的办公室。

身价250亿美金,最聪明的公司Illumina是这样推动基因检测普及的
现任CEO Francis deSouza将扩大公司的全球足迹


1.Helix1

公司投资了初创公司baseSpace的衍生软件Helix1一亿美元。Helix的理念是与知名品牌合作,打造一个有针对性,个性化的基因组学应用模式,用户能够通过苹果应用商店下载使用。通过营养公司开发的APP,客户可以检查他们代谢咖啡因的速度。Helix将客户的基因组数据排序,然后存储集中,营养公司再将报告返回给客户。

同时,基因组数据不是一次返回给客户,而是根据特定的需要回答特定的问题,这就需要Helix与合作伙伴开发新的APP。

同时Helix需要建立的庞大数量的合作伙伴,客户才能找到他们想要的基因组学建议。另一个与像23andMe这样的消费者基因组学应用的区别是,Helix提供外显子测序。也就是说,相对于传统的应用,提供了更多更有价值的信息。这将是深度测序在消费市场上首次广泛应用。

“我们对Helix的理论和公司如何使用平台很感兴趣。”当被问及对这个竞争对手的看法是,23andMe表示:“这也正是了我们对开创了十年之久的消费市场的信心。”

Helix今年晚些时候推出第一批客户,包括梅奥诊所, LabCorp和杜克大学。

2.Grail

2015年,白宫出资2.15亿美元作为“精密医学倡议”基金,主要集中在癌症。精准医疗再次成为热门话题:

每个肿瘤细胞都有不同的突变,在这个基础上可以设计新的治疗方法,每个病人都可以接受医生定制的治疗手段。癌症领域也将发生根本性的改变。

Illumina似乎也同意这个观点:投资一亿美元建立了世界上第一个FDA批准的癌症筛查实验室。

Grail是Illumina组建的新公司,通过从死亡的肿瘤细胞中采取患者高分辨率遗传片段,进行癌症早期诊断,患者可以在病情发展之前采取治疗。目前,该技术已被应用于已确诊癌症患者的病情监测。

这种测试需要高度精确,否则就会导至临床误诊的风险。但Flatley深信,新公司可以克服无数的技术挑战。他相信, Illumina是唯一一家拥有深度测序能力的公司。

预计2017年,Grail将启动“最大临床试验”。同时,Gail还将筛选以获批准的产品加入市场,计划在2019年将价格压低至1000美元以下。该计划还获得了比尔盖茨和 杰夫佐贝斯的投资,其潜在的市场价值已经被炒到200亿到400亿美元。

如果Grail和Helix成功,DNA检测将走进跟多人的生活。个人的基因测序也将司空见惯,并从出生之前就开始,贯穿一生。难怪Illumina内部将总体规划的最后阶段称为“基因组学无处不在。”

“我认为许多人,包括我自己,都有关于未来的想象,基因组学普及到医疗系统的每一个个体。”斯坦福大学遗传学家Ashley解释道。

许多研究人员认为,随着基因组学的普及,预防性护理也将更常规化:当患者了解他们独特疾病的风险,就可以采取积极措施减少;或者在癌细胞扩散之前就能够有效的检测的癌细胞。

实现了DNA的阅读,下一步就是DNA的编辑。像CRISPR-Cas9这样的基因编辑器实现了基因移动的低成本和快速性,可以给环境改善和疾病治疗带来许多影响。

Stuelpnagel相信,未来十年, Illumina在健康和农业的影响将比其他公司都大。DNA是生命遗传密码,Illumina能使人们加深对它的了解,掌握基因编辑技术就相当于能够实现基因操作,必将使得Illumina如虎添翼。
 
 
 
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