创新和破局 | 第六届NGS创新开发者大会记实
关键词/NGS创新大会 顾大夫沙龙 文/基因慧
泛N·GS，指的是基因检测技术，包括测序、基因芯片、质谱、图谱等技术。继2010年前后的产业化，2015-2016的资本追捧，2018-2020年进入淘洗的阶段。在行业成为国家战略的趋势下，产业面临规模化和应用变现的挑战，而临床对产业的观望和渴望并存。这样的时机，2019年第六届NGS创新开发者大会于4月26-27日在钱塘江畔召开，会议期间也举行了“发现开发者”的路演以及顾大夫沙龙等活动，为产学研的连接和创新技术推介提供了专业的平台。基因慧梳理如下。
一会议组织方
主办方
基云惠康
中国生物医学工程学会医学检验工程分会
NGS创新开发者协会
HGBC贝壳时代倍数资本贝壳社顾大夫工作室华大智造
二主题报告
在主题报告环节，复旦大学的于文强教授、华大智造的王威博士、哈佛大学RRBS技术发明人谷红仓教授、广州医科大学的范勇研究院等阐述了最新的技术进展。部分内容梳理如下（按照演讲顺序）。
于文强 复旦大学生物医学研究院研究员
《GPS检测DNA甲基化》
1）全基因组DNA甲基化检测的局限性，除了价格较贵，比对（Mapping）是瓶颈，GPS技术可以提高Map比对率（86%），均一性和准确性，同时有助于绘制癌症（比如肝癌）甲基化图谱（覆盖96%）。基于焦磷酸测序，5个小时出结果。
2）基于GPS的拓展包括： A.预测基因表达（简称MeDGP方法）; B.进行肿瘤免疫监测；C.通过增强子漂移判断细胞身份转变，进行监测肿瘤转移；D.确定不同肿瘤共同标志物，检测ctDNA甲基化、肺癌灌洗液中CTSM DNA甲基化、肿瘤疗效的判定。
王威，华大智造副总裁、研究员
《长读长、短读长与碱基识别》
1）测序技术的核心要素：准确性、速度、通量、稳定性、成本。测序技术的发展，从前直读、直读、自动化、规模化、高通量测序到单分子。
2）高通量测序（MPH）用牺牲读长来提高通量。长读长在重复区域的检测、拷贝数结构变异、基因转录本检测、单体型信息以及Denovo基因组与转录组组装方面有优势同时存在准确性和成本等问题。
3）融合二者的解决方案，长读长和短读长测序技术结合使用，合成长读序列。MGI基于后者开发了StLFR（单管长读片段技术），核心是对建库中长分子进行标记barcode，然后进行组装，雏形来源于LFR技术。通过父母 stLFR基因组+cfDNA来了解胎儿完整基因组，准确性达93.7%，基因型准确性达99.6%。
谷红仓，哈佛大学&MIT Broad Institute 客座讲授、RRBS发明人
《单细胞甲基化和转录组RRBS-SMART技术在干细胞和肿瘤细胞演化中的应用》
（注：谷教授刚入职浙江圣庭生物，担任CSO和董事）
1）RRBS 最大的特点是比对率较高；DNA用量从最初的10微克降低到30纳克，如果选择40-220BP的片段，对CpG岛的富集，对老鼠是50倍。2017年的时候，我们把RRBS又和SMART结合到一起，对同一个样本同时检测，可以测单细胞。
2）RRBS检测同一细胞的基因组甲基化休息和全基因表达，应用于慢性淋巴白血病的表观遗传演化和遗传图谱，在单细胞测序中发现肿瘤细胞起源模式、监测突变时间和进度、辨别driver variant、用于肿瘤药物筛选等。我们和哈佛医学院合作，测了2000多个慢淋（慢性淋巴细胞性白血病）和正常B细胞，然后进行对比寻找表观突变规律。可以看到大家可以看慢淋B细胞表观突变率比政策 B 细胞快得多。
杨辉博士，中国科学院神经所研究员
《单碱基基因编辑安全性评价》
1）历史梳理：
A. 从第一代的聚合酶，它可以对DNA进行切割，但识别的位点非常的局限所以对于绝大多数疾病都没有任何作用。
B. 到了2005年，真正现代意义上第一代的基因编辑，就是锌指酶，它通过蛋白同源的结构，识别不同的位点，但它需要不同的蛋白结构才能识别不同的位点，非常复杂。
C. 直到CRISPR出来以后，几乎每个实验室都可以做，因为识别的功能和切割的功能一切为二，还可以多位点，但是仍然需要DNA双链断裂，而且需要DNA模板，要考虑DNA双链断裂、染色体易位等问题。
D. 2016年，哈佛大学一位教授发现了第四代基因编辑技术，即单碱基编辑。它一不需要DNA双链断裂，二不需要修复模板，直接把核酸酶突变，然后融合一个端口，这个端口的作用将C变成M，相互转换，不需要通过化学修饰将一个碱基变成一个碱基，也不需要模板切割、替换和修复，非常高效。
2）基因药：“基因药”的传统方式是通过病毒的方式导入的基因，但经常会产生抗体，需要换一种血清型的病体。基因编辑技术出来后，似乎大家都找到一种相对完美的方式，基因突变之后，直接用CRISPR-Cas9修复。但也带来一定的隐患，因为它非常的活跃，一旦DNA引入了“不好的”突变，对患者也是终生的。
3）单碱基的技术不产生DNA双链断裂，之前都认为它是非常安全的，但它又是一个脱氨酶，本身有致癌风险。所以我们建立了一个新的脱靶检测体系，最大的特点是基因背景完全一致，编辑后，不做体外基因组扩增（因为它会引发很多的突变）而是让它自我产生大量的细胞，再将这些编辑的细胞和不编辑的细胞同时进行高通量的测序进行比较，没有偏向性。
4）我们建立了人源化动物模型生产平台，最大的瓶颈就是建立GMP级AAV的病毒生产与安全评价平台，我们自己在开发，也在寻求合作，从基础科研逐渐转化到临床。去年年底成立了我们成立辉大生物治疗公司，也是聚焦于罕见病基因药的研发，也希望和大家合作。公司主要关注于神经系统、眼睛和耳朵相关的疾病，小鼠动物实验基本已经完成了，现在正在等待一个适合的GMP药物，最终申报临床。
范勇，广州医科大学研究员
CRISPR/Cas9基因编辑技术在生殖医学中的应用
1）CSISPR/Cas 9进行地贫HBB基因高效修复，在人类3PN胚胎中实现CCR5基因编辑。
2）卵细胞胞浆置换技术治疗线粒体疾病。但存在安全隐患，包括后续复制中的突变，基因编辑技术TALEN可以清楚iPS细胞突变线粒体，清除突变重构猪卵中人的突变线粒体。
王珺 杰毅生物创始人
《新一代分子诊断实验室》
王珺博士从新一代分子诊断实验室total solution的理念角度，介绍了两套设备：
1）流水线分子监测仪SMAP，我们重构了所有核酸提取的流程，采用了流水线的方式随到随检，每个样本90分钟内出结果，可以进行灵活的组合。通量上一天8个小时可以检测400个样本。
2）全自动建库仪Cubics DxTM, 无人值守，全流程2小时，从核算提取、文库构建、核酸纯化和NGS Ready。同时结合metAI智能辅助分析系统（包括病例系统、文献知识、感染知识图谱和诊断模型）等。
三顾大夫沙龙第三期
图：嘉宾合影，来自公众号“顾大夫工作室”
第二天的分会场，第三期顾大夫沙龙《生命科技创新如何有效协作创造临床价值》举行。秉持第一期和第二期的风格：严谨、开放和连接，来自临床、产业、科研等不同的专业人士济济一堂分享前沿技术和应用，探讨行业痛点，现场讨论热烈。更多细节请参考公众号“顾大夫工作室” (顾大夫沙龙第三期讲者PPT分享)。
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编辑：Nicole
校对：Damine
审核：Mark
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