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動脈網第一時間獲悉，６月８日，齊碳科技正式對外宣布完成超４億人民幣Ｂ輪融資，由高瓴創投和 鼎暉ＶＧＣ（創新與成長基金）聯合領投，博遠資本、華蓋資本及陽光融匯資本跟投，老股東高榕資本、中關村協同創新基金、銀杏谷資本、雅惠投資及ＢＶ百度風投持續加碼。齊碳科技專注于納米孔單分子基因測序儀及配套試劑、芯片的自主研發、制造及應用開發。據了解，本輪融資完成后，齊碳將進一步加大科研投入，加速產業化進程，計劃于今年內完成定型產品量產并推向市場。
齊碳科技成立于２０１６年，致力于納米孔單分子連續測序技術的開發與應用，于２０２０年９月推出國內首臺自主研發的納米孔基因測序儀ＱＮｏｍｅ－９６０４及配套試劑耗材，并持續優化產品準確性、穩定性。此前，齊碳科技曾完成４輪累計金額近２億元的融資。
齊碳科技聯合創始人兼首席科學家白凈衛表示，此次融資是齊碳發展史上又一個重要的里程碑，同時也是一個見證，見證了齊碳的技術、產品、團隊等從多維度均邁上了一個新臺階。齊碳科技把本輪融資完成看做是一份來自國內頂尖專業投資機構的關注與支持。齊碳科技將充分借助投資者們提供的資金與資源支持，完善和提升國產納米孔測序儀的性能與表現，并盡快推向市場，與產業伙伴、臨床專家、科研工作者一起努力，讓測序技術造福人類健康事業。
高瓴聯席首席投資官、高瓴創投生物醫藥與醫療器械負責人易諾青表示：“齊碳科技研發了國內首臺納米孔基因測序儀，成功打破了基因測序設備、配套芯片及試劑研發領域的高壁壘和海外壟斷，攻克了國內基因測序‘卡脖子’的技術難題。在市場應用空間中，微生物病原檢測、癌癥檢測等細分領域適合成為納米孔基因測序儀的首選應用方向。我們將長期支持國家重點領域科技研發，推動高水平科技自立自強。”
鼎暉創始合伙人、鼎暉ＶＧＣ管理合伙人王霖表示：“基因測序行業增長迅速，傳統二代測序技術在應用中存在一定的局限。作為下一代長讀長測序技術中壁壘最高的產業鏈上游，齊碳科技具有強大的研發實力，產品迭代升級、性能提升速度快，公司目前在納米孔基因測序儀方面的技術已達到全球領先水平。我們很高興可以和齊碳科技這類硬科技公司攜手同行，并期待公司產品早日實現在科研端和臨床端的大規模應用。”
性能優化，單分子基因測序進入應用探索階段
新冠疫情爆發以來，創新技術不斷被用來優化感染疾病的臨床檢測，其中就包括單分子測序技術。該技術長讀長、即時輸出數據的特點，為病原體感染快速診斷提供了新的解決方案。動脈網了解到，隨著越來越多的臨床科研團隊運用單分子測序對病原感染樣本進行檢測，國內單分子測序應用已經處于供不應求的狀態。由此，再度引發市場對這項技術的熱情和關注。
單分子連續測序是指在基因測序過程中，不進行碎片化處理，直接對單個ＤＮＡ或者ＲＮＡ分子進行連續測序。理論上講，這種測序方式能夠捕捉到基因組的全部特征和數據，是進行基因測序更理想的手段，但實現難度極大。
１９８９年，加利福尼亞大學Ｄａｖｉｄ Ｄｅａｍｅｒ教授提出利用電泳把一條ＤＮＡ單鏈分子穿過一個納米尺寸的孔，并記錄其穿孔的電流信號從而推斷出序列信息，就此開始了對納米孔測序的探索之路。在納米孔基因測序中，電場力驅動單鏈核酸分子有序通過納米尺寸的蛋白孔道。由于不同堿基通過納米孔時，對孔道內的離子電流產生不同程度的阻斷，讓差異化的電流信號成為區分堿基類型的標志。再通過算法將這些電流信號轉換成堿基序列，就形成了基因測序結果。
在納米孔基因測序技術出現后的很長時期，由于相關蛋白、微電路、生物芯片、算法、生信等跨學科的配套技術能力發展滯后，導致納米孔基因測序設備的穩定性、準確率等核心性能指標仍有待提升，該技術并沒有得到廣泛應用。直到近年來，結構生物學、深度學習算法等前沿技術大力發展，并深度應用到納米孔測序中，這項技術才出現了跨越式發展。
在白凈衛看來，納米孔基因測序技術是被全維度科技進步浪潮推動起來的浪花，“只有社會整體技術能力提升、成本下降，才能夠真正推動納米孔測序技術的優化落地和廣泛應用。這也是納米孔基因測序技術發展近３０年，才在更多應用場景中嶄露頭角的原因。”據了解，在某些特定建庫條件下，納米孔基因測序的準確性已經可以媲美二代測序。
伴隨準確性、穩定性不斷提升，納米孔測序儀正基于靈活的測序通量、長讀長、小巧便攜的特點，在基因測序技術迭代中實現多元化應用。
實際上，第一代測序準確性高、讀長長，但通量極低，現在主要用于科研質粒測序、刑偵、親子鑒定和部分遺傳病檢測等場景。在高通量測序領域，取而代之的，是目前主流的基因測序平臺采用的第二代測序技術（ＮＧＳ）。
ＮＧＳ技術通量、準確性都非常高，在科研和臨床中都得到了廣泛應用。比如，ＮＧＳ技術在產前診斷、腫瘤伴隨診斷方面的應用已經相對成熟，國內外都有滲透率較高的產品上市，病原體檢測、癌癥早篩等新的ＮＧＳ應用場景的發展也方興未艾。據測算，當前全球ＮＧＳ應用市場規模超過２００億美元，并且正在以超過２０％的復合增長率快速成長。
然而，ＮＧＳ技術只能進行碎片化的短讀長基因測序，并且所采用的大型設備往往需要集中處理樣本來降低單次成本，在拓展一些應用場景時，也不免遭遇瓶頸。比如，即時的病原檢測便是其中之一。而納米孔基因測序能夠快速輸出數據，極大提升感染病原檢測時效性，并且采用小型化設備，可以在院內直接實現床旁檢測。此外，納米孔基因測序對單個基因進行超長讀長的解析，避免某些重要基因信息在平均化過程中被忽略，從而提升患者檢出效率。這也是越來越多感染病原檢測研究選擇采用納米孔基因測序的原因。
白凈衛告訴動脈網，除了感染病原檢測外，納米孔基因測序在遺傳病研究、司法刑偵、環境保護，甚至腫瘤診療中的研究也頗值得關注。例如，納米孔基因測序的超長讀長更適合檢測基因結構變異，精準鎖定致病基因，為包括腫瘤在內的重大疾病探索新治療方案提供更全面的生物數據，或者憑借設備小巧便攜的特性，在重大突然公共衛生事件現場，快速查找問題源頭。
不過，白凈衛也坦言，由于在納米尺寸的孔道內控制單鏈核酸分子是一件高度復雜的系統性工作，“單分子尺度下核酸分子的熱運動十分活躍，運動軌跡極不規律，控制它們有序通過納米孔，并連續提取、分析這個過程中的堿基信息，難度仍然挺大，需要持續優化。”即便如此，納米孔基因測序準確性在過去兩年間快速提升，以齊碳科技為例，初代產品的測序準確率已經從去年的８３％～８５％快速提升到最高９２％左右。白凈衛表示，隨著納米孔基因測序技術前端的生物工程、電子工程技術能力不斷提升，協同后端生信分析、算法模型不斷精進，測序精確性還將快速提升。
國產納米孔基因測序儀計劃年內量產
齊碳科技是一個由跨學科的頂尖技術專家創立的團隊。白凈衛是北京大學化學系學士，加州大學洛杉磯分校材料學博士，ＩＢＭ沃森實驗室博士后，曾在Ｉｌｌｕｍｉｎａ從事研發工作，具備豐富的微納器件和核酸分子生物學研發經驗。另外兩位創始人胡庚和謝丹分別是是清華大學自動化系博士和伊利諾伊大學香檳分校博士，斯坦福大學醫學院博士后。其中，胡庚是電子儀器專家，曾入選２０１５年西門子中國Ｙｏｕｎｇ Ｔａｌｅｎｔ，謝丹則在測序技術和生物信息學領域經驗豐富。
齊碳科技創始團隊 （由左至右：謝丹、胡庚與白凈衛 圖片來源：受訪者供圖）
創立近５年來，齊碳科技從０到１，首次實現了納米孔基因測序儀的全國產。
據白凈衛介紹，從設計之初，齊碳科技就堅持通過技術提升和工藝優化，一方面實現相比市場同類型產品更優的生物數據產出和分析能力、性能拓展能力，另一方面降低技術平臺及配套試劑耗材使用成本。據了解，齊碳科技即將實現量產的納米孔基因測序儀基本實現了這兩項目標。“當前，我們仍然在不斷提升產品的測序穩定性、芯片可及性等，力求做到更好。“白凈衛表示。
２０２０年９月，齊碳科技公開發布了納米孔基因測序儀ＱＮｏｍｅ－９６０４，并啟動ＡＬＰＨＡ ＴＥＳＴ應用生態招募。動脈網了解到，齊碳科技已經運用納米孔測序技術為來自各行各業的樣本輸出了大量生物數據，支撐了一系列創新研究。在這期間，齊碳科技完成了團隊擴張和經營管理優化，并且開工建設符合醫療器械生產要求的生產基地。
齊碳科技納米孔基因測序儀ＱＮｏｍｅ－９６０４ （圖片來源：受訪者供圖）
未來，齊碳科技將一方面將持續大研發投入，不斷優化產品性能、豐富產品結構，另一方面著力挖掘用戶需求，并根據的用戶反饋，及時對產品做出調整，探索建立更豐富的納米孔基因測序應用生態。
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