解开鹏城密码：华大智造刘健眼里的“深圳基因”

文|李诗韵

基因，被称为“生命的密码”，关键信息就藏于DNA中A、T、C、G的四个字母的完整排列顺序里。在深圳大鹏新区，一座占地不到12万平米的国家基因库大楼，拥有着这把解开密码的钥匙。

经过5年建设，总部位于深圳的国家基因库在2016年正式投入运营。这是继美国、日本和欧盟之后第四个建成的国家级基因库，也是目前为止世界上最大的综合性基因库。国家基因库依托深圳华大生命科学研究院（简称“华大研究院”）组建，两者相互依存。

2014年，30岁的刘健加入华大集团并担任华大研究院仪器研发中心主任。两年内，刘健与团队一起将华大收购的测序仪公司Complete Genomics（下称“CG”）实现国产化，研发出第一款国产桌面型高通量基因测序仪——BGISEQ-500。实现了基因测序仪的在国内的自主研发以及量产。华大智造2016年成立至今，刘健担任华大智造执行副总裁一职，分管仪器研发、生产、质量等整体工作。

深圳特区成立40年，在此期间生命科学领域得到长足进步 。截至目前，共有17家生物医药上市公司，此外还有900多家医疗器械企业。而华大集团作为基因行业“老大哥”，有着黄埔军校之称。从华大离职的创业者陆续孵化出贝瑞和康以及诺和致源等具有业界影响力的华小、华创系企业。

今年深圳特区步入“四十不惑”阶段，而刘健现在供职的华大智造才四岁多一点。在与刘健对话中，他表示“深圳和华大智造都是在奔五的路上，整体都朝气蓬勃，也很有发展前景。在这里，可以感受到伴随公司成长快速的进步，结合自己的行业积累，在熟知的领域发一份光发一份热。”

国内自主研发测序仪：从0到1 再从1到100

华大智造成立于2016年，属于华大集团旗下子公司，致力于成为生命科技核心工具缔造者。专注于基因测序仪、实验室自动化，及其配套试剂及耗材等一系列相关产品的研发与制造，建设先进的生命科学智能化工业智能制造平台，并提供技术保障和解决方案。

在华大智造成立以前，刘健供职于华大研究院。刚进入华大的他需要面临一项艰巨的任务，那就是将收购回来的美国上市公司CG的技术消化吸收，并根据新的市场需求和规划，尽快做到自主研发以及量产。要知道，当时在全球拥有测序仪自主研发能力的只有美国几家企业。

收购CG后，华大高层定下的目标是以最快的速度实现国产化，做到国内自主可控。但刘健坦言“现在华大智造的测序仪产业做起来后，压力比当初单纯技术上的攻关更大”。收购后的攻关之初，大家充分知道这个任务的复杂性和挑战，心里有一定预期。

经过两年时间，从技术上实现突破并正式推出第一代具有自主知识产权的桌面型测序仪BGISEQ-500，再到获得三类医疗器械的资质并批量生产和投入使用，压力便不只是简单的技术上的突破，而是整个国产测序仪产业的发展。

在研发道路上，因测序仪作为高端设备，需要突破的技术难点涉及面涵盖光、机、电、液、生化、半导体等各个工科领域。CG产品虽然拥有高通量、超高精确度的优势，但是设计理念大不相同，并非桌面化的设计，体积重量很大对仪器运行条件也有一定的要求。除此之外，即便拥有了其底层的核心技术，要完全实现国产化也并非易事。

用刘健的比喻来说，最开始需要做的工作是将类似于高铁一样的“庞然大物”的核心技术转化到巴士、轿车和摩托车等，以此满足各种各样场景的需求。在此情况下，就要做到转化技术，从耗材、芯片以及试剂等方面做到全链条打通。华大智造高通量测序仪BGISEQ-500的面世将个人全基因组测序成本降到600美元，这也是人类基因组测序成本首次下降至1000美元以内。

此后华大陆续推出可降低运营成本的MGISEQ-2000、MGISEQ-200；日产出数据达6Tb的DNBSEQ-T7产品，可以在一天内完成60个人类基因组测序。DNBSEQ-T7的出现又将人基因组测序的成本拉低到500美金以内。

除测序仪外，在今年抗击新冠肺炎战场上，华大智造高通量自动化病毒核酸提取仪MGISP-960等设备在全球数十个国广泛应用，华大智造还研发出最新设备MGISTP-7000，主要解决提取核酸之前复杂高风险的样本预处理工作，大幅提高速度以及规避按操作人员的安全问题。

据介绍，在提取核酸之前，样本还需要进行灭活、扫码、转板等工作。常规的灭活后转板工作需要手工进行操作，其中包括扫码、开盖、移液、关盖一系列繁杂的工作。而MGISTP-7000分杯处理系统可以将大量需要人工操作的前处理步骤整合到一个封闭系统中。实现单次运行192例样本从单管到96孔板的快速精准分装，同时避免操作人员和病原样本的接触，降低出错概率和生物风险。

华大的成功有必然性吗？

21世纪被认为是生命科学的世纪，而基因测序仪则是生命科学研究中最核心的基础工作。DNA的基本组成单元包含四种核苷酸，分别用A、T、C、G四个字母表示，基因信息的关键就藏在这四张牌中。因此测定DNA序列也顺理成章地成为了解开生命科学宝藏的“金钥匙”。

回顾基因测序仪发展史，1964年美国康奈尔大学生物化学教授罗伯特•霍利发明了最早测序技术。1975年英国生物化学家弗雷德里克•桑格在吴瑞测序方法基础上研发出Sanger测序法，成功解读出第一个完整的生物体基因组全序列。

在Sanger测序法基础上，1986年美国ABI公司研发了全球第一台商品化全自动测序仪。此后涌现出竞争对手如美国LI-COR公司和Molecular Dynamics等。在21世纪第一个十年，美国Illumina公司收购英国Solexa公司，从此踏上高速发展的道路。

从上述发展进程可以看出，超级测序仪的争霸在10年前主要还是在英美两个大国间，甚至可以说是主要在美国企业间。2013年后，中国才开始真正参与到核心竞争中。而中国的加入则以华大收购CG公司为起点。

为何华大能成为中国基因测序起点重要一环，有其必然性吗？在刘健看来，这个答案是肯定的。“全球第一个人类基因组计划仅有6个国家参与，其中就有华大的身影，代表中国承担其中1%的任务，在基因组学这个领域我们和全球一开始便在在同一起跑线。”

此外他认为，基因测序产业突破需要长期的积累和技术，需要对测序行业、应用和数据分析的深厚积累，掌握核心测序技术，存在核心技术壁垒。即便有雄厚资金企业愿意参与，也需要对行业的充分认知以及长时间的技术攻关和积累才能完成。

从2016年到现在，华大智造已经实现了BGISEQ-50，MGISEQ-200，MGISEQ-2000，DNBSEQ-T7，DNBSEQ E系列等高中低通量测序仪的上市，仪器发货量突破2000台。华大智造CEO牟峰曾表示，“华大智造测序设备布局日趋完善，覆盖高、中、低通量，可满足不同用户需求。”

新竞争环境下的华大该如何应对？

从华大智造加入到测序仪争霸“战争”那刻起，与业内巨头免不了硬碰硬的较量。以测序仪发展角度来看，高通量、高精度以及低成本已然成为行业追求的几个关键点。除了在产品端你追我赶，企业还会选择采用科技专利诉讼作为武器以此在商战中保持优势地位。

在华大还未收购CG时，美国基因测序仪公司Illumina曾以专利侵权为由将CG诉诸法庭。同样，Illumina还对Oxford Nanopore Technologies Ltd． and Oxford Nanopore Technologies， Inc． （ONT）；Intelligent Bio-Systems， Inc． （IBS）和Qiagen等公司进行过起诉。

近两年华大与Illumina的专利之战“炮火味”也是渐浓。Illumina在全球各国起诉华大，华大反诉，两者各有胜负，一场专利拉锯战就此展开。随着中美贸易摩擦加剧，美国对中国企业尤其是高科技企业打压制裁手段层出不穷。今年7月，华大集团子公司还被美国列入实体清单。

面对当下的环境，刘健坦言这对于公司来说肯定多少有一定压力的，但已在核心技术端实现源头式专利布局的华大，有信心应对这一局面，并会继续加快自主化进程。“在测序仪上游核心元器件供应链上我们还需要更自主化，保证供应链和技术上的安全。但另一方面我们并不排斥全球化的合作，仍保持开放的心态。”

华大所经历的并不是孤立，众多拥有核心技术的深圳企业面临着相同境地。中欧国际工商学院终身荣誉教授许小年认为，“当前最大的危机来自于外部世界对中国的封锁，迫使中国经济回到封闭状态。”如同40年前深圳作为改革试点城市一样，今天的深圳依然要肩负起排头兵的作用。在这种形势下，保持开放积极心态，才是应对封闭最好的方式。

刘健曾在国内多个城市有过生活工作体验，最后选择留在深圳正因为这种城市内核精神——拼搏、敢为人先以及效率。“深圳和华大智造都是在奔五的路上，整体都朝气蓬勃，也很有发展前景。在这里，可以感受到伴随公司成长快速的进步，结合自己的行业积累，在熟知的领域发一份光发一份热。”

13年前，华大创始人汪建在北京华大和众人提议要来深圳，留下了“我的深圳我的盐田，我的天堂，我的家园，我的港湾”这样的感慨。深圳这片土壤给予了创业者充分的成长条件，反之深圳企业也在反哺这片大地。栉风沐雨40载，深圳创下了一个个辉煌。在属于生命科学21世纪，已经掌握了生命科学“金钥匙”的深圳又将继续解开哪些基因密码，不妨期待。