【中國,北京】日前,在第一屆中國腸道產業大會,華大智造受邀出席測序技術與應用專題論壇。針對測序技術之于腸道菌群研究的意義與價值,華大智造應用技術支持總監馬濤應邀接受訪談。以下內容摘自現場實錄,選取了圓桌論壇環節最受關注的5個話題,與您分享智造觀點。
利用測序技術研究腸道菌群的意義與價值是什么?
馬濤:腸道菌群被稱為人類的“第二基因組”,對我們每一個人的生活都有非常大的影響。如何將這些影響控制在我們人類可以控制的范圍之內?2010年,華大采用高通量測序方法研究了124個歐洲人腸道微生物,構建了第一個最完整的人體微生物基因集。該成果作為封面內容在Nature發表并成為當年Science評出的21世紀前十年最有影響力的“全球十大科技進展”之一。自此,我們人類對于腸道微生物的認知深入到基因層面:利用高通量測序技術,通過腸道微生物參考基因集的構建,研究腸道微生物與復雜疾病的關聯,進而展開對人類的腸道健康做出評價/監測和干預等一系列研究與應用。
高通量測序技術已經進入實際應用十余年,在未來幾年中,測序儀、測序技術將有如何的發展,研究人員應當如何應對?
馬濤:技術和工具的發展,其實是順應時代、響應需求的發展。大家在實際應用中,需要測序技術更給力,需要測序儀更快、更低成本、更多元化或者更小型化,這些都有可能是未來的發展趨勢。研究人員的應對,自然是緊跟時代發展的步伐,不斷學習,不斷創新,與時俱進。
高通量測序商業服務,成就了華大、諾禾致源等一大批企業,目前面臨哪些挑戰,未來將如何發展?
馬濤:高通量測序商業服務,顧名思義,為有測序需求的客戶提供服務,那么挑戰自然來自于客戶的需求越來越多樣化、越來越個性化。傳統的、標準化的、批量生產式的服務模式可能越來越難以滿足客戶日益增長的需求,因為隨著技術的普及,大家越來越了解這門技術,對技術的應用也越來越富有創造力。
隨著技術的革新必然給現有服務商帶來較大的壓力,尤其面臨細分市場的挑戰,如何快速跟進新的技術和平臺,如何開拓上下游合作體系,如何實現從基礎科研到面向不同領域的產品轉化,如何合作做大市場,這些都是行業頭部企業或者說創新型企業、先行者需要更多承擔的挑戰。
未來的發展,我理解,在一個開放的、共享的、沒有壟斷、大家都能夠自主發揮的測序生態圈內,將形成一個良性循環,以一種百花齊放的態勢,達到生態平衡的狀態。
三代測序技術將在哪些方面幫助到微生物、微生態研究的發展,是不是意味著二代測序技術要過時了?隨著三代測序技術的普及,如何利用好以往二代測序的老數據?
馬濤:首先,所謂的二代、三代其實并沒有嚴格意義上的代際關系,不存在誰取代誰、誰淘汰誰、或者誰要過時的問題。事實上,只有相對于一代“金標準”的下一代,即Next Generation。
其次,隨著測序技術的普及,如何利用好測序數據,這是一個好問題。具體到微生態整體產業還在起步階段,需要科研和產業雙方面的突破,在現有階段,快速積累數據,揭示科學規律和探索應用場景是非常重要的。也就是說要先有數據,然后要用好數據,做好深度挖掘和深度分析。此外,華大智造多款自主測序平臺具有通量靈活可選,數據質量好,測序成本可控,科研和臨床平臺快速轉化等優點,尤其值得大家的關注。
最后,關于長短讀長之爭,其實無論是長讀還是短讀,技術好不好,其實取決于我們到底想通過測序獲得什么。如果說我們的目的是獲得高質量的長片段DNA信息,那么利用短讀長技術也可以達到這個目的,例如華大智造的stLFR技術,甚至可以為腸道微生物的研究帶來更多創新的思路和方法。因此,在可預見的未來一段時間內,長短讀長測序技術相結合可能成為長期趨勢。
國產測序儀如何推動腸道菌群研究和產業應用?
馬濤:推動腸道菌群研究和產業應用,需要整個行業的努力,國產測序儀將發揮最大的平臺助力。2017年,基于健康人群腸道樣本的深度宏基因組測序[1];2018年,全球首個大鼠腸道微生物參考基因集構建完成[2];2019年3月,糞便微生物組的高深度宏基因組霰彈槍測序[3],這些都是基于華大智造國產測序儀平臺取得的階段性成果。未來,我們相信,在大家的共同努力之下,腸道菌群研究和產業應用將獲得更大突破。
參考文獻
【1】Fang C , Zhong H , Lin Y , et al. Assessment of the cPAS-based BGISEQ-500 platform for metagenomic sequencing[J]. GigaScience, 2017.
【2】Pan H , Guo R , Zhu J , et al. A gene catalogue of the Sprague-Dawley rat gut metagenome[J]. GigaScience, 2018.
【3】Jie Z, Liang S, Ding Q, et al. A multi-omic cohort as a reference point for promoting a healthy human gut microbiome[J]. bioRxiv, 2019.