受惠于检测技术精进,人类的DNA不再是未知领域,反而成为拥有无尽宝藏的数据库。如同史上所有的淘金潮,最先赚到钱的不是挖到金子的,而是卖淘金工具的,正如同生产DNA检测设备的Illumina。只不过,当检测成本越来越低廉,而且检测设备也越来越轻薄短小时,未来的DNA检测会怎么发展,恐怕还在未定之天。
世纪之初,解读人类基因图谱(Human Genome Project)还只是生命科学中一个进行中的梦想,但十多年来,拜科技进步之赐,基因检测的成本越来越低,应用层面也越来越广,诸如亲子血缘检定、遗传性疾病检定等等,大部分的医疗院所都能提供相关服务。
Illumina的检测设备市占率难以撼动
因为DNA检测有预知遗传性疾病发生机率的功能,一般人自然趋之若鹜。而在这股风潮中受惠最大的,当属全球最大的DNA检测设备厂商,市占率将近七成的Illumina。然而,这样一个业界巨人,却对一家远在英国的小型检测设备公司 Oxford Nanopore Technologies(ONT)同时向法院提出专利侵权以及向美国国际贸易委员会(ITC)提出禁售令的诉讼,究竟所为何来?
图1:Illumina生产的DNA检测设备
数据源:http://www.businesswire.com/news/home/20160111006398/en/
Illumina所生产的检测设备(见图1),技术从行之有年的PCR(Polymerase Chain Reaction, 聚合酶链锁反应)改良而来,将受测的DNA样本切成小段分别放大,以得出准确的DNA序列信息,是目前全球DNA检测服务厂商的首选。ONT采用的则是名为「奈米孔」(Nanopore)的技术,使DNA序列通过一个只有几个奈米宽的孔洞,并记录个别DNA碱基通过孔洞时引发的电流变化,得出整条DNA序列的信息。
与传统的PCR技术相比较,Nanopore少了切段、放大的程序,节省了大量的时间成本,也因为不用制作大量的DNA片段,设备的体积也大幅缩小。以目前ONT的主力产品MinION(图2)为例,整个设备的大小就如同一只可随身携带的录音笔,还能以USB接头把检测数据送到计算机中进行处理,方便程度大大提高,唯一的问题就是以电流变化的检测结果仍然不如传统的PCR来得准确,短期内还威胁不到Illumina的地位。
图2:Oxford Nanopore Technologies生产的DNA检测设备MinION
数据源: https://nanoporetech.com/news/media-enquiries
Illumina、ONT的营运模式大不相同
除了技术上的差异,Illumina与ONT在营运模式上也是天差地远。Illumina走的是传统医疗设备模式,将价格昂贵的检测设备以出售或租赁的方式卖给专业的医疗研究机构,这些机构再使用Illumina的机器提供DNA检测服务,但ONT却反其道而行,任何研究人员只要上网登录并支付1,000美元的价格,就能获得一只可立即开始使用的MinION以及周边软件,并且参加ONT主导的使用者社群。换句话说,Illumina的目的是设备销售,但ONT的目的却是创造使用者经验。
其实,Illumina与ONT之间曾经有紧密的合作关系。2009年时,Illumina投资了约两千万美元成为ONT的股东,并取得Nanopore技术应用在蛋白质序列上的独家销售权。只不过,2013年时双方终止了合资关系,而在今年六月之后,Illumina原本掌握的独家销售权到期,如果不趁现在先发制人,在检测设备的霸业势必更加危险。
「自造者」风潮也已进入生医产业
因此,Illumina与ONT之间,抢夺的不只是技术领域,也包括未来的市场主导权。Illumina的强项是打造尖端的DNA检测设备,但当检测成本越来越低,下一个阶段的重点将是如何应用检测结果设计对人类有价值的医疗服务,这也是为什么ONT打造便宜、轻巧、快速的检测设备以快速累积使用者的原因。类似的例子在其他硬件领域早已屡见不鲜,例如树莓派基金会(Raspberry Pi)开发的单板机计算机、3D打印领域的Arduino等等,都是用便宜、耐用的软硬件整合服务,赋予使用者最大的创意发挥空间。可想而知,生医领域也受到这股自造者风潮影响后,未来也将呈现更多元的面貌。
参考数据:
- With Patent Suit, Illumina Looks to Tame Emerging British Rival Oxford Nanopore, MIT Technology Review, 2016/02/24
- Oxford Nanopore, Illumina to Cut Ties, GenomeWeb, 2013/06/23
- Oxford Nanopore Divests Illumina's Stake, Ending Equity Relationship, GenomeWeb, 2013/11/15
作者: |
蒋士棋 |
现任: |
北美智权报资深编辑 |
学历: |
政治大学企管系 |
经历: |
天下杂志记者
今周刊记者 |
|
|
|