百世嘉创始人兼CTO吴涵，一开始话并不多，但谈到技术就滔滔不绝

拿到杜克大学博士学位后，吴涵先后进入美国NIH和劳伦斯伯克利国家实验室（Lawrence Berkeley National Laboratory，LBNL），做了4年研究工作。在LBNL，吴涵遇到了一群伙伴，也是从那个时候开始了创业之路。

那个时候，基因测序火了，无创产前检测也火了，市场有刚性需求。吴涵看到了这个行业的一些问题，但通过现在的技术并不能很好的解决。“这也许是一个很好的切入点。”吴涵当时就在思考。

合伙人中有做硬件的，自己则在分子及细胞生物学领域做了多年研究，技术储备是有的。“硬件加上我的细胞生物学能力，我们决定把这两项技术做成产业。”吴涵回忆道。

2013年开始筹备和初级布建，2014年正式注册成立，到现在已经有3、4年时间了。不同与其他企业，百世嘉没有选择企业密度非常大的中游测序服务，而是围绕无创产前检测，打造中上游产业链。

谈无创产前检测局限，市场需要新技术

唐氏综合征又叫做21-三体综合征，是由于染色体异常（多了一条21号染色体）而导致的疾病。60%患儿在胎内早期即流产，存活者有明显的智能落后、特殊面容、生长发育障碍和多发畸形。随着经济水平的提高和优生优育意识的觉醒，大部分产妇尤其是高龄产妇会在怀孕期间进行定期产检，其中便包括针对唐氏综合征的检测。

最传统的检测手段是通过筛查与唐氏综合征相关的蛋白来进行检测，灵敏度低。近年来随着基因测序成本的较低和技术突破，利用基因测序手段的无创产前检测开始走向临床。无创产前检测以母亲循环外周血为检测样本，通过从母亲血液中分离出胎儿游离DNA进行基因检测，侵入性小，灵敏度和方便程度也较之前的唐筛检测大幅提高。

但母亲外周血的游离DNA中，属于胎儿的游离DNA含量很少（不足5%），分离得到的游离DNA其实是混合产物。所以目前利用游离DNA进行的无创产前检测，是在掺杂有母亲游离DNA的复杂环境下去检测胎儿的信息，再通过统计学的方法来计算染色体多倍体变异的概率。

除了来自母体DNA的干扰，游离DNA在脱离细胞后会逐渐被降解成小片段，因此大部分分离得到的游离DNA都是已降解的片段。这两方面的因素使得无创产前的检测范围受到限制，多应用于如唐氏综合征之类的多倍体疾病的检测。而地中海贫血之类的基因突变相关疾病，是没有办法通过游离DNA手段进行检测的。

吴涵认为，无创产前检测是具有突破性和市场前景的技术，但因为游离DNA的一些特性而受到局限。“也就是说市场上需要一种新的东西。”他表示。

母亲的外周血中，含有胎儿的游离DNA，还包含少量的循环胎儿细胞。尽管相较游离DNA的捕获，循环细胞的捕获技术上难度更大，成本也高出许多，但最大的优势就在于可以获得完整的胎儿细胞。完整的胎儿细胞中包含了完整的胎儿基因组信息，不仅可以进行三体综合征的检测，还能对遗传基因疾病进行筛查，甚至在不限制成本的情况下，还可对胎儿进行全基因组测序。

尽管目前无创产前的市场覆盖率还不足10%，即便是日后再临床普及，处于价格的角度，大部分产妇还是会选择价格比较低的产品。但吴涵相信，在中国独生子女或者二胎的大环境下，而且又有优生优育这样的国策。国家势必会推动无创产前技术的普及，市场份额肯定会进一步扩大。一些收入比较高的群体，尤其是高龄产妇和有家族遗传病的产妇，市场的产品并不能满足其需求，一定会寻求更加高端的产品。

“我们预测能在总体占10%-20%的市场份额。”吴涵表示。

细胞捕获，分步富集四步曲

要实现游离细胞的无创产前检测，首先要实现从母亲外周血中捕获胎儿的游离细胞。吴涵向记者解释，人的血液中可能含有很多稀有的细胞，比如现在大家比较熟悉的循环肿瘤细胞。利用细胞的特性，就能实现这些细胞的捕获。

一般情况下，每毫升循环外周血中能分离出几个循环肿瘤细胞，而胎儿的循环细胞比例更低，平均每毫升能分离出0.5个。“也就是说要从109到1010的母亲细胞中，分离出单个的胎儿细胞，从技术上讲是非常有挑战性的。”吴涵表示。

吴涵向记者介绍了百世嘉的细胞捕获技术，利用分步富集的方法，逐步扩大胎儿细胞在总体细胞中的占比。拿到血样之后，首先通过密度梯度离心的方法，先把大部分红细胞和血清去掉；然后在通过阴性富集的手段，去掉剩下的白细胞；第三步则通过公司研发的细胞芯片进行进一步富集，细胞芯片上分布着一些具有特定孔径和形状的小孔，可将想要的细胞固定在这些小孔上，；最后再在公司研发的微流控仪器中进行第四部的分离，通过已知胎儿细胞的一些特质性标志物，通过荧光抗体染色的方法，扫描确定这些细胞的位置。

待细胞位置确定后，通过单细胞挑取仪，将细胞挑取出来。每个细胞都可作为一个单细胞样本，进行DNA扩增后可以用于先有已知所有测序，比如靶向位点和全基因测序，比如验证所感兴趣的位点是否存在突变。

通过这样的手段获得胎儿的游离细胞，仅仅是从三体综合征的角度来看的话，游离细胞无创产前检测的灵敏度可以和现有的技术媲美，基本可达到95%-99%；单基因疾病检测的灵敏度也可达到90%以上。但吴涵强调：“现有所有的无创产前技术都只能作为一种筛查性的技术，起到临床辅助的作用。”

以无创产前为中心，每个环节都是独立产品

除了用于游离胎儿细胞捕获，百世嘉的细胞捕获仪有其他应用场景。根据细胞不同的形态和直径，可设计不同的细胞芯片用于捕获，再根据细胞表面或者内部的标志物，进行染色以确定细胞位置。“在产品研发的时候，是按照普适性的细胞捕获仪来设计的。”吴涵告诉记者：“从仪器本身来说，它的流程和软件都是普适性的，但是你需要给我一些细胞相关的参数。无论什么细胞，只要这个细胞有这些参数，跟其他细胞相比有特异性，就可以用这个平台来捕获。”

吴涵还介绍，无论是循环肿瘤细胞还是游离胎儿细胞，从少量血样中分离得到的细胞数目都是有限的。一般的高通量测序，需要100ng（10-9级）以上的DNA，而一般单个细胞中所含有的DNA量在10-12级，并不能直接用于测序，这就需要对少量细胞的DNA进行扩增。

因此除了游离细胞无创产前测序服务和细胞捕获仪，百世嘉还开发了单细胞扩增试剂。从上游仪器试剂到中游测序，再到下游的数据分析，百世嘉以无创产前为中心，经过四年的沉淀，逐步打通了整个产业链。

“最早的开发这些产品都是围绕我们自己的主线来的，也就是无创产前。但是每一个环节的产品又是可以剥离出去，独立成为产品的。”一开始话不多的吴涵，聊到技术慢慢健谈起来。

百世嘉的核心成员都是大都是从国外回来的，公司文化和管理模式都偏美式一点。“上游研发这个过程是很艰难的，门槛高的东西都会难一点嘛。”对于团队的技术储备，吴涵显得很有信心。

临床与科研，双项布局策略

吴涵介绍，目前百世嘉的布局有两条路线，临床和科研。

双向布局的商业模式

临床方面，百世嘉正在跟上海瑞金医院和宁波几家医院合作，进行Ⅰ期临床试验，进一步验证临床效果。“同时我们还可以积累一些临床数据，计划明年进入市场”吴涵透露：“当然我们产品的覆盖度更广一些，除了三体综合征，还可做遗传疾病的筛查。”

在科研领域，公司不仅可提供用于细胞捕获的仪器以及单细胞扩增试剂，还可提供单细胞测序和细胞筛选服务。“今年我们已经开始进入市场，也有一些公司想跟我们合作。但总体来说今年还是在小打小闹吧，明年就准备大张旗鼓的干一场了。”吴涵半认真半玩笑的笑了笑。

今年6月，公司获得了A轮融资，融资金额为3650万人民币，主要用于仪器设备的研发和临床试验。吴涵表示：“做硬件和临床试验都是比较烧钱。我们的原型机都是在美国制造完成的，临床试验也会做一些全基因组测序，这些花费都比较高。我们的投资人也是非常有远见的。”

Ⅰ期临床试验完成后，公司目前还有Ⅱ临床试验计划，另外也会加入更多的战略合作者。同时，公司还计划将细胞筛选技术和高通量诊断结合起来，推出具体化的产品。“技术是第一步，在这之后我们还会去设计具体的产品，走向市场。”吴涵补充道：“另外我们也希望通过申请或者并购的方式获得临床检验所的资质，这是明后年的一个计划吧。”据悉，公司下一轮融资正在进行中。