Illumina 发布基因云计算平台 处理“天”量数据

2018-02-02 21世纪经济报道
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基因测序的竞争延伸到了云计算。

“BaseSpace 是 Illumina 在大中华区打造生态圈的重要举措, 这一平台还提供从样品制备到出具报告的全流程解决方案。”近日, 基因测序巨头 Illumina 发布了坐标北京的 BaseSpace“零维度”基因云计算平台。

Illumina 全球副总裁、大中华区总经理赵瑞林在发布会表示,“Illumina 在机器和试剂方面非常领先, 但在辅助工具上很多年没有重要进步。BaseSpace 在美国用了很多年, 但在中国千呼万唤始出来, 经历了很多困难。”

BaseSpace 是 Illumina 提供的基因云计算服务, 可以提供基因数据的存储、管理和分析, 可帮助企业提高测序能力。同时, 它提供了一个完整的生态系统, 可以分析管理 Illumina 测序仪产生的数据, 支持各种文库, 包括刚刚发布的 AmpliSeq for Illumina 化学试剂。

不同于之前的仪器和试剂销售,BaseSpace 是 Illumina 在中国上线的一项新业务, 其最早于 2012 年在美国上市, 历时五年落地中国,“本应在测序仪到中国就落地。”赵瑞林解释, 除内部资源调控考虑外, 中国特殊的环境, 如上云端、寻找合作厂商等也是重要原因。

“BaseSpace 的研发初衷不一定要作为盈利性很高的平台, 而是为了在整个产业链上起到平台及引领作用。”Illumina 生物信息副总监、BaseSpace 产品负责人唐顺江对 21 世纪经济报道记者表示,“在定价策略上, 不保证有高利润, 主要在于成本、效率间的最佳平衡点。”新用户一个月免费试用, 之后会有畅享包和充值付费两种模式。

从科研、临床到市场, 基因测序技术不断发展、检测成本大幅下降和现代人健康意识不断增强, 都推动基因测序产业兴起。BBC Research 数据显示, 全球基因市场总量从 2007 年的 794.1 万美元增长至 2013 年的 45 亿美元, 并预计 2018 年将达到 117 亿美元, 复合年增长率为 21.2%。

国内基因测序市场经历了 2015、2016 年爆发,2017 年开始陆续上市, 如华大基因、贝瑞和康、艾德生物等。

基因测序的 IT 痛点

过去几年, 各国都发布了大规模精准医疗计划来检查成千上万人们的基因数据。中国政府 2016 年公布了为期 15 年的中国精准医疗计划, 过去两年部署了两批约 100 个精准医疗项目, 推动了中国大型测序中心、日益增长的新兴企业以及研究科学家的多领域创新。

不过, 市场发展同时, 基因检测业务也面临着诸多痛点。

测序公司在业务扩大、样本量不断增长的情况下, 需要在生物信息学分析检测报告上得到相应扩展。

首先是数据量爆发增长。“基因测序产生的数据量超过了 YouTube 视频数据局, 基因测序数据以指数级发展。”据赵瑞林提供的数据, 目前全球有 7 万多个 BaseSpace 注册用户。

具体到基因检测, 还面临着耗时、成本、扩展性、可靠性、安全性和协作等问题。

“由于竞争激烈, 基因检测公司面临非常大的时间压力, 除了在实验过程中尽量压缩时间, 生物信息学分析的时间也需优化。但加速又面临着能不能在硬件投入上做得更好。”中源协和基因首席技术官罗玺认为,IT 的硬件、人员成本居高不下, 现有资源与人员需应对业务动态增长, 人为错误或者软件配置改变造成的检测结果偏差, 业务数据需要长期安全地保留以及数据需要快速与合作伙伴共享, 都是目前需要解决的重点。

基于此, 针对数据处理的云计算平台近年来应运而生。

云平台可以实现高并发计算, 减少人工干预, 无需在 IT 硬件和人员上过度投入, 系统可以对应业务增长弹性增加基础资源, 并经过授权下载数据, 即时分享。

“这个行业发展非常快, 但很多公司一开始不知道数据量会有多大、机房设置、人员配备都具有很大不确定性, 这是行业痛点。”Illumina 大中华区市场总监倪涛认为,“BaseSpace 对于这部分用户有很独特的效率。”

产业链平台

Illumina BaseSpace 产品经理 Jay Patel 介绍, 利用云平台, 基因测序科学家可在测序同时向云平台上传数据。一旦测序完成, 研究者可以立即使用一系列工具进行分析, 并开展科研合作。云平台上的合作工具还支持不同的研究小组, 在属于同一个或不同机构的测序平台间协作。

目前国内的 BaseSpace 交由北京的光环新网技术有限公司托管运行, 这是一家 Amazon 网络服务公司的合作伙伴, 获得 ISO27001 认证, 符合中国的基因数据隐私和合规规定。Illumina 在美国和德国法兰克福提供 BaseSpace 云平台服务。所有站点都将支持最近发布的 iSeq 测序设备。

设备和耗材供应商、第三方测序服务商以及新兴的生物信息分析服务商, 构成了基因产业链的上中下游; 面对科研机构、临床诊断、药企和 CRO、个人用户等形成了专业分工。

基因测序设备和耗材是产业链上利润最高的部分,Illumina 目前占据着超过全球 2 / 3 的市场份额。

上游巨头如何更好布局产业链、处理大量基因数据, 如何为用户提供更好的服务, 达到更好的依存性和高粘度是行业领先者的困境。国内基因测序领头羊华大基因同样面临大量数据的挑战, 一位医疗投资人对 21 世纪经济报道记者解释,“华大拥有大量基因数据, 但是数据处理及 AI 还没有顾得上, 华大基因前高管王俊创业碳云智能也是看中了这一方向。”

Illumina 在此方面做了更多尝试。

除了不断发布新产品 NovaSeq、iSeq 100 等进行技术迭代,Illumina 成立了癌症早筛的血液基因检测公司 Grail, 与风投公司 Telegraph Hill Partners(THP) 成立针对法医领域的 Verogen, 业内认为这是其向产业链中下游发展的态势。

此前与赛默飞世尔的联手更让业界惊讶, 赛默飞授权 Illumina 销售其优势产品 Ion AmpliSeq 给 Illumina 下一代测序平台的科研客户。

“Illumina 和赛默飞在全球市场上依旧是头对头的竞争对手, 但从理念上来说, 哪怕有竞争, 我们还是要打造开放平台, 能够跟尽量多的伙伴合作。跟赛默飞的合作肯定是双赢, 可促进整个基因测序行业的发展。”

从整个行业生态圈来看,“中国市场整个产业链还是朝着非常好的方向在发展。以前中国市场的企业就买了一堆机器, 其实不用, 但现在试剂占我们销售比重越来越高, 说明很多机器在用。因为测序仪不是一次性消费, 必须有样本量, 这个现象从整个生态圈来说是非常正面的一个发展方向。”

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    Illumina

    Illumina Inc. 成立于 1998 年,总部位于美国加州圣迭戈,在巴西、英国、荷兰、中国、新加坡、日本、澳大利亚也设有分部,全职雇员 4600 人,是一家遗传变异和生物学功能分析领域的生物科技公司,是全球最大的基因测序公司、全球第二的分子诊断公司,全球第三的仪器公司。

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    云计算

    云计算(cloud computing)是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式,通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网,后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。因此,云计算甚至可以让你体验每秒 10 万亿次的运算能力,拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势。用户通过电脑、笔记本、手机等方式接入数据中心,按自己的需求进行运算。

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