近年来，单细胞及空间组学技术发展十分迅猛，应用前景广阔。但由于价格昂贵、操作复杂以及核心技术被国外企业垄断等问题，单细胞及空间组学技术要在国内实现普适化，还有很长的路要走。深圳赛陆医疗科技有限公司一直致力实现生命科学仪器的国产化，其自主研发的Salus Pro高通量测序仪和SAILOR平台不仅拥有比肩国际同类产品的性能，而且多项技术突破现有的水平，打破了国外企业在基因测序与空间组学产品上对我国的垄断，迈出了国产测序仪商业化进程中极为重要的一步。近日，《时空对话》栏目有幸邀请到赛陆医疗联合创始人兼首席科学家王谷丰教授进行访谈，以分享赛陆医疗在打破国外企业垄断局面，自主研发测序及空间组学技术的心得。
王谷丰教授
王谷丰教授是深圳赛陆医疗科技有限公司的联合创始人兼首席科学家，美国爱荷华大学分析化学博士，曾担任北卡州立大学化学系教授。王谷丰教授致力于超分辨率光学成像技术的发展和创新，并将其运用于亚细胞器的结构观察和生物分子运输的动态跟踪。此外，王谷丰教授还开发了用于癌症诊断和预后生物标记物的超快速高灵敏度的分析技术。在《Nature》《Nature Cell Biology》《Journal of the American Chemical Society》等国际期刊上发表了80多篇论文。
请您介绍一下赛陆医疗的定位以及愿景
王谷丰教授：当下的测序和空间组学技术产品价格非常昂贵，大部分核心技术仍然掌握在上游的国外企业手中，国内研究对这些仪器和设备的需求高度依赖国外企业。为打破国外企业垄断局面，强化人类遗传资源保护；同时打破基因相关研发负担大的现状，加速国内科研发展，赛陆医疗致力于开发具有本土自主知识产权的高通量测序仪；并以测序仪为基石，打造全球领先的空间生物学平台。我们的愿望是成为生命科技行业的创新者和领跑者。我们目前聚焦基因测序和空间生物学产品的自主开发及科研临床端转化，以实现上游产品的创新，国产化替代和超越，为生命科学发展和遗传信息安全助力。
在加入赛陆医疗前，您曾担任北卡州立大学化学系教授，您转而回国与赵陆洋博士一同创立赛陆医疗是出于何种考虑？您为何会选择空间生物学这一赛道？
王谷丰教授：具体而言，主要是基于以下这两个考量：一是看好中国整体的经济发展；二是看好整个测序行业及其衍生的科研应用领域的发展。选择空间生物学，是因为我们观察到，生物学技术的发展已经从广度和深度两个维度上进行到了一个交汇点，各种底层技术包括多组学、芯片、成像、微流控等趋于成熟，一代新的生物学工具呼之欲出。技术上的突破，将为我们打开一个全新的世界。众所周知，过往的研究，或者聚焦在深度上。体现在分辨率上，就是我们能直接观察到细胞和分子，在生物学最基本的单元上来研究生物过程。但我们一次只能观察一个或几个分子，对于了解非常复杂的生命过程往往因为信息量，或者是通量不够而力不从心；或者聚焦在另一个维度-广度上，在组织层面上研究几乎所有DNA、蛋白质以及代谢产物等分子，从而产生了多种组学。我们得到了通量，但失去了空间分辨率，无法知道这些分子是怎么相互作用的。空间生物学工具实现了在深度和广度上的同时突破，通俗地说，它就是一台能“看见”各种分子及其相互作用的超级显微镜。空间生物学研究能够在细胞甚至细胞器层级透视基因组、转录组、表观组、代谢组、蛋白组的功能及相互作用网络，其核心是同时获得通量和空间分辨率。这一进步对推动生物学发展至关重要，我认为空间生物学是未来生物学研究的必经之路。
您如何看待空间组学技术与单细胞测序技术二者之间的关系？您认为目前全球空间组学市场格局是怎样的？
王谷丰教授：空间组学与单细胞技术涵盖很宽广的范畴。空间生物学，又称空间多组学，可以包括基因组、转录组、表观组、蛋白组等等一系列分子的研究。目前大家常说的空间组学与单细胞测序，通常指的是转录组研究。就此而言，单细胞测序是一项很有用的技术，可以告诉我们细胞的类型，以及进一步细分细胞亚型，对阐明细胞分化轨迹和细胞命运有关键作用。但单细胞测序无法提供细胞的空间信息，对他们之间的互作只能是间接的推断甚至猜测。相较于单细胞测序技术，空间组学有很强的空间定位能力，在分辨率足够高的情况下，能够投射出每一种细胞亚型的空间分布，准确地预言和描述细胞间相互作用的关系和方式。两者的技术是非常互补的，未来很长的一段时间里将两者结合运用是最好的策略。但以后空间组学的发展会不会取代单细胞测序技术，有待观察。从经济的角度来看，我认为空间组学市场方兴未艾，商业化整体还处于刚刚起步的阶段。随着技术的成熟与产业链的拓宽，未来可能会有更多的企业下场加入这个赛道，有更多更好的产品涌现。赛陆医疗正在推出这样的一款新产品，相比市面上流行的10x Genomics Visium平台，空间分辨率和细胞捕获率都有极大的提升，其中最值得注意的是空间分辨率提升>50倍以上，达到亚细胞级别。
赛陆医疗拥有国际领先的测序和组学平台，公司自主研发的Salus Pro高通量测序仪于去年11月重磅推出，与其他测序仪器相比，Salus Pro高通量测序仪的独特优势体现在何处？目前该平台的数据如何？
王谷丰教授：Salus Pro中高通量测序仪是我们用来打破市场垄断，实现技术积累的第一个产品，其整体设计和定位更贴近包括临床在内多种用户的需求。这款产品集成了大视野成像、高效测序酶、快速化学等多项创新技术，原始Q30高达0.9。我们在国内约40家企业，医院和科研院校中，对多种类型的样本进行了综合测试，结论是我们的产品性能参数和数据质量与国外龙头企业同类产品相当，在一些细分领域，有较大超越，如6.5小时实现SE100测序，PE250测序模式等。
今年2月8日，赛陆医疗另一款核心产品Salus Evo高通量测序仪于第二十四届“高交会”优秀产品展期间精彩亮相，请您简单介绍一下该产品。
王谷丰教授：Salus Evo是一款定位于高到超高通量的测序仪，是我们在另一通量上的赛手。它对Salus Pro的流体和芯片化学等核心模块进行了升级，并创新地使用了更快速的成像技术，进一步提高了测序速度。Salus Evo高通量测序仪是集小分子合成、酶工程、芯片化学、精密光学、机械、微流控、图像算法等诸多交叉学科和工业前沿技术于一体的复杂系统，既对单项技术有高要求，也对架构设计和系统集成有严苛要求。我们希望它成为测序产业“皇冠上的明珠”。
除Salus Evo 外，基于高通量测序的超分辨空间组学芯片、自动化智能化多组学平台SAILOR也是赛陆的主营方向之一，请您简单介绍一下该平台以及赛陆医疗目前的产品管线布局。
王谷丰教授：SAILOR平台整合了我们的高通量测序仪和空间组学设备。它既适配测序仪和超分辨空间组学平台的应用场景，也能无缝衔接前端样本制备环节和其他组学研究设备。采用了全自动化和智能化控制技术，可为临床和科研提供整体解决方案。赛陆医疗成立于2020年10月，实际上成立时间并不算长。目前，我们较为明确的布局分别是测序仪和空间生物学这两条产品管线。做测序仪，其中一个重要的方向是往广度发展，如高通量、大队列人群基因组；而空间组学，则是在广度的基础上向深度发展，追求的是高空间分辨率。超分辨率成像技术，是我们公司特有的强项。应用在测序仪上，可以解决图像数据“点”密集看不清楚的问题，增加单位面积上的数据收获量，从而降低单位数据量的采集成本。而用在空间组学上，可以得到更细微的空间分子分布和结构信息，看到前人无法看到甚至无法想到的东西。具体地说，我们的产品管线布局其实是基于我们的“FFAA”理念发展的。第一个“F”是Fast，测序和成像要快；第二个“F”是Flexible，通量要多样和能够适应不同的场景；第三个“A”是Accurate，这是最基本的条件；第四个“A”是Affordable，产品要大众能够用得起，实现开机自由。
赛陆医疗研发的全球领先的超分辨空间组学技术已经实现亚微米级别分辨率，这对于推动空间组学领域发展有何重要意义？
王谷丰教授：像以上所说的，空间组学的一个关键在于空间分辨率。把分辨率做到亚细胞水平，实验得出的数据分析细胞间作用才有实际意义。把分辨率做到分子水平，研究分子-分子间作用才有意义。目前市场上成功商业化的基于NGS技术的空间组学产品，分辨率还远大于单个细胞，并且视野狭小，远远达不到生物学家的要求。虽然可以通过与单细胞测序的联合来进行更广泛的解析，但是通过反卷积或者映射得到的结果无法避免计算误差。而赛陆医疗的SAILOR平台拥有亚微米级别分辨率，能够揭示细胞接触或接近引起的细胞-细胞相互作用，为探究分子发病机制和揭示疾病特异性生物标志物提供了良好的支撑。更进一步，赛陆目前布局超分辨光学在空间生物学中的应用，把空间分辨率提升到亚细胞器水平，揭示分子-分子相互作用，在分子层级探究生命现象。
您认为空间组学技术要真正实现临床转化面临着怎样的挑战？赛陆医疗的空间组学产品距离实现临床转化还有多长的路要走？
王谷丰教授：空间组学发展的时间不长，目前更多还停留在科研阶段，临床转化还没有完全实现。当下仍存在系列问题限制了临床转化。一方面，技术可检测的样本类型非常有限，对样本起始状态要求较高；另一方面，空间组学的技术流程也相对复杂。同时，仪器、耗材价格高昂。但可以明确的是，未来空间技术在病理研究与临床诊断上拥有革命性意义，针对不同方向的临床应用场景潜在巨大的发展空间。就目前而言，赛陆医疗产品距离实现临床转化尚有一段距离，但公司的多项技术在国际是处于领先水平的。
赛陆医疗拥有多项与测序相关的专利，请您介绍一下这些专利。
王谷丰教授：申请专利是一个核心且缓慢的过程。相对而言，赛陆成立的时间并不长，但是我们在这方面从未松懈。现在，我们有约60多项专利在审或已经获批。这和我们提早规划是分不开的，这些专利大概分四个方向，涵盖了我们一部分的核心技术。其中机械和生化试剂层面分别约有 20 项，光路与空间转录组各10项以上，生信算法约10项。
2022年10月，赛陆医疗成功完成超亿元pre-A轮融资，在早期融资轮次中融资金额较高，您认为赛陆医疗受到资本重视的原因有哪些？
王谷丰教授：目前国内投资人的专业化程度非常高，过程中和我们就以下几个企业发展的核心点做过深入沟通：第一个是对未来市场和技术的发展是不是有自己独到的见解和规划；第二个是企业有没有独步领先的技术实力支撑这些见解和规划; 第三个是该企业人员是否有能力把规划变为现实。于赛陆医疗而言，以上三点我们在思想和行动上都做了相对充分的准备。具体而言，首先，赛陆医疗展示了非常高的效率，在短短的1-2年时间内就推出了第一款测序仪、完成量产和商业化，第一代空间组学产品也趋于成熟并正在推出。其次，在测序仪基础之上，我们布局了空间生物学这个新颖而又有前景的赛道，并且已经开始贯彻实施。同时，我们在这个赛道上拥有自己独家的超分辨光学成像和空间组学技术。这些，我认为是赛陆和资本方协力发展的一些重要原因。
具体到未来5年，赛陆医疗有哪些发展规划？
王谷丰教授：我们的Salus Pro测序仪已经在商业化推广，同时海外市场也在拓展；在2023 年Q2，我们将商业化第一款~1微米的空间组学芯片，H2推出第二款测序仪 Salus Evo。后续，我们将会有多款新的测序和空间组学产品推出，满足更多样的测序和组学需求，并与上下游共同构建一个更高国产化率、突破前沿技术的生态圈。
