文：王世偉
如果說新冠肺炎疫情讓任何生物技術火了一把，核酸檢測是第一把，病原微生物高通量測序(mNGS)大概應該是第二把。
回到2019年12月底，博奧生物、華大基因、威遠基因等獨立醫學實驗室陸續接收了來自武漢的患者樣本。這些病人大多數是因為發燒而入院的。在各種抗生素治療無效后，病情加重，進了ICU。目前，他們找不到有效的治療方案。醫生希望通過mNGS技術來確定病例樣本中的病原體。
《中華醫學雜志（英文版）》發表的論文稱，中國醫學科學院病原研究所、中日友好醫院、湖北省疾控中心、武漢市金銀潭醫院、武漢市中心醫院和威遠基因聯合研究團隊，采集了湖北省武漢市金銀潭醫院5例重癥肺炎患者的臨床資料和支氣管肺泡灌洗標本，檢測了mNGS，發現了以前從未報道過的冠狀病毒，與SARS病毒的核苷酸序列有79%的相似性。
這一發現為破譯新冠肺炎基因組、開發核酸檢測試劑盒和研制新冠肺炎疫苗奠定了關鍵基礎。MNGS是指對感染標本進行直接高通量測序，通過微生物專用數據庫比對和智能算法分析，獲取疑似病原微生物的物種信息，并提供全面、深入的報告分析和解讀，為疑難、危重感染提供快速、準確的診斷依據。
中國最早對外提供mNGS服務的公司華大基因在2020年上半年財報中表示，其自主研發的PMseq病原微生物高通量基因檢測產品已完成約10萬份樣本檢測。主要樣本類型包括血漿、腦脊液和呼吸道樣本。有經驗豐富的從業者向動脈網預測，到2020年底，國內各mNGS開發團隊累計接收樣本數量將超過20萬。
mNGS作為高通量基因測序新的應用方向，在2018年前后開始從科研服務逐步進入臨床應用，并在第一時間獲得投資機構的關注，不斷有新的團隊加入布局。在新冠肺炎疫情期間的出色表現，讓更多人看到了mNGS具有可觀的臨床應用價值。現階段，mNGS開發團隊探索商業化道路可能是一個難得的機遇期。
資本大舉進入，橫掃項目
據動脈橙數據庫統計，2016年以來，國內已有7家專注于病原宏基因組檢測的企業完成17筆融資，超過10億元的風險投資投入到這一新興行業。在過去的三個季度中，跨國公司發生了九起融資事件。
各家融資情況(數據來自公開資料整理)補充：微巖醫藥2019年底發布天使輪融資
2016年10月，松禾創新資本和貝殼基金完成了對伊瑞生物的Pre-A輪融資，可以算作mNGS項目最早獲得的資本加持。然而，在當時，mNGS只是作為伊瑞生物提供的個性化組學大數據分析解決方案的一個組成部分。
事實上，直到今年2月完成新一輪戰略融資后，伊瑞生物才將mNGS檢測產品作為疾病診斷業務板塊的獨立管道提及，并首次表示將把融資用于該產品的臨床認證和市場推廣。三年來，袁遺資本、盧鑫創投、無錫金投、張江豪城等機構先后設立了mNGS項目。其中，袁遺資本和盧鑫創投先后增資，加持伊瑞生物。
而mNGS行業的關鍵拐點可能出現在2019年。這一年，華大基因整合其mNGS技術團隊和產品管道，成立控股子公司華大袁茵醫藥，專注于利用分子診斷技術的復雜感染控制業務的研發和運營。
華大基因是mNGS技術應用在國內的第一推動者，近年來憑借主打產品PMseq迅速占領了這一市場的主要份額。成為獨立軍后，華大袁茵加速了PMseq及其配套生物信息學分析流程的性能優化，提高了分析效率，縮短了分析時間，升級了PMseq生物信息學工作站及不同測序平臺的相關軟件，幫助病原體檢測本地化。同時，華大袁茵完成了國際口譯數據庫開發和報告自動口譯流程，2020年正式開始布局海外市場。劍指全球mNGS市場。
對于一個新興行業來說，巨頭行動的標桿作用不言而喻。據業內人士透露，華大袁茵很快完成了兩輪融資，紅杉資本、禮來亞洲等頭部機構均已入場。2019年4月，動脈網獨家披露A輪君聯資本獨家領投重點醫藥。這是對mNGS的一次代表性投資，許多投資機構和技術團隊都關注這項交易披露后NGS技術和嚴重感染結合可能帶來的新機會。從當時的報道中，也可以看出那個階段mNGS產品團隊與投資機構的相互試探。
金鑰匙醫學創始人蔣智博士曾表示，公司開始融資后，吸引了基因測序和醫療診斷領域的眾多一線機構前來接洽。這些機構憑借其對基因檢測和診斷領域的專業理解，敏銳地意識到關鍵醫學的價值。
對于最終選擇與君聯資本結合，蔣智博士給出了三點理由：第一，君聯資本有很好的品牌，在醫療行業的很多環節都有系統的布局；其次，君聯醫療團隊對診斷試劑、基因檢測有獨到見解；第三，他們希望在這個領域做更多的布局。
顯然，一年多前的mNGS賽場還是一片藍海市場。
2020年初以來，陳達創投、比鄰星創投、普華資本、陳德資本、火山資本、郭克嘉禾、鼎輝投資等明星投資機構已經布局專業醫療電路的，紛紛入市。在此期間，跨國公司融資的突出特點一是投資項目的融資間隔很短，二是融資事件的密集發生。
從披露時間來看，金鑰匙醫藥從B輪融資到B輪融資的時間間隔不超過3個月。杰毅生物在5個月內完成Pre-A和A輪融資，曹保果生物Pre-A和Pre-A輪融資的消息在半年內發布。考慮到項目方可能不會選擇在股份交割后立即發聲，這些融資的實際完成時間可能更早，間隔時間可能更短。
2月，宇國生物、伊瑞生物相繼宣布融資消息；8月，杰毅生物、威遠生物相繼公布融資消息，威遠生物B輪融資金額達2億元，將mNGS中的資本關注度推到了一個非常高的點。
一位微基因的B輪投資機構的投資人告訴動脈網，這次投資是他投資生涯中比較艱難的一次，因為投資機構競爭非常大。"我們終于能夠進入市場，甚至還有些運氣."這家投資機構在國內醫藥投資圈頗有名氣，投資人本身也深耕病原微生物檢測研究多年。據北極光創投前投資人馬說，他們只用了很短的時間就決定投資水果生物。“北極光在NGS核心賽事中有布局，經驗豐富。在對市場上的mNGS項目進行分析對比后，基于對中美團隊實力及其產品鮮明優勢的認可，我們給出了ts和過橋貸款鎖定項目。”
青桐資本投資總監袁碩分析，經過幾年的發展，mNGS行業分化已經開始，出現了在技術、算法、數據量、渠道、審批、應用等方面優勢明顯的頭部公司。
此外，科技創新板和創業板注冊制的推出提供了
動脈網了解到，雖然投資機構加快了布局步伐，但mNGS投資仍然是買方市場。除了少數頭部項目，可以在相對較晚的階段選擇投資機構。在大多數情況下，項目方在決定是否投資時處于相對被動的地位。
就整體發展階段而言，mNGS產業還是很新的。一方面，主要從業人員工作時間不長，部分剛從其他行業轉型過來，對病原微生物的認識和臨床經驗需要進一步積累。另一方面，臨床醫生對mNGS的認知才剛剛起步。
“曾經有一位臨床專家這樣描述mNGS技術，仿佛它為病原體鑒定打開了一扇窗，讓診斷變得更簡單，讓以前沒有想到的醫學證據得以看到。”馬告訴動脈網，臨床醫生和基因測序團隊應該密切合作，使mNGS技術得到更廣泛的認可。
領投北極光給果生物Pre-A輪融資后，馬離開北極光，成為給果生物的首席運營官。“新技術的優越性被臨床醫生看到后，需要技術團隊配合臨床醫生進行更多的研究，發現更多的病因規律，不斷優化產品。”這意味著持續的資金投入和數據積累。相比NIPT和腫瘤小面板測序產品，mNGS的成熟還有很長的路要走，整個行業需要沉下心來進行專項研究。
在相對早期階段，跨國企業需要購買設備、開發產品和組建技術團隊。在購買基因測序平臺和試劑時，無論選擇進口還是國產設備，都涉及到上百萬的資金投入。產品的早期開發需要反復驗證。基因測序產業鏈中下游的mNGS企業與上游供應商的議價能力非常有限，難以控制成本增長。另外，作為新興行業，成熟的mNGS開發人才匱乏，技術團隊的建立和培養也是一筆不小的投入。
到了項目中期，數據積累和臨床試驗所需的資金投入突然增加。據杰毅生物創始人王軍介紹，與NIPT產品應用場景相對集中、腫瘤NGS產品天花板低不同，mNGS樣本分布范圍非常廣，積累速度很快。無論是如何解讀樣本數據，還是對比標準數據庫，數據處理規模都非常大，相應的成本也高于前兩種應用。
進入成熟階段后，mNGS項目還將面臨監管合規和營銷方面的資金投入。據了解，雖然產品注冊審批還有很長的路要走，但監管部門非常重視mNGS技術在科研和臨床的合規應用，多個頭部項目正在積極配合mNGS相關技術標準的制定。
有資深從業者告訴動脈網，2018年以來，作為國家美國食品藥品監督管理局藥品審評中心(CDE)的技術支持部門，中國美國食品藥品監督管理局所連續三年組織相關企業開展mNGS標準聯合研究。
“為了監督新技術和新產品，創新的規則是必要的，”馬說。“這樣的規則必然會在企業和監管部門的不斷互動中逐漸清晰，所以所有企業的參與度都很高。”
結果，其實目前行業內大部分公司都是虧損或者勉強盈虧平衡。除了少數上市公司可以盈利，可以在二級市場融資外，更多的公司基本上需要資本支持才能維持發展。“實際上，mNGS行業的公司基本上都處于長期融資的過程中，對資金的整體需求非常強勁。”相關從業者告訴動脈網。
近兩年，尤其是19年以后，由于國內一級市場投資規模放緩，整個市場融資困難。在融資困難、融資周期長和條款嚴格的情況下，許多跨國公司項目仍然面臨著巨大的資金缺口。
資金缺口仍然很大
資本不會盲目進入一個行業，臨床對更新更好的感染檢測方法的需求非常強烈。
首先是政策推動。近年來，國家越來越重視抗生素濫用的問題。近年來，國家衛健委發布了一系列關于合理使用抗菌藥物的通知，要求各級醫療機構更加重視抗菌藥物的合理使用，組織各種學習，提高醫師Yamatonokusushi合理使用抗菌藥物的知識。提出對患者體內抗菌藥物濃度的檢測也是落實抗菌藥物合理使用的重要措施。
繼2019年3月29日發布《關于持續做好抗菌藥物臨床應用管理工作的通知》后，2020年6月8日，國家衛健委發布《關于做好新形勢下抗菌藥物臨床應用管理工作的通知》征求意見稿，明確提出要加強臨床實驗室建設，提高微生物檢驗水平，積極探索快速診斷技術，提高傳染病診斷效率。
此外，國家衛健委發布了《關于征求疾病預防控制中心建設標準意見的函》，從六個方面規定了疾控中心的建設標準，還規定了特殊實驗室的標準，如PCR實驗室、NGS實驗室和大量IVD儀器設備。國家衛健委發布的《關于全面推進社區醫院建設的通知》將加強傳染病早發現、早報告能力作為社區醫院的主要建設任務之一。
其次，傳染病是全球人口發病和死亡的主要原因之一。在過去的十年中，近年來，新的病原體(如嚴重急性呼吸綜合征、中東呼吸綜合征、埃博拉病毒、禽流感、豬流感、寨卡病毒和新冠肺炎病毒等。)已經出現，耐藥病原微生物和免疫抑制宿主增多，診療難度加大。其中，重癥感染具有起病急、進展快、病原體復雜等特點，因此在短時間內對病原體進行鑒定非常重要，這就形成了對高效、準確的感染檢測的直接需求。
然而，現有的感染檢測方法明顯不足。
第一，培養周期長，不一定能成功。院內檢測主要采用質譜和PCR，其中質譜檢測需要先進行培養，培養周期往往長達數天，因此很多病原體難以培養，失敗是常見的；一些PCR測試可以是免培養的，但它們都是小面板。能檢測到的病原體種類很少，作用主要是排陰性。
二是功能指標分析能力不足。毒力/致病性分析、耐藥機制(基因)分析、感染/定殖分析等。應完成感染檢測。有了功能指標分析的結果，可以更準確地指導用藥，避免經驗性和嘗試性用藥。但目前的感染監測主要是定性分析，無法實現毒力/致病性分析，無法區分定殖菌和病原菌。
第三，只能檢測到少數幾種確定的病原體。傳統的金標準分析方法只能檢測預設的目標病原體，無法發現未知病原體，且受成本和技術原理限制，難以實現廣譜檢測。據介紹，約40%的腸道感染、50%的血流感染(BSI)和50%以上的中樞神經系統感染(CNS)仍無法鑒定病原體，一些不明原因的呼吸道感染等奇怪的傳染病也占一定的發病率。及時有效的診斷對于控制傳染病是必要的。
MNGS技術可以在一定程度上解決這些缺點。一方面，mNGS直接跳過培養環節，開始實驗測序分析，既節省了培養花費的時間，又避免了培養失敗的風險；另一方面，由于平臺特性，mNGS技術可以解決未知病原體和廣譜性無法發現的問題。如果有某種方法可以區分人類背景和真正的病原體，第二代測序有望解決毒力和耐藥性的功能指標分析。
凱輝基金投資副總裁鐘靜博士期間一直致力于mNGS技術的應用研究。他告訴動脈網
然而，或許是太多基因檢測產品的殘酷競爭。在資本青睞、需求明確的背景下，項目方的反應相對平靜。他們認為，mNGS的臨床應用還有很多問題需要解決。通常在項目開發的非常早期，由于巨大的不確定性，創始團隊和投資機構更容易達成一致，共同推動產品和業務的形成。越進入后期，投資機構的進入成本越高，越想快速實現資金回報。
幾個mNGS項目已經向干線網絡表達了他們的關注。他們擔心如果這個行業發展速度過快，可能會出現扭曲和泡沫，忽視必要的產品優化工作，從而阻礙行業的良性發展。從好的方面來說，當被問及最近在忙什么時，這些剛剛獲得大量融資的mNGS項目都提到了與臨床醫生的密切互動。都是基于團隊的技術基因，優化產品，努力成為臨床醫生的有效工具。
因此，即使新冠肺炎開放，資本重塑，mNGS能否渡過難關，仍需從臨床應用場景中尋找答案。
參考資料：
財新獨家|新冠肺炎基因測序痕跡：警鐘何時敲響？
談華大公告的mNGS
華大基因2020年半年報