合成生物學，尤其是DNA合成在越來越多的領域起到重要作用，包括藥物研發、分子診斷、農業生產、化學研究等。2013年成立的Twist Bioscience（以下簡稱“Twist”）是一家創新型DNA合成公司，其硅基DNA合成平臺突破了現有DNA合成工藝的瓶頸，併成功實現商業化。2018年，Twist成功在美國納斯達克證券交易所掛牌上市。
近日，測序中國專訪了Twist首席執行官Emily Leproust博士，並錄製了採訪視頻。採訪中，Leproust博士為我們簡要介紹了硅基DNA合成平臺及其重要應用，並分享了對DNA數據存儲發展的獨到見解。對於中國DNA合成市場， Leproust博士表示：“我們非常看好中國DNA合成市場的發展，這是一個極佳的商業機會。我們很期待開發中國市場。”
打開DNA合成市場新局面
Twist至今已經成立了6年。在6年時間裡，這家總部位於美國舊金山的DNA合成公司在世界各地設立了分公司，在DNA合成行業處於領先地位。目前Twist的主要業務以及所有產品都基於硅基DNA合成平臺，通俗來講就是將DNA寫到硅片上。Leproust博士解釋道：“Twist之所以選擇硅片，是因為它可以極大地降低反應規模，使其非常適用於大規模合成DNA的生產 。”
事實上，DNA合成技術在1982年就已經誕生。DNA的四個基本組成是A、C、G、T，科學家可以利用不同的化學試劑和試驗技術將這些模塊進行有效連接。Leproust博士介紹道：“與傳統的DNA合成技術相比，Twist的新一代硅基DNA合成平臺沒有在技術上進行創新，而是應用了一種新的載體——硅片。硅片可以極大地降低反應規模，同時，大量DNA合成可以幫助尋找目標DNA序列。Twist的下一代測序技術優勢在於可以大幅降低測序成本，提高測序通量，並開發新的DNA相關應用。”
硅基DNA合成平臺能夠更加有效、迅速、高質量、高通量地合成DNA，為DNA合成的發展開闢新方向。早在2013年，Twist就實現了硅基DNA合成平臺的商業化，批量供應高保真度、高品質的合成DNA，為DNA合成市場打開了新局面。“我們已經將硅基DNA合成平臺從美國推向了歐洲市場。現在我們很高興能夠拓展亞洲市場，尤其是中國這樣廣闊的新興市場。”
硅基DNA合成平臺：解鎖DNA力量
在過去的十年中，DNA合成領域取得了巨大的進步。在新能源、新材料、核酸疫苗、生物醫藥等領域，DNA合成的作用已初步體現。相信在可預計的未來，DNA合成將在生命科學領域發揮巨大的作用。Leproust博士表示：“DNA有著無窮的力量，Twist致力於幫助用戶獲得DNA力量的能力，解決各研究領域存在的問題和挑戰。”對於DNA合成的具體應用，Leproust博士進行了詳細的介紹。
第一，DNA合成技術能幫助解決可持續發展問題。Twist希望藉助糖發酵等生物學技術，取代油和油中的化學物質，創造出更多的材料，例如香水、香料等等。這種可持續發展策略對自然環境和全球發展大有裨益，同時也降低了化學材料的成本，有助於經濟發展。
第二，DNA合成技術能幫助解決糧食安全問題。通過改變植物本身的組織結構，利用更少的耕地生產更多的糧食。
第三，DNA合成有助於疾病控制。DNA合成可以幫助發現更多新的診斷方法、治療方法，促進人類健康，並促進抗體、疫苗等以DNA為基礎的生物醫藥的研發。
第四，DNA合成有助於更加精準的定製化疾病治療。精準醫療可以通過對患者進行基因測序，讀取腫瘤相關基因信息，包括突變類型和位置等，幫助醫生制定更好的治療方案。Twist希望能夠通過DNA合成有效識別真正致病的基因突變，以此為依據治療疾病。希望在不久的未來，人們可以實現非常精準的、完全定製化的藥物治療方案。
DNA合成技術是為整個人類服務，對於目前硅基DNA合成平臺的具體應用情況，Leproust博士用實際案例進行了說明。她介紹道：“Twist正在與美國的一家醫藥中心進行合作，並獲得了2800萬美元的基金。該項目需要在60天內，將病毒感染從大流行爆發轉變為治療。最近，我們利用寨卡病毒完成了對這一過程的測試，並能在不到90天的時間內成功開發出一種治療方法，比典型的開發時間要短得多。”該項目目前正處於研發階段，在完成患者的DNA測序後，利用Twist的硅基DNA合成平臺進行大量DNA合成，尋找抗體。
Leproust博士告訴我們：“在最短時間內快速合成數百個抗體是這項研究一大挑戰。作為該項目的重要合作方，Twist不負眾望，在9天內就初步合成了100多個抗體。為提高傳播性疾病（例如寨卡病毒、埃博拉病毒、SARS）的診斷效率和治療效率，研究團隊計劃在基本工作流程的基礎上進行簡化，以利於高效推廣。”
此外，Twist也在不斷進行檢測技術的更新，以期在疾病大規模爆發之前找到解決方案，進行有效預防。例如，2018年上半年，Twist與合作伙伴通力合作，在尼日利亞實現了快速的病毒檢測。
“從以上兩個例子可以看出，無論是病發之後的檢測還是病發之前的預防，DNA合成都能更好幫助人們應對疾病與健康問題。”
DNA數據存儲：成本即一切
在這個信息大爆炸時代，每天都會產生海量的數據。幾十年來，我們的數據存儲方式從磁帶、軟盤和CD等介質進化到了精密的芯片。但數據的持續增加仍會帶來新的壓力，在這種情況下，DNA數據存儲應運而生。
除了DNA合成，Twist還在積極拓展DNA數據存儲領域。Leproust博士認為：“將文件信息以代碼的方式寫進DNA分子，就可以實現數據穩定、永久地儲存。DNA數據存儲是未來DNA研究領域一個令人興奮的新興市場，為DNA技術的拓展提供了極大的機會。”Twist、微軟和華盛頓大學一直在該領域進行深度合作，並實施了最佳實踐。
那麼Twist鞏固已有DNA合成市場地位、搶佔DNA數據存儲新興市場的關鍵是什麼？
在Leproust博士看來，生產成本和新的硅基DNA合成技術是開闢這一新興市場的關鍵。 其中，她談論最多的詞彙就是“成本”。“成本即一切。目前DNA數據存儲的成本較高，存儲25Mb信息需花費2.5萬美元。有效的降低成本更有利於DNA數據存儲等技術的推廣。Twist正在通過一切努力降低成本，使其成為常見的應用。”開闢這一新興市場的另一個關鍵在於硅基DNA合成平臺。“我們相信隨著技術的不斷髮展，新的硅基DNA合成技術有可能進一步縮減成本，進一步優化檢測結果。接下來Twist將繼續拓展、增強DNA數據存儲能力，同時削減成本。”
此外，以上這些努力都離不開Twist不斷研發、不斷創新的企業精神。Twist沒有因取得的成績而止步不前。我們相信還有更多的可能，DNA會帶來更多新的技術和應用。DNA數據存儲就是未來一個很好的發展方向，它可長期存儲不需要每天訪問的信息，例如圖片。
為中國市場開發DNA合成產品
隨著精準醫療市場需求的擴大，Twist迎來了諸多發展機會。基於硅的DNA合成等新興技術的不斷髮展，為臨床基因測序技術的應用提供了極大的助力。除了DNA合成，目前Twist也提供NGS測序產品和服務，並利用其“編寫”DNA的能力為NGS測序產品設計探針。
Leproust博士認為：“精準醫療為Twist帶來了更多的實踐機會。NGS是一項顛覆性、創新性的技術，賦予了醫生更多的理解能力，使醫生有機會深入瞭解腫瘤、罕見病、複雜病等疾病的致病原因，尤其是基因信息。”
除了技術的提升，Twist在市場開發方面也下足了功夫。近兩年，Twist著手於開闢中國的DNA合成市場。測序中國獲悉，2019年Twist將在中國廣州成立生產研發中心，開發適合中國市場的特色DNA合成產品。Emily Leproust博士表示：“目前，為推動基因檢測技術及硅基DNA合成技術等相關領域的進步，中國很多公司都開展了DNA合成技術的研發和服務。Twist將通過在中國市場引入DNA合成產品，不遺餘力地幫助中國用戶和科研人員。”
據Leproust博士介紹，Twist將主要通過兩種方式來開闢中國市場。第一高度的商務合作。通過市場營銷、市場戰略和市場開發人員，將Twist產品投放到中國市場。第二，Twist將在中國建立生產線和研發中心，針對中國市場生產和推廣DNA合成產品，並迅速實現本地化。“通過這種方式，不僅可以提高中國用戶使用Twist產品的效率，降低成本，還可以提供定製化產品。我們非常看好中國DNA合成市場的發展，這是一個極佳的商業機會。我們很期待開發中國市場。”
在採訪最後，Leproust博士表示：“中國在醫藥、精準醫療和分子診斷等生物技術領域處於全球領先地位，但DNA合成技術發展還處於初期階段。我們很期待將Twist產品在中國進行進一步拓展，同時為中國DNA合成市場開發NGS工具。”她舉例道：“去年中國的藥物審批達到51種，其中41種為進口藥物，只有10種是本土研發藥物。我們相信未來中國的本土藥物審批數量會越來越多，並超過進口藥物。Twist能夠通過與中國製藥企業合作，加快技術的產品轉化，助力藥物研發，也期待能夠更多的參與中國市場的發展。”
結 語
DNA合成的發展涉及生命科學領域的各行各業，無論是醫藥、工業還是農業的發展都能從中受益。為適應精準醫療持續增長的市場需求，DNA合成技術也在不斷完善。正如Emily Leproust博士口中的“成本即一切”，成本決定了技術應用推廣的深度。Twist新一代硅基DNA合成技術在提高通量的同時，大幅降低了成本。結合成熟的NGS技術，Twist的硅基DNA合成平臺將有可能徹底改變這個行業，併為中國提供強勁的競爭力。希望DNA合成領域能夠抓住精準醫療這一契機，繼續完善升級，也期待Twist公司能夠帶給我們更多驚喜。
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