施威扬教授本科毕业于清华大学生物系，2003年在美国Washington University in St. Louis获得博士学位（发育生物学），后在University of California, Berkeley从事博士后研究，主要研究脊索动物早期胚胎发育的分子调控跟非编码RNA的生物学功能。曾任同济大学生命学院教授。现任中国海洋大学海洋生命学院筑峰工程特聘教授。

2018年，施威扬教授与他本科期间在清华大学生物系的同学吴子牛先生联合在北京成立了万乘经纬基因科技（北京）有限公司，简称万乘基因，公司致力于推动高通量单细胞多组学测序技术实现标准产品化，为客户提供全面和系统的单细胞分析解决方案。

请介绍一下万乘基因成立的背景，以及公司的定位与愿景。

施威扬教授：在2013年左右，我在同济的课题组就开始使用单细胞测序技术进行课题的研究。但当时单细胞测序技术还处于非常早期的阶段，所以在研究的过程中，我们发现，单细胞测序技术步骤非常复杂，相关仪器的价格也非常昂贵，同时在很多方面的应用都缺乏解决方案，需要我们在科研工作中不断地去摸索。

在这个过程中，我们积累了许多经验和知识，对单细胞测序技术有了更深入的了解。与此同时，也有众多同行希望能够跟我们合作使用单细胞测序技术进行研究。那时，我就萌生了一个想法，作为一个技术开发者或使用者，我们可以为整个生物学研究领域提供更便利的解决方案，让复杂昂贵的技术“花落寻常百姓家”。

万乘基因成立于2018年，经过几年的探索，我们明确了要成为世界领先的单细胞分析解决方案的提供者的决心，希望用我们丰富的单细胞领域研究经验以及技术开发经验，为有着单细胞分析、研究需求的客户提供完整的多样化的解决方案。

全球单细胞测序市场格局是怎样的？我国单细胞测序技术发展现状如何？面临着哪些机遇与挑战？

施威扬教授：单细胞测序技术经过了近十年的发展，仍处于早期阶段。通常来说，一个生物学技术，我们将上游定义为技术提供者，中游为应用提供者，下游为应用开发者，目前的单细胞测序市场主要集中于技术提供者范畴。

放眼全球，我们可以看到，在上游，10x Genomics是最重要的单细胞技术提供者，占据超过90%的单细胞分析市场，在这个层面上，全球范围内都没有能够与之抗衡的企业；在中游，目前是服务商居多，中游企业会向上游服务商购买技术产品，并向下游用户提供实验服务；而下游目前属于极为早期的阶段，基本全球都在探索，因此也会呈现相对凌乱的市场状态。

在我国，虽然单细胞市场已经超过10亿人民币范畴，但主要还是以服务为主，大部分企业都是中游服务商。但近年来，得益于国产替代的大趋势以及国内的技术研发能力的增强，国内市场整体正在向上游发展。

在机遇层面，首先，单细胞技术是一个革命性技术，具有替代传统测序技术的巨大潜力，在将来，我们可以预见，几乎所有测序市场都可能被单细胞测序市场所替代。目前，全球测序市场的规模大约在两三百亿美元，所以我们预期，单细胞测序市场在5到10年后也可能会达到数百亿美元的规模。根据目前的市场容量来看，10x Genomics大约只满足了5%-10%的市场需求，将来还会有超过90%的用户会受益于单细胞技术。

其次，单细胞技术并不是一个单一、固定的技术，相反，它是一类快速演进、迭代更新的技术。我们知道，目前的测序仪其实在经过更新换代后，也只有一些通量增加或成本降低等方面的改变，不会具有非常颠覆性的突破，而单细胞测序技术在经过迭代后，很可能能够打开全新的应用市场，去解决过往无法被满足的需求。基于此，国内的公司实际上面临着非常难得的机遇，包括研发自己独有的技术以及进行国产替代等。

在挑战层面，单细胞测序其实是受技术驱动的领域，它的高成本、复杂性都是由技术本身决定的。现阶段，由于技术限定的原因，业内可能面临着样本质量无法满足实验平台要求或通量、灵敏度、精准度等技术指标无法达到用户目标需求等瓶颈。

总的来说，机遇与挑战其根本点还是要落到技术创新层面。只有不断地实现技术的创新，才能满足更多单细胞的分析需求。

请您介绍一下万乘基因在单细胞组学技术方面的产品管线布局，目前有哪些重点研发管线以及已经推出的产品？主要应用于哪些方面？

施威扬教授：单细胞测序并不限于单一组学例如转录组的测序，而是涵盖了细胞中所有组学的信息，包括基因表达信息，基因突变信息，DNA甲基化修饰信息及表观遗传学信息等，所以单细胞技术在未来几年主要会朝着单细胞多组学方向发展，实现同时测量单个细胞中数种组学的信息，更好地反映细胞的特性以及真实状态，以便在临床和研究中有更好的应用。

基于此，万乘基因顺应发展趋势，在单细胞多组学层面进行产品管线布局，涵盖单细胞转录组产品、单细胞甲基化产品以及单细胞基因组学产品等。

实际上，不仅是单细胞转录组，其余的单细胞组学信息与临床研究也有着非常强的关联。

举例来说，在DNA层面，单细胞基因组在肿瘤的克隆演化观察、靶向药使用指导甚至微生物群落鉴定等方面都起着非常重要的作用。因此，单细胞基因组产品是我们目前的重点布局方向之一。

此外，我们的重点布局管线还有单细胞甲基化产品。DNA甲基化在发育、疾病、肿瘤早筛等方面应用十分广泛。与单基因表达信息或者基因组突变信息相比，甲基化可能会呈现更多与疾病或是细胞生理状态相关的信息。但要开发单细胞甲基化技术是一件非常具有挑战性的事情，纵观这些年，其他组学都有开发出一些好的实验室解决方案或商业化产品，唯有单细胞甲基化技术依然缺乏高质量的解决方案。因此，单细胞甲基化产品也会是我们今年主推的技术产品。

实际上在临床研究当中，当我们在寻找生物学相关问题，或对疾病进行溯源时，我们会发现，不同的组学能够传递不同的信息，在不同场景当中，单一组学能够提供的信息十分有限。因此，临床上亟需一套一揽子多组学解决方案，实现单个样品提供多元化信息，以应用于各种场景。

在实际应用方面，目前我们主要以服务的方式来提供产品应用，在今年下半年，我们会以“货架产品”的方式推出。

与上述提到的应用相符，目前单细胞基因组、单细胞甲基化都有较为明确的应用领域，但由于单细胞组学是技术驱动型技术，在不断的研究后，我们会不断地发现新的应用场景。因此我们预期，除了用于发育的研究、疾病机制的研究、肿瘤的克隆演化等方面，未来单细胞技术将会在更多新的领域发挥其重要作用。

单细胞组学在技术层面和应用场景层面有哪些发展趋势值得我们关注？万乘基因在这些方面是否有已取得的成果或研发进展？

施威扬教授：在技术层面，单细胞组学的发展会包括以下几点：

第一，实现多组学联合测量，能够同时测量单个细胞中的mRNA、DNA以及DNA相关的修饰信息等。

第二，实现更高的通量；目前，我们的单细胞研究一次大概只能达到几千到1万个细胞通量，在未来，我们希望一次能够分析10万、100万甚至更多的细胞，期望鉴定出更罕见的细胞类型或突变等。

第三，适应更广泛的样本模式；我们知道，在早期，单细胞技术对样本有着非常苛刻的要求，需要新鲜、完整甚至有活力的细胞，但在实际的应用场景中，我们发现我们所能获得的很多生物学样本都无法满足样本需求。因此，在未来，研究者希望技术能够发展至适应各种样本模式，包括新鲜样本、冷冻样本以及固定保存的样本等。

而在应用层面，单细胞组学技术有着极为广泛的应用空间。通俗地说，只要我们所研究的样本中含有多种细胞、细胞之间存在一定差别，我们就可以利用单细胞组学技术进行相应的研究。因此，在基础生物学、临床生物学、发育生物学、神经生物学领域甚至免疫疾病机制的研究层面，以及工业界的药物开发，下游的MRD伴随诊断等方面，都可能会成为单细胞技术的应用场景。

简言之，我认为单细胞技术的未来是有着无限想象空间的。

对于此，我们也做了系统性的布局。在单细胞多组学层面，我们有着完整的布局，也在推出相关的产品；在通量层面，目前我们单次实验已经可以能够达到10万个细胞的通量，在以后，我们还计划根据特殊需求将其扩大至百万级细胞的通量。在适应样品模式方面，我们也进行了技术革新，能够兼容各种各样的样本，包括新鲜样本、冻存样本以及细胞核样本等，以便扩大我们的研究范围至临床、标本库，甚至农业植物学领域的复杂样本等。

单细胞技术临床转化有哪些应用前景？万乘基因在推进单细胞产品临床转化上有哪些方面的布局？目前有何进展？

施威扬教授：首先，单细胞技术的临床转化应用前景实际上也有着无限的未来想象空间。

目前，科学界提出全球几大单细胞相关项目，其中第一个是人类细胞图谱计划，第二个是肿瘤细胞图谱计划。

人类细胞图谱计划的提出，主要是希望能够了解健康人类体内的40万亿个细胞到底包含多少种类以及对应着何种功能，以及探究在大约5万种已知的疾病状态下，哪些细胞发生了变化。而肿瘤细胞图谱计划则希望了解不同个体中各种类型的肿瘤细胞的单细胞图谱。这些计划的完成，将绘制出一张人类在所有疾病状态下的病理细胞图谱。基于此，我们就能够了解疾病的发生机制，并根据发生机制研发出诊断工具或发现相关标志物。同时，我们甚至可以针对这些变化提出药物治疗或者其他疗法。

总的来说，单细胞技术的临床转化就可以概括成，针对某种疾病，我们能够通过单细胞技术去研究疾病的发病机制，并基于此提出相关治疗方案。过去这些年，科研界已经提出越来越多例子，来证实单细胞技术临床转化研究有着良好的进展或研究结果。

因此，在临床转化层面，一方面，单细胞技术能够作为疾病的诊疗工具，以实现更细致地对疾病的发病机理进行研究与追踪。

另一方面，单细胞技术应用于在肿瘤防治领域也有着非比寻常的意义。由于肿瘤细胞是一种非正常状态的细胞，而每个患者的肿瘤细胞有着不一样的生理状态，因此，借助单细胞技术，我们能够实现真正的个体化用药以及跟踪伴随诊断。

在推进技术实现临床转化方面，万乘基因致力于通过与高水平的医院、研究室进行合作，联手进行临床探索、发现，并将有可能实现转化的工作进一步往下推进。其中，我们与临床合作最多的是肿瘤方面的研究，包括国内高发的肿瘤以及一些特殊的血液肿瘤等。在合作过程中，我们也会时常进行技术革新，并将最新的技术与应用相结合，来推动新的临床发现，以及潜在的转化前景。

早前，万乘基因发布了首台空间转录组测序平台，从应用层面，该平台的发布有何重大意义？您如何看待空间转录组技术？

施威扬教授：实际上，空间转录组测序是单细胞测序技术的互补技术。在单细胞测序技术层面，我们只能了解到细胞之间的差别，了解到“每个细胞为什么成为了它自己”，但缺乏了细胞的位置信息。换言之，如果我们只有一个细胞，细胞没有邻居，没有微环境，我们很难从该细胞中得出更多有用的信息。以肿瘤为例，在肿瘤微环境中，不同的免疫细胞与肿瘤之间的相互作用，包括细胞因子的交换，抗原的呈递等信息，对肿瘤免疫治疗有着非常重要的作用。

因此，只有了解细胞在机体中的具体位置信息，清晰地知道细胞的“邻居”，我们才能够更好地理解细胞的生物学功能。

空间组学的出现弥补了这一缺失。简单来说，空间组学是真正的“所见即所得”，基于此，我们能够直接看到细胞、细胞的形状、细胞的邻居，也能知道细胞中的基因表达信息。在未来，借助空间组学信息，对于病理组织或复杂的神经系统，我们都能够实现“所见即所得”，得到所有的信息。我认为这将会成为生物学研究的一个未来新常态。

此外，我认为空间组学技术将会成为未来生物学研究的必须环节，其能够提供具有极为重要的生物学意义的信息。同时，与单细胞测序类似，空间测序也绝不局限于空间转录组测序，它不仅能够知道基因表达，还能够让我们了解某处组织发生了DNA突变或DNA甲基化修饰的改变等。

简言之，空间组学技术在未来五年极有可能重复单细胞在过去五年的发展趋势，有着巨大的发展空间。

从短期发展以及长期战略的角度，万乘基因分别有哪些发展规划？

施威扬教授：短期内，我们希望能够成为中国10x Genomics。一方面，我们希望实现10x Genomics的国产替代；第二方面，我们会不断在技术层面上进行创新，并希望在国际范围内成为一个重要的技术竞争者。

在中长期，我们希望能够开发下游应用市场，成为“一揽子”解决方案的提供者，并最终成为一家兼顾上下游的单细胞测序领先企业。

关于《时空对话》栏目

单细胞测序网、时空组学网联合开展“时空对话”栏目。拟邀请100位单细胞测序领域的全球顶尖科学家、企业家、学者、投资人、青年研究员、博士等围绕着单细胞测序的最新研究、技术进展、临床应用等多方面进行访谈，传递价值观念、深度见解，为行业发展提供方向。

关于万乘基因

万乘基因拥有国际先进的高通量单细胞多组学技术，公司秉持将单细胞分析从实验室技术提升为标准化工业级产品的理念，致力于降低单细胞研究的技术门槛，专业为广大科研工作者提供高质量的单细胞技术与服务。

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