国产纳米孔测序黑马崛起！普译生物如何用"中国芯"打破国际垄断？

基因测序技术作为生命科学领域的核心底层技术，已广泛应用于基础研究、临床诊断、精准医疗等多个领域，对生物、医疗、农业、环保等行业产生了革命性影响。历经多次技术迭代，当前以高通量为特征的第二代测序技术仍是主流，而以长读长为主要优势的第三代测序技术（特别是被誉为“第四代测序技术”的纳米孔测序技术）正凭借其便捷、实时、低成本的特点快速崛起，并被《Nature Methods》列为2022年度科学方法。

在这一技术变革的浪潮中，北京普译生物科技有限公司（以下简称普译生物）顺势而生，聚焦纳米孔测序仪系统的自主研发，于2024年成功推出了PolyseqOne、PolyseqHive两款测序仪及配套芯片和试剂盒，构建了覆盖快速和长读长测序的全链条解决方案。

近日，山东第一医科大学李冕博士联合天意生信云，对普译生物创始人兼董事长黄亿华研究员进行了深度专访。访谈中，黄亿华研究员分享了普译生物的创立初衷、核心技术优势、产品研发脉络、成果转化路径，以及对纳米孔测序技术未来发展方向的前瞻性思考。

普译生物创始人、董事长黄亿华研究员

▲图｜普译生物创始人、董事长黄亿华研究员

普译生物的愿景：“普基因之序，译生命密码”

普译生物是一家深耕纳米孔测序仪器及配套耗材研发的高科技企业，自成立三年多以来，已高效构建起多元化产品矩阵，包括单芯片测序仪PolyseqOne、六芯片测序仪PolySeqHive，中通量测序芯片PolyseqCell（理论通量60G），以及多款建库和芯片清洗试剂盒。

谈及公司及产品名称的寓意，创始人黄亿华研究员解释道，“普译”二字凝结着企业对各类生物大分子聚合物实现普适性测序能力的追求与愿景，即“普基因之序，译生命密码”。英文名“Polyseq”进一步具象化这一理念——“Polymer”意指核酸、蛋白质等生物聚合物，而“seq”代表测序技术。二者的结合传递出普译生物借助纳米孔技术，不仅实现对DNA、RNA的精准测序，更将测序边界拓展至蛋白质等生物大分子领域，旨在通过全面破译生命体基本单元的序列信息，为生命科学探索提供多维度的工具支撑。公司的LOGO设计巧妙地融合了英文字母“P”和“Y”，勾勒出DNA双螺旋结构，并嵌入纳米孔道元素，诠释着DNA通过纳米孔进行测序的过程，非常直观地传递出企业的技术内核与品牌文化。

转型创业的起因：憾失专利后决心打破国际垄断

从膜蛋白结构生物学领域的资深研究者到纳米孔测序仪产业的开拓者，黄亿华研究员的转型源于他对纳米孔技术的长期关注和深刻理解。他在康奈尔大学和德克萨斯大学西南医学中心深造期间，分别师从美国科学院院士吴皓教授和诺贝尔奖得主Johann Deisenhofer教授等结构生物学巨擘，深耕膜蛋白研究；回国后于中国科学院生物物理研究所继续探索新型纳米孔蛋白，为后续技术突破奠定了坚实的基础。

普译生物的创立与发展，与CsgG蛋白——牛津纳米孔技术公司（ONT）所使用的核心蛋白——有着特殊的渊源。黄亿华研究员课题组曾与国际同行同步解析出CsgG的原子水平结构，但因论文发表和专利申请的时间差，憾失相应成果的专利权。

这一经历不仅未削弱团队的创新决心，反而成为打破国际技术垄断的重要转折点。 黄亿华团队迅速调整方向，踏上自主挖掘新型纳米孔蛋白的攻坚之路。2016年，团队成功鉴定出具有测序潜力的新型纳米孔道蛋白OpX等，并与中国科学院生物物理研究所娄继忠研究员团队合作，开展纳米孔测序仪的原理验证和全流程单通道测序实验，并最终为普译生物的国产纳米孔技术奠定关键基础。

国家层面对第四代测序技术的战略布局，为团队提供了强有力的支持。自2019年起，黄亿华研究员团队先后获得科技部国家重点研发计划等多个国家级及中国科学院项目的数千万元专项资助，用于新型生物纳米孔测序技术及设备研发，这标志着我国纳米孔测序技术正式进入国家重点支持的快车道。

随着研发进程从单通道向高通量迈进，资金需求大幅增加，黄亿华研究员意识到单纯依赖国家资助已难以满足产业化落地需求。2021年，他携手娄继忠研究员、王大千博士、宋广涛博士等业界专家创立了北京普译生物科技有限公司，构建起 “科研+资本”双轮驱动的格局，借助资本力量快速推进研发进展。

普译生物的核心竞争力源于其深厚的纳米孔蛋白储备。黄亿华研究员在β-桶状膜蛋白领域近20年的持续深耕，为公司积累了多个具有自主知识产权的纳米孔蛋白。团队在此基础上开展了成百上千次人工改造，显著地提升了孔蛋白的碱基分辨率、测序稳定性以及与马达蛋白的匹配性，这些关键突破不仅赋予PolyseqOne等产品领先的性能表现，更构建了覆盖现有技术迭代与未来技术升级的完整储备体系，确保公司在纳米孔测序精度提升的赛道上保持持续创新能力。

成果转化的探索：以强大技术实力获行业信任

从“科研探索”到“产品落地”，是科研人员向创业者转型面临的全新挑战。黄亿华研究员表示，中国科学院生物物理研究所在政策扶持、资金保障、平台建设和人才配给等方面对成果转化提供了极大支持，这是普译生物得以创立的重要因素。他同时指出，科技成果转化是一个漫长且投入巨大的过程，以ONT为例，从成立到上市历经16年，研发投入近百亿人民币，这凸显了国家长期战略支持和持续技术积累的重要性。

普译生物的产业化路径绝非“拍脑袋”式盲目创业，而是建立在黄亿华研究员团队十余年深耕新型纳米孔蛋白挖掘与改造的深厚科研根基之上。这种长期积淀使得团队在产业化过程中能精准锚定技术方向，规避走弯路。公司初创期以科研人员为核心，管理模式带有浓厚的实验室色彩。但随着产品研发推进、资本注入和市场需求呈现，传统科研管理模式逐渐难以适应产业化节奏。黄亿华研究员积极调整角色定位，聚焦技术路线把控和研发战略决策，成功吸纳在各自领域具有丰富经验的刘克胜博士和姚国钦先生的加入，并充分依托合伙人团队的市场洞察力和运营经验，形成优势互补格局，协同推动产品走向市场。

黄亿华认为，产业化需遵循“先做出能落地的产品，再在这个基础上创新”的务实逻辑。普译生物的产业化路径正是以扎实的技术储备为基石、以市场需求为导向，通过稳扎稳打的执行能力，逐步构建起从研发到产品的完整链条。

2024年3月22日，普译生物与贝纳医学正式达成战略合作，标志着其产品在临床应用领域获得认可。在国产纳米孔测序企业中，普译生物凭借其在测序准确度和芯片通量稳定性的双重优势脱颖而出。黄亿华研究员介绍，PolyseqCell芯片的实际通量基本与标称值一致，即便在用户现场的复杂环境下也能保持稳定表现，这种“真实可复现的数据表现”成为赢得客户信任的核心竞争力。

贝纳医学的选择，既是对普译生物现有技术实力的肯定，更是对其未来发展潜力的信心。黄亿华研究员强调，纳米孔蛋白是决定测序准确率的核心元件，普译生物在此领域积累深厚，更在孔蛋白优化等方面具备国际领先优势。

普译生物的研发团队包括三位国家重点研发计划项目的首席科学家——黄亿华、娄继忠研究员和王大千博士。这构成了普译生物强大的技术底蕴和研发实力，使得普译生物虽成立时间较短，却能在纳米孔测序技术赛道上展现出强劲的创新动能。

对标ONT：打造国产纳米孔测序新高度

在纳米孔测序领域，用户的核心关注点集中于碱基识别质量、芯片通量和测序速度三大指标。黄亿华研究员介绍，普译生物已上市的PolyseqOne和PolyseqHive平台，原始信号单次测序准确度达到97%以上，在30X覆盖深度下，一致性准确率可达99.99%以上，满足大多数临床病原体检测和部分疾病基因检测的精度需求。

普译生物并未止步于此，而是以国际领先水平为标杆加速技术迭代。当前，团队正全力研发新一代测序化学，目标将单次准确率提升至99%以上，并同步推出对标ONT高通量平台的全新产品。公司计划在2025年实现在准确率上追平ONT，在通量上与之相当甚至超越，同时以更具竞争力的价格体系服务市场。

目前，PolyseqOne配套的PolyseqCell测序芯片在内部测试中可稳定产出超50GB有效数据，用户实际场景中通量普遍在20-30GB。为满足大规模人群队列研究、动植物全基因组等高通量需求，普译生物正重点开发更大通量的新一代芯片和高性能测序仪，这将成为公司2025年的核心研发方向。

此外，普译生物也前瞻性布局AI算法和大模型驱动的信号解码技术，组建芯片与算法研发团队，并将Transformer等语言模型原理引入测序解码流程，进一步提升准确率。黄亿华研究员坚信，ONT能达成的技术性能，普译生物一样也能达成，并将以更高性价比服务客户。

开启“下一场革命”：让便携测序设备如血糖仪般普及

纳米孔测序技术的独特属性，使其在RNA直接测序与表观遗传修饰检测方面展现出巨大潜力。黄亿华研究员指出，细胞内RNA水平动态变化，其实时表达特征直接反映细胞的功能状态。相较于依赖cDNA的传统方法，纳米孔RNA直接测序技术无需逆转录环节，能够完整保留原始序列信息和修饰特征，避免PCR扩增引入的偏倚，从而提供更真实的基因表达图谱。目前，普译生物已实现RNA直接测序的原型系统，单次测序准确率达95%-96%。

表观遗传修饰检测是纳米孔测序的另一天然优势领域，无需化学转化或富集步骤即可直接识别5mC（DNA）、m6A(RNA)等关键修饰，从源头规避了传统方法因样本预处理导致的信息丢失。普译生物的原型系统已能以约97%的准确率识别表观遗传修饰，并正在持续进行优化。

黄亿华研究员坦言，作为创业公司，普译生物现阶段聚焦DNA测序准确度和通量的提升，这是所有后续应用的底层根基：“只有把DNA测得足够准，表观修饰检测才有实际意义。”尽管如此，RNA和表观遗传检测仍是普译生物传略蓝图的核心板块。他展望，未来RNA测序将成为数字生命时代精准健康管理的核心入口——便携式测序设备如血糖仪般普及，通过实时捕获RNA动态信息，实现疾病风险预测、健康情况监控和精准健康干预，构建全新诊疗模式。

纳米孔测序技术的魅力与价值不仅体现在超长读长、免扩增、原位检测等技术特性，更在于其勾勒的未来应用蓝图：便携、实时、普适。黄亿华研究员强调，测序仪本身仅是技术载体，其背后的解码算法、生物信息学分析工具、软件系统和数据解读平台，才是构建完整生态的核心。普译生物计划在新一轮融资后扩充生物信息学团队，针对多样化应用场景开发定制化分析工具，推动测序从科研属性走向临床普及和民用场景。

在纳米孔测序技术普及方面，黄亿华研究员强调三大核心要素：“速度快、成本低、易操作”。他憧憬测序像PCR实验一样成为实验室标配，实现“每个实验室都能用，每个人都能做。”更需要实现高准确度基础上的“快”，即在更短时间内产生更高通量、更精准的数据。这也将是普译生物未来几年的的核心突破方向。

随着技术迭代，纳米孔测序正从“做二代测序不能做的事”逐步走向主流应用场景。国际巨头如罗氏等也正转向高效、快速的纳米孔路线，意图挑战现有市场格局。在国产替代的大潮下，普译生物的出现，不仅仅是推出一款领先的测序仪，更是在践行一种信念：从原理到产品，从实验室到市场，从科学家到企业家，黄亿华带领的普译生物团队希望成为推动中国自主技术走向世界的重要力量。