Biology Beyond Nature | ภาคภูมิ ทรัพย์สุนทร
Illumina บริษัทหน้าใหม่ในธุรกิจถอดรหัสจีโนมเติบโตอย่างรวดเร็วหลังจากปี 2007 จนขึ้นแท่นเป็นเบอร์หนึ่งของวงการในปี 2010
ความเดิมจากตอนก่อน เราทิ้งท้ายกันที่ศึกอย่างน้อยห้าด้านที่ Illumina ต้องเผชิญจากทั้งคู่แข่งรายเก่าอย่าง Life Technologies และ Roche การฟ้องร้องเรื่องทรัพย์สินทางปัญญาจากสถาบันชั้นนำอย่างมหาวิทยาลัย Columbia และศัตรูหน้าใหม่อย่าง Oxford Nanopore (ONT) และ BGI
บทความตอนนี้จะเล่าถึงสองแนวรบแรกกับคู่อริเก่า Life Technologies และ Roche
ปลายปี 2010 หลังตัดสินใจซื้อกิจการ Ion Torrent มา 700 กว่าล้านดอลลาร์สหรัฐ Life Technologies คืออดีตแชมป์เก่าผู้เก๋าเกมที่เพิ่งพลิกโฉมใหม่หวังทวงคืนบัลลังก์ อาวุธหนักในคลังแสงมีทั้ง
เครื่อง DNA sequencer แบบ Sanger ที่ตกทอดมาตั้งแต่สมัยบริษัทยังเป็น Applied Biosystems (ABI) ซึ่งแม้จะไม่หวือหวาในทศวรรษนี้แล้วแต่ก็ยังเป็นมาตรฐานทองคำที่ทุกคนยอมรับ
เครื่อง DNA sequencer แบบ SOLiD ที่ช่วยให้บริษัทไม่ตกขบวน Next Generation Sequencing (NGS) แม้ยอดขายจะตามหลังเครื่องของ Illumina อยู่ถึงกว่าสามช่วงตัว (ส่วนแบ่งตลาด 19% ขณะที่ Illumina กินไป 60%) แต่เรื่องความแม่นยำก็ไม่เป็นที่สองรองใคร
Cr. ณฤภรณ์ โสดา
และล่าสุดคือ DNA sequencer แบบ Ion Torrent ที่กล่าวขวัญกันว่าเป็น DNA sequencer “รุ่นที่สาม” ล้ำไปกว่า “พวกรุ่นสอง” อย่าง SOLiD, Illumina หรือ 454 pyrosequencing ที่แข่งกันดุเดือดช่วงไม่กี่ปีก่อนหน้านั้น
จุดขายสำคัญก็คือ ขณะที่พวกรุ่นสองอาศัยการอ่านลำดับเบสผ่านสัญญาณแสง ต้องมีระบบเลเซอร์ กล้องถ่ายภาพ และระบบวิเคราะห์ผลที่เทอะทะราคาสูง
Ion Torrent อ่านลำดับเบสผ่านสัญญาณไฟฟ้า เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนชิปที่วงการคอมพิวเตอร์สร้างฐานเทคโนโลยีมาไว้แล้วยาวนาน สามารถทำระบบให้เล็กกะทัดรัด ทำงานไว และราคาถูกได้ไม่ยาก
ทีม Ion Torrent ประกาศสโลแกน “Watson Meets Moore!” อ้างถึงชื่อ “James Watson” ผู้ค้นพบโครงสร้างเกลียวคู่ของดีเอ็นเอและ “Gordon Moore” บิดาแห่งซิลิคอนชิบผู้ก่อตั้งบริษัท Intel
ขณะที่เครื่อง DNA sequencer รุ่น HiSeq 2000 จาก Illumina ยังคงครองแชมป์ในเชิงพละกำลัง สามารถถอดรหัสดีเอ็นเอได้ 2 แสนล้านเบสต่อรอบ แต่ว่าต้องใช้เวลาทำงานกว่าหนึ่งสัปดาห์ ขณะที่เครื่องของ Ion Torrent (314 Chip) ถอดรหัสได้ 10 ล้านเบสในเวลาเพียง 2-3 ชั่วโมง ที่สำคัญคือราคาเครื่องถูกกว่าคู่แข่งเจ้าอื่นๆ ถึงกว่า 10 เท่า
Cr. ณฤภรณ์ โสดา
Life Technologies นำเครื่อง Ion Torrent ออกตลาดช่วงต้นปี 2011
นักวิเคราะห์และสื่อกระแสหลักทำนายว่า การเปิดตัวของ Ion Torrent จะทำให้การถอดรหัสดีเอ็นเอเป็นเรื่องที่ทุกคนเข้าถึงได้ (“Democratization of DNA sequencing”) ไม่ใช่เพียงศูนย์จีโนมใหญ่ๆ เท่านั้น
Illumina ที่ติดตามเรื่องนี้อย่างระมัดระวังไหวตัวทัน ไม่ยอมให้ Life Technologies แย่งซีนเจาะตลาดใหม่อยู่ฝ่ายเดียว
ต้นปี 2011 ทาง Illumina ก็เปิดตัวเครื่อง MiSeq เครื่องถอดรหัสดีเอ็นเอฉบับพกพาราคาย่อมเยาออกมาชนกับ Ion Torrent ตรงๆ
Illumina ตั้งราคา MiSeq อยู่ที่ประมาณแสนดอลลาร์ต้นๆ แพงกว่า Ion Torrent ณ เวลานั้นประมาณเท่าหนึ่ง แต่ว่าอ่านลำดับเบสต่อรอบได้มากกว่าราว 80 เท่า
ที่สำคัญคือ ความแม่นยำสูงกว่า โดยเฉพาะเวลาต้องอ่านลำดับเบสที่ซ้ำซ้อนต่อเนื่องกัน (homopolymer)
Ion Torrent ยังคงครองแชมป์เรื่องความไว จุดเด่นนี้สำคัญมากในการประยุกต์ใช้ด้านการตรวจวินิจฉัย
Cr. ณฤภรณ์ โสดา
บททดสอบสำคัญมาถึงตอนเดือนพฤษภาคม 2011 โรงพยาบาลในเยอรมันรายงานเหตุผู้ป่วยหลายรายมีอาการท้องร่วงรุนแรงถ่ายเป็นเลือด ภายในช่วงเวลาเพียงเดือนกว่าๆ มีผู้ป่วยรวมเกือบสี่พันราย เสียชีวิตไปครึ่งร้อย
Ion Torrent ถูกใช้เป็นเครื่องมือสำคัญในการถอดรหัสพันธุกรรมเชื้อต้นตอของโรคซึ่งภายหลังพบว่าเป็น E.coli สายพันธุ์ O104:H4 ที่ปนเปื้อนมาในผัก ส่วน MiSeq ได้พิสูจน์ตัวเองในด้านความแม่นยำที่ยังคงรักษามาตรฐานเทคโนโลยีของ Illumina ไว้แม้จะอยู่ในเครื่องเวอร์ชั่นเล็กกว่า
พอถึงปี 2012 ตลาดการถอดรหัสพันธุกรรมด้วยเครื่องขนาดเล็ก (benchtop sequencing) มูลค่า 1.3 พันล้านดอลลาร์ ถูก Ion Torrent ของ Life Technologies ยึดไปราว 60% ความไวสูงสุดบวกความแม่นระดับพอใช้คือสิ่งที่ตอบโจทย์ลูกค้าสำหรับงานตรวจวินิจฉัย แต่สำหรับงานที่ลงลึกไประดับวิจัย MiSeq ของ Illumina เป็นที่นิยมมากกว่า
สรุปก็คือ Illumina ป้องกันแนวรบแรกนี้ไว้ได้สำเร็จ แม้จะโดน Life Technologies เจาะล้ำเข้ามา แต่ตลาด Benchtop ก็ยังไม่ได้เสียไปทั้งหมด เครื่อง DNA sequencer อย่าง MiSeq ทำให้ Illumina ยังไม่หลุดเทรนด์ “Democratization of DNA sequencing” ได้มีที่ยืนทั้งในศูนย์จีโนมใหญ่ และแล็บตรวจวิเคราะห์วินิจฉัยขนาดเล็ก
