三代基因测序(单分子测序)以长读长为最大特征,目前最长读长可达2.4 M,但当前准确率仍只能做到约95%,容易出现碱基误读,这是其最核心的技术短板;叠加过去十年市占率不到10%、应用多局限于基础科学研究、临床商业转化寥寥,其技术成熟度与商业化落地仍存不确定性。以PacBio技术和Nanopore技术为代表的单分子测序路线,无需PCR扩增、可实时测序、设备简单便携,并可直接对RNA测序,在科研与产业端正获得越来越多关注,但准确率带来的临床容错压力、成本与通量权衡,以及初创企业在资本环境下的融资与商业化压力,仍是行业需要直面的现实问题。

技术风险:长读长与准确率的取舍

三代测序的技术特点主要有四点:较长的测序读长、可实时测序、纳米孔测序设备简单便携、可直接对RNA进行测序。单分子测序无需对样品核酸进行PCR扩增或逆转录,可边测序边输出结果,并能避免RNA病毒测序时逆转录扩增产生的偏向性及可能引入的突变。

但长读长的另一面是准确率。行业常用的比喻是:二代测序把DNA切成不超过200BP的片段读取再用算法还原,三代测序则是不扩增、从头读到尾;二代的问题在于基因组中常见的重复序列不能精准测出,三代没有这个问题,但三代最大的问题是会“唱错”,目前准确率仍然只能做到95%。在临床诊断场景中,碱基误读直接关系到结果判读的容错要求,这使得三代测序在临床商业转化上长期寥寥,应用层面也多局限于基础科学研究。

商业化风险:市占率、转化与资本压力

过去十年当中,三代测序被二代测序“打的满地找牙”,市占率不到10%。以illumina为代表的二代测序厂商密集推出多款机型,凭借出色性能迅速攻占科研和临床市场,最终占据最大市场份额;而PacBio首款商业化机型到2010年才推向市场,ONT直到2015年才开始正式商业化,此时市场格局已定。

变化也在发生。2022年4月,端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长技术完成首个真正完整的人类基因组序列;2023年初,Nature Methods将长读长测序评选为“2022年度最佳技术”。产业端,illumina宣布推出长读长产品Infinity,华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics等也计划或已布局长读长领域。2022年资本寒冬下,齐碳生物完成7亿元C轮融资;贝瑞基因持续推进三代测序临床应用转化,截至2022年底累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,服务终端客户超过1500家,相关检测效能受到CLINICAL CHEMISTRY关注。这些进展说明长读长赛道正被重新定价,但从科研工具走向规模化临床商用,仍需跨过准确率、成本与通量的多重门槛。

常见问题

三代测序准确率约95%,主要风险是什么?

核心风险在于碱基误读。三代测序不扩增、从头读到尾,长读长优势明显,但当前准确率仍只能做到约95%,容易把序列“唱错”,在临床诊断对结果容错要求较高的场景中,这会直接影响其转化节奏。

三代测序会不会取代二代测序?

目前不存在通常理解的代际替代关系。三代测序起步甚至更早,但过去十年市占率不到10%,二代测序凭借性能与市场先发优势占据最大份额。两者在重复序列、读长等维度各有适用场景,长读长被学界视为方向,但临床规模化落地仍待验证。

三代测序的商业化进展如何?

科研与产业端关注度正在提升,T2T完整人类基因组序列、Nature Methods年度最佳技术评选、多家厂商布局长读长产品,以及齐碳生物7亿元C轮融资、贝瑞基因累计服务样本量突破10万人份等,都是积极信号;但整体仍处于临床转化早期,成本、通量与准确率的平衡是商业化关键。