三代基因测序（长读长测序）目前最长读长可达 2.4 M，赛道呈现“双龙头＋多巨头＋国内新势力”的格局：PacBio 与 Oxford Nanopore Technologies（ONT）是天然长读长的代表玩家，illumina、华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics 等正通过自研或并购切入，国内齐碳生物与贝瑞基因分别在设备与临床应用环节卡位。行业普遍共识是，单分子测序技术即第三代测序技术，所谓“第四代”更多是人造的商业代际划分。
读长突破 2.4 M 意味着什么
三代测序基于单分子测序技术，测序时无需 PCR 扩增，而是检测单分子的电信号或化学反应信号，实现对每一条 DNA 分子的单独测序。其技术特点包括：较长的测序读长——原则上可检测通过纳米孔的全部核酸序列，目前最长读长可达 2.4 M；可实时测序，边测序边输出结果；设备简单便携，使用较成熟的 MinION 测序仪可在极地、海洋甚至太空等复杂环境下完成实时测序；还可直接对 RNA 测序，避免逆转录扩增带来的偏向性与可能引入的突变。
与把 DNA 切成不超过 200 BP 片段再算法还原的二代短读长相比，三代长读长“从头读到尾”，能更好地应对基因组中的重复序列。其当前短板是准确率，目前仍只能做到 95%。
长读长赛道的主要玩家
PacBio 与 ONT 是天然长读长的两大代表。 PacBio 前身 Nanofluidics, Inc. 于 2000 年在美国加州成立，其单分子实时测序核心单元零模波导 ZMW 的最初模型发表于 2003 年 Science 封面文章；直到 2010 年，首款商业化机型 PacBio RS 才推向市场；2022 年 10 月，PacBio 宣布推出公司史上最高通量的 Revio 长读长测序系统。ONT 于 2005 年从英国牛津大学衍生并独立运营，其纳米孔测序技术原型可追溯至 1996 年 PNAS 的一篇文章；2012 年 AGBT 会议上展示首款掌上测序仪 MinION，2015 年才开始正式商业化。
测序巨头与新兴厂商纷纷布局。 illumina 在收购 PacBio 失败后，于 2022 年初宣布将推出自己的长读长产品 Infinity，外界普遍猜测其将采用合成长读长测序技术。华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics 都计划或已经开始布局长读长测序领域，其中 Element Biosciences 于 2022 年 2 月收购 Loop Genomics，同时提示将在原测序仪上提供短读长和长读长测序功能。
国内玩家在设备与临床两端卡位。 齐碳生物专注于纳米孔长读长测序，在 2022 年资本寒冬下完成 7 亿元 C 轮融资。贝瑞基因持续发力三代测序的临床应用转化，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，相关工作还获得检验医学国际期刊 CLINICAL CHEMISTRY 专门发表编辑部文章关注。
常见问题
三代测序和二代测序的核心区别是什么？
二代测序是短读长，需把 DNA 扩增后切成不超过 200 BP 的片段读取再用算法还原；三代测序是长读长，不用扩增、从头读到尾。三代在重复序列区域更有优势，但当前准确率仍只能做到 95%，过去十年市占率不到 10%，应用多局限于基础科研。
长读长赛道有哪些国内公司值得关注？
齐碳生物专注于纳米孔长读长测序，完成了 7 亿元 C 轮融资；贝瑞基因则在临床应用转化上持续投入，截至 2022 年底累计服务三代测序检测样本量突破 10 万人份。此外华大智造也已计划或开始布局长读长测序领域。
长读长测序为什么近年受到更多关注？
2022 年 4 月，端粒到端粒联盟（T2T）利用长读长技术完成了首个真正完整的人类基因组序列，补齐了人类基因组序列最后的 8%；2023 年初，Nature Methods 将长读长测序评选为“2022 年度最佳技术”，众多科学家相信“Long-read sequencing is the future”。