人类基因组上仅有 20000~25000 个编码基因,且不同基因长度差异极大——有些只有几百个核苷酸,有些则达几百万个核苷酸。正是这“数量有限、结构复杂”的编码区,构成了基因测序需求持续扩容的底层逻辑:解读不同长度、不同精度的基因片段,需要匹配不同通量与读长的测序方案,由此在科研、临床诊断与消费级等场景中衍生出多层次需求。 测序技术从第一代桑格法发展到高通量测序(NGS),通量与成本以“超摩尔定律”的速度演进,正是对这些需求不断回应与放大的结果。

编码区的复杂性,决定了测序方案必须分层

基因是 DNA 中真正能够发挥遗传效应的片段。人类 DNA 约有 30 亿对核苷酸,其中仅约 2% 能够编码 RNA 或蛋白质。这 2% 内部并非均质:单个基因可能只有几百个核苷酸,也可能长达几百万个核苷酸。要覆盖从短片段到长片段的不同读取需求,测序技术必须提供差异化的读长与通量组合。第一代测序读长可达 1000bp、准确性高达 99.999%,适合单基因病诊断和产前诊断等场景;高通量测序则可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定,适合基因组层面的分析。需求的分层,本质上来自编码区本身的分层。

成本下探,把“能不能测”变成“值不值得测”

测序市场规模的增长,与成本曲线的下探高度相关。根据美国国家卫生院数据,人类全基因组测序成本从 2001 年的 9526.3 万美元,降至 2009 年的 10 万美元左右,2015 年降至 1000 美元左右,2022 年进一步降至 100 美元。因美纳 CEO 曾预测,当成本降到 100 美元后,基因测序的普及度将大幅提升。华大智造发布的超高通量测序仪 DNBSEQ-T20×2,每年可完成高达 5 万例人全基因组测序,单例成本低于 100 美元。成本每下一个台阶,就会打开一批此前不经济的新场景——这正是市场规模扩张的核心机制之一。

需求从哪些场景释放

基因测序是基础生物学研究、医学诊断、法医生物学、系统生物学、微生物学等多个领域最重要的基础技术之一。在科研端,完整 DNA 序列的获取支撑物种与功能研究;在临床端,单基因病的基因诊断与产前诊断已广泛应用第一代测序;在消费级与更广泛的应用端,成本下探使普及度提升成为可能。上游把成本推进到百美元量级后,中下游应用企业被认为将迎来增长空间,以精密科学(EXAS)为代表的中下游应用企业已开始扩张。需求驱动并非单一来源,而是科研、临床、消费级多场景叠加共振的结果。

常见问题

人类基因组只有 20000~25000 个编码基因,为什么测序需求还会持续增长?

因为基因数量有限,但每个基因的长度差异极大,从几百到几百万个核苷酸不等,解读它们需要不同读长与通量的方案。同时,测序成本从 2001 年的 9526.3 万美元降至 2022 年的 100 美元,让更多此前不经济的应用场景变得可行。需求增长来自“解读复杂度”与“成本可及性”两条曲线共同作用。

高通量测序(NGS)相比第一代测序,主要解决了什么问题?

第一代测序读长可达 1000bp、准确性高达 99.999%,但通量低、成本高,难以支撑大规模应用。高通量测序可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定,别名大规模并行测序(MPS)或下一代测序技术(NGS),使基因组层面的分析成为可能,也让成本以“超摩尔定律”的速度下降。

测序成本降到 100 美元意味着什么?

因美纳 CEO 曾预测,成本降至 100 美元后基因测序的普及度将大幅提升。华大智造 DNBSEQ-T20×2 每年可完成高达 5 万例人全基因组测序,单例成本低于 100 美元。成本门槛的降低,是科研、临床与消费级需求进一步释放的重要前提。