基因测序行业的竞争格局,可依据测序读长清晰划分为两大阵营:二代测序(短读长) 的读长不超过 200BP,而 三代测序(长读长) 的读长可达 2.4M。目前,二代测序以 Illumina 和华大智造为代表,凭借高通量和低成本占据市场主导地位;三代测序则由 PacBio 和 Oxford Nanopore Technologies(ONT)引领,在解决重复序列和完整基因组组装等场景中展现不可替代的优势。
读长差异如何定义竞争格局
二代测序(NGS)将 DNA 扩增后切成不超过 200BP 的片段读取,再用算法还原序列。这种方式成本低、通量高,适用于大规模基因检测,但对基因组中常见的重复序列难以精准测出。Illumina 凭借密集推出的多款机型,迅速攻占科研和临床市场,最终占据了最大市场份额。华大智造等企业也在该领域占据重要位置。
三代测序(单分子测序)无需 PCR 扩增,直接对单条 DNA 分子从头读到尾,最长读长可达 2.4M。PacBio 技术利用荧光标记碱基与零模波导(ZMW)检测信号;ONT 的纳米孔技术则通过电流变化识别碱基序列。读长优势使其在补齐完整人类基因组序列(如 T2T 联盟项目)中起到不可替代的作用,2023 年《Nature Methods》将其评为“2022 年度最佳技术”。
龙头企业的竞争壁垒
读长优势形成了天然的技术壁垒。二代测序龙头 Illumina 在短读长领域建立了强大的生态和成本优势,但面对长读长需求也在探索合成长读长产品 Infinity。三代测序龙头 PacBio 和 ONT 则凭借长读长能力,在基础科研和复杂疾病诊断中持续突破,例如贝瑞基因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、Element Biosciences 等企业也在布局长读长领域,行业竞争正从“长短之争”转向融合应用。
常见问题
为什么三代测序读长远超二代,但市场份额仍较小?
三代测序读长优势明显,但准确率目前仅约 95%,且成本较高。过去十年,二代测序凭借高通量和低成本在临床市场占据主导,三代测序市占率不到 10%,主要应用于基础科研。不过随着技术改进和临床转化加速,长读长测序正被业界视为未来方向。
哪些企业是基因测序行业的龙头?
二代测序领域,Illumina 凭借出色性能和市场份额稳居龙头,华大智造等也是重要参与者。三代测序领域,PacBio 和 ONT 是长读长技术的代表,齐碳生物等初创企业也在纳米孔测序领域获得大额融资(如 2022 年完成 7 亿元融资),显示行业活力。
读长优势如何影响临床应用?
长读长测序能直接读取完整序列,避免重复序列导致的算法误差,在复杂单基因病诊断、完整基因组组装等场景中价值巨大。例如贝瑞基因的三代测序检测已服务超 10 万人份,相关成果获检验医学顶级期刊关注。但二代测序在常规基因检测中仍具成本优势,两者互补共存是当前趋势。