基因测序行业从第一代Sanger测序到第二代高通量测序(NGS)的飞跃,再到华大智造从华大基因独立并实现DNBSEQ技术突破,是产业发展的关键拐点。其中,华大智造凭借通量覆盖0.25-72000Gb的DNBSEQ路线,打破了Illumina在NGS领域的长期垄断,成为行业格局重塑的重要标志。
从Sanger到NGS:技术革命的开端
第一代Sanger测序技术成本高、通量低,限制了大规模应用。高通量测序(NGS)技术以其通量高、准确性高、成本低等优势,实现了个人全基因组测序成本的快速降低。NGS技术克服了Sanger测序的缺点,成为基因测序大规模商业化应用的主要推动力。2011年后,以PacBio SMRT和Oxford Nanopore纳米孔单分子技术为代表的第三代测序技术兴起,但因其测序准确度与成本仍与NGS存在差距,NGS在未来一段时间内仍是主流技术。
华大智造独立与DNBSEQ技术突破
华大在2013年收购Complete Genomics,进入上游测序设备制造领域,并于后续独立出华大智造。华大智造采用的DNA纳米球与联合探针锚定聚合技术路线(DNBSEQ),与Illumina的桥式PCR扩增和Thermo Fisher的乳液PCR路线形成差异化竞争。其技术特点包括检测准确性高、产出数据重复序列率低,并增加了一个可自动化的种子中环化步骤。华大智造不同机型的单机单次运行测序通量范围覆盖0.25-72000Gb,在通量覆盖广度上具备竞争力。
常见问题
华大智造的DNBSEQ技术相比Illumina的SBS技术有何优势?
华大智造的DNBSEQ技术采用DNA纳米球与联合探针锚定聚合路线,相较于Illumina的桥式PCR扩增技术,其PCR扩增环节改为滚环扩增,能有效避免错误累积和标签跳跃问题,产出数据的重复序列率低,减少数据浪费。但该技术相比其他产品增加了一个环化步骤,不过可支持自动化。
基因测序行业的上游格局如何?
根据华大智造招股书数据,2019年全球基因测序仪器耗材市场中,Illumina占74.1%,Thermo Fisher占13.6%,华大智造占3.5%。在中国市场,2019年华大智造市占率达24%,Illumina占61%。上游设备与试剂端因技术壁垒高、专利网密集(如Illumina拥有超12000项专利),议价能力较强,是整个价值链中毛利率最高的环节。
第三代测序技术能否取代NGS?
以PacBio SMRT和Oxford Nanopore纳米孔单分子技术为代表的第三代测序技术,其最大特点是单分子测序,无需PCR扩增且理论上可测定无限长度序列。但目前其测序准确度与NGS仍有差距,单条序列错误率较高,平均成本也更高。因此,NGS技术仍是当前基因测序大规模商业化应用的主要推动力,短期内难以被完全取代。