**“第四代基因测序”并不是产业链真实的技术分代,而是一个人造的商业代际概念。**行业内的普遍共识是:单分子测序(single molecule sequencing)就是第三代测序技术。ONT(Oxford Nanopore Technologies)发明的 Nanopore 纳米孔技术常被单独冠以“第四代”之名,业内普遍观点认为这一说法主要用于融资叙事,并无实质的技术分代意义。从产业链看,上下游的格局也并未因这一更名而改变——上游的孔道蛋白与膜材料、中游的测序仪整机与试剂、下游的科研与临床转化,其价值分布由技术路线和商业化能力决定,而非由“第几代”决定。
代际从何而来:两条路线,一个共识
第三代测序的核心特征是单分子测序:测序时不需要 PCR 扩增,而是基于单分子的电信号或化学反应信号检测,实现对每一条 DNA 分子的单独测序。它包含两条技术路线,按碱基识别方式区分——荧光信号或电流阻断:
- PacBio 技术:利用荧光标记不同碱基,与待测序列、DNA 聚合酶一起放入纳米孔底部,每个纳米孔只允许一条 DNA 模板进入,通过荧光信号时间差异识别碱基。
- Nanopore 技术:通过改造蛋白通道形成蛋白纳米孔,置于人造膜上并在膜两侧施加电压差,motor 蛋白牵引 DNA 或 RNA 通过纳米孔,不同碱基带来不同电流变化,再由模式识别算法判定序列。
正是 ONT 的这条 Nanopore 路线被频繁称作“第四代”,才造成了行业内的概念混淆。而两条路线在分类上同属单分子测序,即第三代。
产业链的真实价值分布
代际命名改变不了产业链的议价结构。真正决定上下游话语权的,是几个更硬的变量:
| 环节 | 关键构成 | 决定议价权的要素 |
|---|---|---|
| 上游 | 纳米孔芯片、蛋白孔道、膜材料、马达蛋白 | 孔道蛋白相关专利与材料工艺 |
| 中游 | 测序仪整机与配套试剂 | 仪器装机量与耗材绑定模式 |
| 下游 | 科研、临床、病原检测等应用 | 应用转化能力与样本积累 |
上游的蛋白孔道与膜材料是纳米孔路线的技术源头,其专利与工艺壁垒直接决定成本与供应稳定性;中游整机厂商的竞争力则更多体现在装机规模与试剂耗材的绑定关系上;下游的应用放量,取决于临床转化与真实场景验证的进展。这些逻辑与“第四代”这一标签无关。
技术特点与应用进展
三代测序的技术特点主要有四点:较长的测序读长,原则上对测序长度没有限制,目前最长读长可达 2.4 M;可实时测序,文库制备简单,无需 PCR 扩增或逆转录,可边测序边输出结果;设备简单便携,目前使用最成熟的 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;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。
应用层面,2022 年 4 月 Science 杂志连发 6 篇文章,报道端粒到端粒联盟(T2T)完成首个真正完整的人类基因组序列,三代测序在补齐最后 8% 序列中起到不可替代的作用;2023 年初,Nature Methods 将长读长测序(三代测序)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 等也在布局该领域;齐碳生物完成 7 亿元 C 轮融资;贝瑞基因截至 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。
常见问题
“第四代测序”和“第三代测序”是并列的两代技术吗?
不是。行业普遍共识是单分子测序就是第三代测序技术,PacBio 与 Nanopore 是它的两条技术路线。Nanopore 被单独称为“第四代”,属于人造的商业代际划分,并非独立的技术分代。
纳米孔测序为什么常被单独拿出来讲?
因为它在设备形态和应用场景上确实有辨识度——测序设备简单便携,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。但这种差异化属于产品与场景层面的特点,不构成新的技术代际。
代际命名会影响产业链的投资判断吗?
命名本身不改变产业链的价值分布。判断上游、中游、下游的格局,更应关注孔道蛋白相关专利、仪器装机量与耗材绑定模式、以及下游临床与科研的实际转化进展。