三代测序的读长可达 2.4 M(即 240 万碱基),远超二代测序不超过 200 BP(即 200 碱基)的读长,这是两者最核心的技术差异。这一差距使三代测序在解析基因组重复序列、完成完整基因组组装等任务中具有不可替代的优势。全球基因测序格局正从二代测序(以 Illumina 为代表)的绝对主导,逐步向二代与三代(长读长)共存演进;中国企业在三代测序领域已占据重要位置,例如华大智造已布局长读长测序,齐碳生物专注于纳米孔技术并完成大额融资,贝瑞基因则在三代测序临床应用上积累了超 10 万人份的检测样本量。
三代 vs 二代:读长差距与互补性
三代测序(单分子测序)无需 PCR 扩增,可直接对单条 DNA 分子进行测序,理论上对测序长度没有限制,目前最长读长可达 2.4 M。而二代测序需将 DNA 扩增后切成不超过 200 BP 的小片段再读取,再用算法拼接。用比喻来说,二代测序如同将一首歌切成三字片段后复原,三代测序则是从头唱到尾。三代测序能精准读取二代难以处理的重复序列,但其单次准确率约为 95%,低于二代测序,因此两者在实际应用中常互补使用。
全球格局:三代加速崛起,中国深度参与
当前全球基因测序市场仍以二代测序为主,Illumina 占据最大市场份额。但三代测序正快速获得科学界和产业界认可:2022 年,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;2023 年,Nature Methods 将长读长测序评选为“2022 年度最佳技术”。在产业端,Illumina 宣布推出长读长产品 Infinity,PacBio 推出高通量 Revio 系统,而中国企业同样活跃——华大智造已布局长读长领域,齐碳生物(纳米孔测序)完成 7 亿元 C 轮融资,贝瑞基因累计服务三代测序样本量突破 10 万人份,其工作获检验医学顶级期刊 CLINICAL CHEMISTRY 编辑部文章关注。
常见问题
三代测序的读长优势具体体现在哪些场景?
三代测序的 2.4 M 长读长使其能完整跨越基因组中的重复序列区域,这在完成无间隙的人类全基因组测序、复杂结构变异检测、以及直接对 RNA 进行测序(避免逆转录引入偏差)中发挥关键作用。
中国企业在全球三代测序产业链中处于什么位置?
中国在三代测序领域已形成从设备制造到临床应用的完整布局:华大智造、齐碳生物等企业聚焦长读长测序设备与核心技术开发;贝瑞基因则在临床转化端积累超 10 万人份检测经验,被国际期刊认可为“复杂单基因病分子诊断的全新机遇”。
三代测序会完全取代二代测序吗?
不会。三代测序读长长、但准确率约 95%,二代测序读长短但准确率高、成本低、通量大。目前业界普遍将两者视为互补工具,在科研和临床中常结合使用,例如用三代测序完成基因组骨架组装,再用二代测序进行高精度纠错。