在基因测序全球格局中,NGS(下一代测序技术)是当前大规模商业化应用普及的主要推动力,也是主流技术;第三代测序技术(以单分子测序为代表)则处于新兴发展阶段,准确度和成本仍有差距,但具备长读长等独特优势。中国在NGS领域已实现重要突破,市占率快速提升;在第三代测序领域参与度较低,但单分子测序技术具备发展潜力。

NGS:全球主流,中国快速追赶

NGS技术以其高通量、高准确性、自动化程度高和成本低等优势,成为基因测序大规模商业化应用的核心。全球NGS设备及耗材市场主要由海外龙头主导,但中国企业的份额正在快速扩大。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(按销售额计),Illumina市占率为74.1%,Thermo Fisher为13.6%,华大智造为3.5%。而在中国本土市场,华大智造的份额已达到24%,Illumina为61%,其他厂商为15%。

NGS技术路线主要有四类:Illumina的桥式PCR扩增与边合成边测序、赛默飞的乳液PCR与半导体测序、罗氏454的焦磷酸测序(已终止业务),以及华大智造的DNA纳米球与联合探针锚定聚合技术。华大智造的技术路线具有检测准确性高、产出数据重复序列率低、通量覆盖广(0.25-72000Gb)等优势。

第三代测序:新兴力量,中国参与度较低

第三代测序技术以PacBio的SMRT技术和Oxford Nanopore的纳米孔单分子技术为代表,最大特点是单分子测序,无需PCR扩增,理论上可测定无限长度的核酸序列。但目前其测序准确度与NGS仍有差距,单条序列错误率较高,平均成本也高于NGS,因此尚不能取代NGS的主流地位。中国在第三代测序领域的参与度较低,技术积累相对不足,但政策扶持下具备发展潜力。

常见问题

中国企业在两种技术领域的市场份额如何?

在NGS领域,中国企业(以华大智造为代表)已实现重要突破。2019年全球市占率约3.5%,而在中国本土市场市占率达24%。在第三代测序领域,中国企业参与度较低,目前全球市场主要由PacBio和Oxford Nanopore主导。

NGS与第三代测序的核心区别是什么?

NGS需要PCR扩增,读长较短,但准确率高、成本低;第三代测序无需PCR扩增,可实现单分子测序,读长极长,但当前准确率较低、成本较高。两者各有所长,NGS仍是大规模应用的主流。

未来基因测序技术会如何发展?

NGS技术在未来一段时间内仍将是主流,但第三代测序技术在长读长测序等特定应用场景中具有独特优势。随着技术迭代,两种技术可能长期并存,共同推动基因测序成本持续下降和应用范围扩大。

延伸阅读