基因测序技术的核心演进,是从二代测序(短读长,≤200BP) 跨越到三代测序(长读长,最长读长可达2.4M)。这一读长量级的跃升,是定义行业发展的关键拐点:它解决了二代测序在重复序列区域测不准的固有缺陷,使得首个完整人类基因组序列的绘制成为现实,并被《Nature Methods》评为“2022年度最佳技术”,标志着长读长测序正式从科研走向临床与产业转化。
技术演进:从短读到长读的拐点
基因测序技术的发展经历了清晰的代际划分。第一代Sanger法准确但昂贵;第二代NGS(二代测序) 凭借低成本和高通量成为主流,但其核心缺陷是读长短(≤200BP),需将DNA扩增后切成短片段读取,再用算法还原,导致基因组中重复序列难以精准测出。
第三代测序(单分子测序) 则实现了根本性突破。它无需PCR扩增,直接对单条DNA分子进行测序,读长不受限制,目前最长可达2.4M。这好比从“将歌曲切成三字片段再复原”转变为“从头唱到尾”,彻底规避了短读长在重复区域的信息丢失问题。
拐点驱动力:科学突破与产业共振
三代测序的崛起并非一蹴而就。在过去的十年中,其准确率仅约95%,市占率不足10%,主要局限于基础科研。但2022年4月,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,补齐了此前缺失的8%基因组信息,成为里程碑事件。随后,2023年初《Nature Methods》将其评为“2022年度最佳技术”,科学界共识明确:“Long-read sequencing is the future”。
产业端也迅速跟进。行业巨头Illumina在2022年初宣布推出长读长产品Infinity;华大智造、Element Biosciences等也布局该领域。同时,国内纳米孔测序公司齐碳生物在2022年完成7亿元C轮融资,是当年国内生命科学领域一级市场最大融资之一。应用端,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,其研究成果获检验医学顶刊《CLINICAL CHEMISTRY》编辑部文章肯定,认为三代测序为复杂单基因病诊断带来全新机遇。
常见问题
二代测序和三代测序的核心区别是什么?
二代测序是短读长,将DNA扩增后切成不超过200BP的片段读取;三代测序是长读长,无需扩增,从头读到尾,最长读长可达2.4M,能精准测出二代无法处理的重复序列区域。
三代测序的商业化进展如何?
截至2022年底,已有齐碳生物完成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。行业巨头如Illumina、华大智造等也纷纷布局长读长产品,临床应用转化正在加速。
为什么说“2022年是三代测序的拐点”?
2022年4月T2T联盟利用长读长技术完成首个完整人类基因组序列;同年产业端融资与应用数据均创历史新高;2023年初该技术被《Nature Methods》评为年度最佳。这些事件共同构成了从科研到产业的关键转折。