基因测序技术的发展大致经历三大关键拐点:以ABI为代表的一代测序实现商用自动化,但受成本制约未能打开大规模商用市场;二代测序(NGS)崛起,Illumina、赛默飞等企业抓住成本快速下降的窗口抢占市场;以华大智造DNBSEQ体系及浸没式超高通量技术为代表,测序向更高通量、更低成本方向演进。 从市场规模看,全球基因测序市场规模由2010年的24亿美元增长至2019年的156亿美元,复合增速在20%以上,2021年超过200亿美元;国内由2010年的7亿人民币增长到2019年的110亿人民币,复合增长率超过30%。

拐点一:一代测序的商用起点与成本瓶颈

在测序仪行业发展初期,最先出现的是以美国ABI(后被赛默飞并购)为代表的一代测序仪企业。1986年ABI推出首台商用自动测序仪Prism307,随后陆续推出系列测序系统。但由于一代测序技术成本较高,并未获得较大的商用市场。这一阶段确立了自动化测序的技术范式,却也为后续技术路线的更替埋下伏笔。

拐点二:二代测序崛起与成本快速下探

随着NGS测序技术诞生,基因测序成本快速下降,逐渐进入临床检测领域。Illumina、赛默飞等二代测序企业抓住市场机遇迅速布局。2006年是测序领域的历史转折点:Illumina以6亿美元收购实验性测序仪公司Solexa,获得边合成边测序技术,从一家以基因芯片为主要技术的公司正式进军测序仪领域。此后人类基因组测序成本从100万美元下降到5万美元左右,并持续迭代降低。由于测序原理不同,各品牌测序仪与配套试剂形成封闭系统,先发公司能够在测序试剂及耗材环节长时间获取利润。

拐点三:DNBSEQ体系与浸没式超高通量路线

华大智造的技术源头来自收购的美国公司CG,在其技术基础上完成了一系列技术和专利的完善,成为中国唯一、全球仅三家能够自主研发并量产临床高通量基因测序仪的企业。其已形成以“DNBSEQ测序技术”“规则阵列芯片技术”“测序仪光机电系统技术”等为代表的多项核心技术,并达到国际先进水准。其中,基于浸没式测序技术的超高通量超低成本基因测序系统,其浸泡装置中的试剂可反复使用,有效提高试剂利用率;因不受流道限制,可大幅提高测序芯片面积,一次性承载数量庞大的DNA纳米球进行测序,具有通量极大的特点;芯片转移由机械手完成,快速准确,且无需复杂流体系统,搭建快速简易。

常见问题

基因测序成本下降的主要推力是什么?

核心推力来自测序技术路线的迭代。一代测序因成本较高未能打开大规模商用市场;NGS技术诞生后成本快速下降,人类基因组测序成本从100万美元降至5万美元左右并持续降低,推动测序进入临床检测领域。

为什么测序仪和试剂常被视为“封闭系统”?

由于各厂商测序原理不同,测序仪之间对应的测序试剂、耗材并不能通用,仪器与配套试剂因此形成封闭系统。在建库、样本预处理、测序后生信数据分析等环节则相对开源,先发企业得以在试剂耗材环节长期获取利润。

华大智造的浸没式测序技术有什么特点?

该技术路线面向超高通量、超低成本。浸泡装置中的试剂可反复使用以提高利用率;不受流道限制,可大幅提高测序芯片面积,一次性承载大量DNA纳米球;芯片转移由机械手完成,无需复杂流体系统,搭建快速简易。