长读长测序技术长期由海外厂商主导,但国产自主可控的进程正在加速,核心突破集中在纳米孔测序赛道。长读长测序(即三代测序)能直接读取长片段DNA,解决二代测序(短读长)难以精准测出基因组重复序列的痛点,其价值好比“把一首歌从头唱到尾”而非切成片段再拼接。目前该领域的技术路线主要由海外两家公司主导:PacBio(荧光标记的单分子实时测序)与Oxford Nanopore Technologies(ONT)(基于电流阻断的纳米孔测序)。国产替代的进程中,齐碳生物完成7亿元C轮融资是标志性事件,同时华大智造、贝瑞基因等也在长读长领域展开布局。
长读长技术为何关键:从“切歌”到“整曲”
二代测序(NGS)需要将DNA扩增后切成不超过200BP的片段读取,再用算法还原;而三代测序(长读长)无需扩增,可从头读到尾,对测序长度原则上没有限制。用歌曲来比喻:二代测序是把《嘻唰唰》切成三字片段再复原,遇到重复序列时算法可能忽略关键信息;三代测序则能完整唱完,但代价是“容易唱错”——目前准确率仍约为95%。正因长读长能补齐短读长在重复序列、结构变异检测上的短板,国际顶级期刊《Nature Methods》曾将长读长测序评为“年度最佳技术”,科学界也利用该技术完成了首个真正完整的人类基因组序列。
国产替代进行时:融资、布局与临床转化
在产业端,国产长读长测序的追赶已现多个抓手。齐碳生物作为专注纳米孔长读长测序的初创公司,在资本寒冬中完成了金额高达7亿元的C轮融资,成为国内生命科学领域一级市场当年最大一笔融资;华大智造等厂商也已计划或开始布局长读长测序领域。在临床应用端,贝瑞基因持续发力三代测序转化,截至某时点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,其三代地贫检测效能曾获检验医学国际期刊编辑部文章关注,认为“三代测序技术为复杂单基因病的分子诊断带来了全新机遇”。
差距与追赶:技术成熟度与成本仍是关键
国产长读长测序与海外主导者之间的差距,主要体现在技术成熟度与成本上。海外两家的商业化起步更早:PacBio 2010年推出首款商业化机型,ONT 2015年才正式商业化,而彼时二代测序已占据最大市场份额,三代测序市占率长期不到10%,应用多局限于基础科研。国产厂商需要在读长、准确率(目前约95%)、设备便携性与成本控制上持续迭代。行业共识是单分子测序即第三代测序技术,纳米孔测序设备已实现便携化,可在极地、海洋甚至太空等复杂环境下实时测序,这为国产设备在突发疫情响应等场景提供了差异化追赶的可能。国产长读长测序能否在临床应用上实现规模化突破,仍需以技术迭代与后续第三方实测数据验证。
常见问题
长读长测序和二代测序的主要区别是什么?
二代测序(短读长)需将DNA切成不超过200BP的片段读取再算法还原;长读长测序(三代)无需扩增、从头读到尾,能更精准地检测基因组重复序列,但准确率目前约为95%,成本也相对更高。
国产长读长测序目前处于什么阶段?
国产厂商正在纳米孔测序赛道加速追赶。齐碳生物完成7亿元C轮融资,华大智造已布局长读长领域,贝瑞基因在三代测序临床应用上累计服务样本量突破10万人份。整体仍处于技术成熟度与成本追赶期。
纳米孔测序技术有什么独特优势?
纳米孔测序设备简单便携,可在极地、海洋甚至太空等复杂环境下实时测序;无需PCR扩增,可直接对DNA或RNA测序,能避免RNA逆转录引入的突变偏差,适合突发疫情等时效性要求高的场景。