在纳米孔长读长测序赛道,国产企业实现自主可控的关键,在于围绕蛋白孔、motor 蛋白、膜材料与算法等核心环节持续投入,并跑通“单分子电信号测序”这一底层技术路线。齐碳生物作为专注纳米孔长读长测序的国产企业,在资本寒冬下完成7亿元C轮融资,为当年国内生命科学领域一级市场最大一笔,显示国产纳米孔路线在自主可控方向仍在获得资金与产业关注。

纳米孔长读长的技术门槛在哪里

单分子测序技术又称纳米孔测序技术,纳米孔只允许一条链进入。其原理是:通过改造蛋白通道形成用于核酸检测的蛋白纳米孔,将蛋白纳米孔置于人造膜上,对膜两侧施加不同电压差,纳米孔产生电流;当 motor 蛋白牵引 DNA 或 RNA 到纳米孔,DNA 解开成单链,不同碱基通过时会造成不同的电流变化,再用模式识别算法确定碱基序列。

这意味着自主可控并非单点突破,而是蛋白孔、motor 蛋白、膜材料与信号算法等多环节的系统能力。三代测序无需 PCR 扩增、可实时测序、设备简单便携,并可直测 RNA,这些特点也决定了上述环节必须协同成熟。

产业格局与国产位置

长读长路线正受到多方关注。行业巨头 illumina 在收购 PacBio 失败后并未停止探索,于2022年初宣布将推出长读长产品 Infinity,外界普遍猜测其将采用合成长读长方式;华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics 均计划或已开始布局;PacBio 则在2022年10月推出其公司史上最高通量的 Revio 长读长测序系统。

国内方面,齐碳生物专注纳米孔长读长测序,并在2022年12月完成7亿元C轮融资。应用端,贝瑞基因持续发力三代测序临床转化,据官网信息,截至2022年底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。

环节关注方主要事件
制造端illumina2022年初宣布推出长读长产品 Infinity
制造端Element Biosciences2022年2月收购 Loop Genomics,提示将提供短读长与长读长功能
制造端Pacific Biosciences2022年10月推出 Revio 长读长测序系统
投融资齐碳生物2022年12月完成7亿元C轮融资
应用端贝瑞基因2022年累计服务三代测序样本量突破10万人份

为什么自主可控要看底层环节

三代测序在过去十年市占率不到10%,应用多局限于基础科研,临床转化寥寥,且目前准确率仍只能做到95%。但变化正在发生:2022年4月,端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长技术完成首个真正完整的人类基因组序列;2023年初,Nature Methods 将长读长测序评选为“2022年度最佳技术”。

对国产企业而言,自主可控的实质是把蛋白孔、motor 蛋白、膜材料与算法这些底层能力掌握在自己手中,而非仅做整机集成。齐碳生物等企业的持续融资与投入,正是这一方向上的具体动作。

常见问题

齐碳生物在纳米孔测序上的定位是什么?

齐碳生物是一家专注于纳米孔长读长测序的初创公司,在2022年资本寒冬下完成7亿元C轮融资,为当年国内生命科学领域一级市场最大一笔融资。这一定位使其成为国产纳米孔路线的重要参与者。

国产纳米孔测序要实现自主可控,需要突破哪些环节?

按纳米孔测序原理,核心环节包括用于核酸检测的蛋白纳米孔、牵引核酸的 motor 蛋白、承载蛋白纳米孔的人造膜材料,以及识别电流变化的模式识别算法。这些环节的自主化程度,决定了国产路线能否真正自主可控。

长读长测序目前还存在哪些局限?

三代测序目前准确率仍只能做到95%,过去十年市占率不到10%,应用多局限于基础科学研究,临床商业转化较少。不过随着 T2T 完整人类基因组序列的完成与临床转化推进,这一局面正在发生变化。