第一代测序技术的成本结构之所以依然偏高,核心原因在于它离不开 PCR 扩增、只能分析单个 DNA 片段、通量小、自动化程度低、检测速度慢,无法像高通量测序那样通过大规模并行测序摊薄单例成本。 高通量测序的成本下降来自“超摩尔定律”式的通量扩张——华大智造 DNBSEQ-T20×2 每年可完成高达 5 万例人全基因组测序,单例成本低于 100 美元,实现了规模成本优势。而第一代测序走的是另一条路:它不靠规模走量,而是依靠临床诊断的高准确率溢价和单基因病、产前诊断等高附加值服务收费。

成本高在哪里:五个绕不开的环节

第一代 DNA 测序技术指的是 1975 年由桑格(Sanger)和考尔森(Coulson)开创的链终止法,以及 1976—1977 年由马克西姆(Maxam)和吉尔伯特(Gilbert)发明的化学法。它的优点和缺点同样突出。

从成本结构看,制约其单例成本的关键在于:

  • 离不开 PCR 扩增:样本必须先扩增才能测,这一步既增加试剂与人工消耗,也限制了流程的并行度。
  • 只能分析单个 DNA 片段:无法进行基因组层面的分析,一次实验覆盖的信息量有限。
  • 通量小:与高通量测序可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定形成鲜明对比。
  • 自动化程度低、检测速度慢:对于某些需要快速检测的疾病并不适合。
  • 不适用于大规模测序:规模效应难以形成,单位成本自然居高不下。

换言之,高通量测序的成本优势来自“并行”——把 DNA 打成碎片后同时读取、再像拼图一样还原;而第一代测序是逐片段推进,通量天花板决定了它的成本曲线无法被规模摊薄。

盈利模式:不靠走量,靠临床溢价

第一代测序的商业模式与高通量测序并不在同一维度上竞争。

它的立足点是准确率与适用性:准确率几乎 100%,测序读长可达 1000bp,准确性高达 99.999%,基本适用于所有的突变类型,在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍广泛使用。这些场景对结果可靠性的要求远高于对单例价格的敏感度,因此收费逻辑是临床诊断的高准确率溢价与高附加值服务,而非按例数走量。

这也解释了为什么在人类全基因组测序成本已降至 100 美元的背景下,第一代测序依然保有自己的位置——它服务的是对准确性、读长和突变类型覆盖有特定要求的临床需求。

维度第一代测序高通量测序
技术起点链终止法、化学法大规模并行测序
通量小,只能分析单个 DNA 片段一次可测几百万到几十亿条核酸分子
自动化与速度自动化程度低,检测速度慢支持大规模并行
成本逻辑不适用于大规模测序以超摩尔定律速度下降
盈利来源临床高准确率溢价、高附加值服务规模成本优势

常见问题

第一代测序准确率更高,为什么反而更贵?

准确率高并不等于成本低。第一代测序的准确性高达 99.999%,但这种精度是以 PCR 扩增、单片段分析和低通量为代价换来的,流程无法并行摊薄,因此单例成本难以下降。它面向的是对准确性要求极高的临床场景,收费也相应体现为服务溢价。

高通量测序单例成本低于 100 美元,是否意味着第一代测序会被取代?

两者服务的是不同需求。高通量测序的优势在于通量与规模成本,华大智造 DNBSEQ-T20×2 每年可完成高达 5 万例人全基因组测序、单例成本低于 100 美元;而第一代测序在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍广泛使用,其价值来自准确率与对各类突变类型的适用性,而非价格。

判断第一代测序企业盈利能力,该看什么?

不宜只看单例价格,而应关注其临床服务的结构:高附加值项目的占比、在单基因病与产前诊断等场景中的渗透情况,以及准确率带来的定价能力。这些因素共同决定了它“不靠走量”的盈利模式能否持续。