短读长与长读长的十年之争,本质是“把一首歌切成三字片段再复原”与“从头到尾一气呵成”的路线差异。过去十年,短读长(二代测序)凭借性价比占据绝对主导,长读长(三代测序)市占率不足10%;但自完整人类基因组图谱绘制完成、长读长测序被顶级期刊评为年度技术之后,illumina、华大智造等巨头相继入场,行业竞争格局正从“一家独大”悄然走向“多路并进”的演变前夜。
十年格局:短读长为何“碾压”长读长
二代测序(短读长)将 DNA 扩增后切成不超过 200BP 的片段读取,再用算法还原,成本低、通量高,迅速攻占科研与临床市场,占据最大市场份额。三代测序(长读长)无需扩增、从头读到尾,能精准测出基因组中重复序列,但准确率约 95%,且商业化起步更晚——PacBio 首款机型 2010 年才推出,ONT 到 2015 年才正式商业化,此时已是 illumina 的天下。因此,长读长在过去十年应用多局限于基础科研,临床转化寥寥。
转折点:科学里程碑与巨头入场
事情正在起变化。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,补齐了此前缺失的最后 8%;2023 年初,Nature Methods 将长读长测序评为“2022 年度最佳技术”。产业端同样活跃:illumina 在收购 PacBio 失败后,于 2022 年初宣布推出长读长产品 Infinity;华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics 等也计划或已布局长读长领域;专注纳米孔测序的齐碳生物在 2022 年完成 7 亿元融资;应用端贝瑞基因截至 2022 年底累计服务三代测序样本量突破 10 万人份。
竞争格局:多条路线并存,代际边界模糊
值得注意,三代测序内部并非铁板一块。PacBio 技术基于荧光信号识别,ONT 的 Nanopore 技术基于电流阻断识别,后者有时被称为“第四代”,但业内普遍共识是这属于商业代际、并无实质技术代差。未来格局的演变,取决于各玩家在准确率、成本与通量上的综合平衡——短读长的成本优势、长读长的结构解析能力,以及合成长读长等变通路线的成熟度,都将共同塑造新的市场版图。
常见问题
长读长测序会取代短读长吗?
短期内不会。两者各有优劣:短读长便宜高效,长读长擅长解析重复序列和结构变异。更可能的方向是互补共存,甚至在同一平台上融合两种功能。
市占率不足10%的数据何时会改变?
目前尚无公开预测。但 T2T 完整基因组、Nature Methods 年度技术认可,以及 illumina、华大智造等巨头入场,都表明长读长的产业化拐点正在临近,具体格局变化需以后续市场数据为准。
三代测序的准确率问题解决了吗?
尚未完全解决。官方资料显示其准确率约 95%,这也是其过去十年被短读长压制的主因之一。各厂商正在提升准确率与通量,但具体进展需以各家官方发布为准。