单分子测序(即第三代测序技术)无需 PCR 扩增或逆转录即可直接对 DNA 或 RNA 测序,能够规避 RNA 病毒研究中逆转录扩增带来的偏向性及可能引入的突变;但这条路线的主要风险与不确定性集中在准确率仍有提升空间、临床商业转化尚不充分、规模化应用基础较薄弱三个方面,同时还要面对二代测序长期占据最大市场份额的现实格局。

技术层面的不确定性:准确率与验证

单分子测序的两条技术路线——PacBio 技术与 Nanopore 技术——分别依据碱基的荧光信号或电流阻断信号识别序列,原理上各有侧重。其突出优势是读长长、可实时测序、设备简单便携,MinION 测序仪可在极地、海洋甚至太空等复杂环境下完成实时测序。

但长读长路线的短板同样明确:目前准确率仍只能做到 95%,存在“会唱错”的问题。这意味着在需要高置信度碱基判读的场景中,单分子测序的结果仍需与其它手段交叉验证,其准确性的边界与适用条件,也有待更多公开数据与第三方实测来确认。

产业层面的不确定性:临床落地与规模化

从市占率看,过去十年间三代测序市占率不到 10%,应用多局限于基础科学研究,临床商业转化寥寥。这一格局的成因不只是技术指标,还包括成本与规模化能力——而这两项目前均缺乏公开的统一口径数据,实际水平需以厂商公布及第三方实测为准。

变化正在发生:T2T 联盟利用长读长技术完成了首个真正完整的人类基因组序列;Nature Methods 将长读长测序评为“2022 年度最佳技术”;制造端 illumina、华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics 等纷纷布局长读长方向;应用端贝瑞基因截至 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。这些进展说明路线方向受到重视,但从科研工具走向规模化临床常规应用,仍需时间验证。

维度已明确的进展尚存的不确定性
准确性长读长可覆盖重复序列等短读长难点准确率目前仍只能做到 95%
临床应用复杂单基因病分子诊断受到期刊关注临床商业转化此前寥寥,路径仍在探索
产业格局多家厂商布局长读长领域二代测序仍占据最大市场份额
规模化检测样本量与客户数已有积累成本与规模化能力缺乏公开统一口径

常见问题

单分子测序为什么能避免逆转录偏向性?

因为该技术无需对样品中核酸进行 PCR 扩增或逆转录,可直接对 DNA 或 RNA 测序,因此能避免对 RNA 病毒测序时必须将 RNA 逆转录为 DNA 扩增所产生的偏向性及可能引入的突变。

第三代测序和第四代测序是两代技术吗?

不是。行业普遍共识是单分子测序技术就是第三代测序技术;所谓“第四代”属于人造的商业代际,主要造成概念混淆,并无实质代际意义。

这条路线当前最大的落地障碍是什么?

一方面准确率目前仍只能做到 95%,另一方面三代测序过去十年市占率不到 10%、临床商业转化寥寥,成本与规模化能力也尚待更充分的公开数据验证。