基因测序的技术壁垒主要建在测序试剂与耗材这一环。 由于不同厂商的测序原理不同,各品牌测序仪与配套试剂、耗材无法通用,形成封闭系统;而在建库、样本预处理、测序后生信数据分析等环节则保持开源。在知识产权和专利保护作用下,先发公司能够在这一环节长时间获取可观利润,这也是壁垒最集中的位置。

封闭系统:壁垒为何落在试剂耗材

测序仪与配套试剂构成封闭系统,是这一环节壁垒的根源。仪器与试剂相互绑定,用户更换平台的迁移成本高,试剂消耗又具有持续性,因此收入结构会随装机量沉淀而发生变化。

以 Illumina 为例,其财报显示,平均一台 NovaSeq 系列测序仪可拉动 120 万美元左右的耗材试剂收入;近几年其仪器收入增速已放缓,主要增长来源是耗材试剂收入增长,2021 年测序板块耗材与仪器收入比例约为 4:1。这一结构说明,壁垒的兑现方式不在一次性售出的仪器,而在长期复购的试剂耗材。

开源环节:建库与生信分析

与试剂耗材的封闭形成对照,建库、样本预处理、测序后生信数据分析等环节均为开源。这意味着围绕样本处理与数据解读的工具生态,参与者更多、进入门槛相对更低,难以形成类似试剂耗材那样的长期锁定效应。行业利润因此更集中地沉淀在上游的试剂与耗材环节。

国产厂商的技术与专利布局

华大智造的技术源头来自收购的美国公司 CG,并在其技术基础上完成了一系列技术和专利的完善,成为中国唯一、全球仅三家能够自主研发并量产临床高通量基因测序仪的企业。其已建立自主可控的源头性核心技术体系,形成以“DNBSEQ 测序技术”“规则阵列芯片技术”“测序仪光机电系统技术”等为代表的多项核心技术。

其中,DNBSEQ 测序技术是华大智造基因测序仪所使用的独有的源头性核心技术,已通过形成专利实现知识产权保护,涵盖 DNA 单链环化和 DNA 纳米球的制备与加载、CoolMPS 技术、双色测序技术,以及配合的流体和光学检测技术、碱基识别算法等。规则阵列芯片技术则采用半导体加工工艺,在硅晶芯片表面形成结合位点阵列,每个结合位点只固定一个 DNA 纳米球,以降低背景噪音、提升信号采集效率。

常见问题

为什么试剂耗材比仪器更赚钱?

因为仪器与试剂是封闭系统,试剂需要持续复购,收入随装机量累积。以 Illumina 为例,其财报显示平均一台 NovaSeq 系列测序仪可拉动 120 万美元左右的耗材试剂收入,2021 年测序板块耗材与仪器收入比例约为 4:1。

开源环节是否意味着没有壁垒?

开源降低了工具层面的排他性,建库、样本预处理和生信分析因此参与者更多。但壁垒并未消失,而是转移到了与仪器绑定的试剂耗材,以及受专利保护的核心技术上。

国产测序仪的核心技术壁垒体现在哪里?

以华大智造为例,其 DNBSEQ 测序技术已通过专利实现知识产权保护,并配合规则阵列芯片技术、测序仪光机电系统技术等形成自主可控的核心技术体系。相关技术指标与市场地位以公司公开披露及后续第三方实测为准。