基因测序技术路线中,高通量测序(NGS)与三代测序的竞争壁垒分别集中在核心专利封锁技术精度与成本平衡。高通量测序的壁垒在于Illumina的桥式PCR、华大智造的DNBSEQ测序技术等专利形成的封闭系统,以及试剂耗材的长期利润;三代测序的壁垒则在于单分子测序的读长优势与当前相对较低的精度,以及核心专利的持有者(如PacBio、Nanopore)对技术路径的控制。

高通量测序(NGS)的竞争壁垒

高通量测序的竞争壁垒主要体现在核心专利与封闭系统。测序仪与配套试剂形成封闭系统,各品牌之间的试剂耗材无法通用,这使先发公司能长期赚取高额利润。例如,Illumina凭借收购Solexa获得的边合成边测序技术,成为全球市场的绝对龙头;华大智造则通过收购美国公司CG,在其技术基础上完善了DNBSEQ测序技术规则阵列芯片技术等,成为中国唯一、全球仅三家能自主研发并量产临床高通量基因测序仪的企业。DNBSEQ技术通过DNA单链环化和滚环扩增,降低了重复序列(占比小于3%)和标签跳跃发生率(低至0.0001%-0.0004%),同时保证了约99.4%的精准度和约98.8%的灵敏度。这些技术均已通过形成专利实现知识产权保护,构成了后来者难以绕过的壁垒。

三代测序的竞争壁垒

三代测序(单分子测序)的壁垒在于长读长与高精度的矛盾,以及核心专利的持有。三代测序技术(如PacBio的SMRT、Nanopore的纳米孔测序)能直接读取长片段DNA,避免PCR扩增带来的错误,但其单次读取的准确率通常低于高通量测序,需要通过多次重复测序(如环化测序)来提升精度。目前,该领域的核心专利主要由PacBio和Nanopore持有,形成了技术和市场准入的双重门槛。国产化替代的难点在于,既要突破这些专利封锁,又要在读长、通量和成本之间找到商业可行的平衡点。

常见问题

高通量测序和三代测序,哪个精度更高?

高通量测序的精度更高。以华大智造的DNBSEQ技术为例,其精准度约为99.4%,灵敏度约为98.8%,重复序列占比小于3%。而三代测序的单次读取准确率较低,通常需要通过多次重复测序来补偿,但优势在于读长更长,能覆盖重复区域和结构变异。

国产测序仪如何突破专利壁垒?

国产测序仪主要通过自主研发核心技术来突破。例如,华大智造通过收购美国公司CG,在其基础上完善了DNBSEQ测序技术规则阵列芯片技术测序仪光机电系统技术,并形成专利保护。这些技术已在测序质量上与Illumina平台具有高可比性,且在性价比上更具优势。

封闭系统对用户有什么影响?

封闭系统意味着用户只能使用同一品牌的配套试剂和耗材。例如,Illumina的NovaSeq系列测序仪平均每台可拉动约120万美元的耗材试剂收入。这种模式虽然限制了用户的选择自由,但也保证了测序结果的稳定性和可重复性。用户在选择平台时,需综合考虑初始仪器成本和长期耗材支出。

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