基因测序上游技术路线百花齐放，后来者突破Illumina专利壁垒的关键路径，是绕开其以桥式PCR扩增为核心的专利网，走独创的、原理性不同的技术路线。以华大智造的DNBSEQ™技术为例，其通过DNA纳米球与联合探针锚定聚合的独创路线，避开了Illumina的桥式PCR专利封锁，并在全球市场站稳脚跟。

技术路线之争：四大流派与专利壁垒

NGS技术按测序原理主要分为四大类：罗氏454的焦磷酸测序、Illumina的桥式PCR扩增与边合成边测序、赛默飞的乳液PCR与半导体合成测序，以及华大智造的纳米球与联合探针锚定聚合技术测序。其中，罗氏454因通量和成本限制，已在2016年底终止相关NGS业务。

Illumina的桥式PCR路线在检测准确性、通量覆盖上表现突出，但其PCR扩增技术会导致错误累积，且搭配的生化技术会产生标签跳跃（Index Hopping）问题。赛默飞的半导体测序运行速度快，但对连续相同碱基的识别错误率较高。华大智造的DNBSEQ™技术则通过滚环扩增形成DNA纳米球，检测准确性高，产出数据重复序列率低，能有效减少数据浪费。

测序技术的核心壁垒在于对测序原理的理解以及围绕测序技术构建的专利网。Illumina作为全球领导者，其专利数量超12000项，其中在美国布局2900多项、欧洲1174项、中国1065项、澳大利亚883项，专利网极其密集，并多次对同行发起专利诉讼——包括2019-2021年间多次对华大智造发起针对核酸测序信号放大技术专利的诉讼。

华大智造的破局路径：DNBSEQ™独创技术

华大智造选择了一条与Illumina完全不同的技术路线：DNA纳米球与联合探针锚定聚合相结合。其测序原理为：先将待测DNA碎片化并添加接头，环化得到单链环状DNA；再通过滚环扩增无损复制形成DNA纳米球；然后将纳米球固定在阵列化芯片上，通过荧光信号采集识别单个碱基序列；最后经生物信息处理获得完整序列。

这一路线相比Illumina的桥式PCR增加了环化步骤，但可支持自动化，且从原理上绕开了PCR扩增的错误累积问题。华大智造在2013年通过收购Complete Genomics进入上游制造领域，而Illumina早在2010-2011年就多次诉讼Complete Genomics专利侵权（双方于2013年和解）。

从市场格局看，2019年全球基因测序仪器耗材市场（以销售额计）中，Illumina市占率74.1%，Thermo Fisher占13.6%，华大智造占3.5%。在中国市场，华大智造表现更突出，2019年市占率达24%，而Illumina为61%。华大智造不同机型单机单次运行测序通量覆盖范围为0.25-72000Gb，覆盖了从低通量到超高通量的广泛需求。

常见问题

后来者是否一定要完全绕开Illumina的专利？

是的。在专利独占期内，新进入者只能通过独创技术，彻底与原有存量玩家不同。先发企业也会通过诉讼等方式限制后进入者销售，因此后来者必须从测序原理层面实现差异化，而非简单模仿。

华大智造的DNBSEQ™技术相比Illumina有何本质差异？

两者的核心差异在扩增环节：Illumina采用桥式PCR扩增，而华大智造采用滚环扩增形成DNA纳米球。这一原理性差异使得华大智造绕开了Illumina的专利网，同时避免了PCR扩增带来的错误累积问题，产出数据重复序列率更低。

专利诉讼对后来者的影响有多大？

专利诉讼会限制后进入者在测序仪领域的快速发展。Illumina多次对同行发起专利诉讼，包括对Oxford Nanopore Technologies（2016年）以及对华大智造的多次诉讼（2019-2021年）。这也意味着，即便拥有独创技术，后来者仍需做好应对知识产权纠纷的准备。