三代基因测序(单分子测序)在文库制备环节无需PCR扩增或逆转录,可直接对DNA或RNA测序,这使其成本重心从二代的扩增试剂与短片段文库构建,转向设备投入与数据处理;盈利模式目前仍以科研服务和临床检测为主。与二代测序相比,三代并非简单的“代际升级”——行业普遍共识是单分子测序即第三代测序,二者在短读长与长读长上各有适用场景。
成本结构:省去扩增环节,重心转向设备与算力
二代测序需将DNA扩增后切成不超过200BP的片段读取,再用算法还原,文库构建复杂繁琐;三代测序无需扩增,从头读到尾,文库制备过程简单,无需对样品核酸进行PCR扩增或逆转录,可直接测DNA或RNA。这一差异减少了扩增试剂与部分建库耗材的消耗。
但三代成本重心发生转移:一方面,纳米孔测序依赖蛋白纳米孔、人造膜、motor蛋白等核心部件,设备与芯片投入构成重要成本项;另一方面,三代目前准确率仍只能做到95%,数据后续的校正与算法处理也带来算力成本。设备端,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,便携性使其在特定场景具备部署优势。
盈利模式:科研服务与临床转化并进
三代测序盈利仍以科研服务与临床检测为主。科研端,长读长测序被Nature Methods评为“2022年度最佳技术”,在基础科学研究中用于重复序列等二代难以精准测出的区域。
临床转化正在突破: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;检验医学期刊CLINICAL CHEMISTRY曾发表编辑部文章,认为三代测序技术为复杂单基因病的分子诊断带来全新机遇。制造端,illumina、华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics等均布局长读长领域,齐碳生物完成7亿元C轮融资。
常见问题
三代测序为什么可以不用PCR扩增就直接测RNA?
单分子测序基于单分子的电信号或化学反应信号检测,对每一条DNA分子单独测序,无需扩增。纳米孔测序可直接对各类形式的RNA测序,避免将RNA逆转录为DNA扩增所产生的偏向性及可能引入的突变。
三代测序的成本一定比二代低吗?
不一定。三代省去了扩增试剂与部分建库耗材,但设备投入与因准确率瓶颈带来的数据校正算力成本较高,整体成本结构因应用场景而异,需结合具体项目评估。
三代测序目前的准确率如何?
目前准确率仍只能做到95%,这是制约其在部分临床场景大规模替代二代的主要因素之一。