从人类基因组计划以约30亿美元总成本、中国科学家承担1%工作量完成首个人类全基因组测序,到如今单例人全基因组测序成本已低于100美元,基因测序行业在“超摩尔定律”驱动下完成了数量级的成本跨越。成本断崖式下跌的核心影响是:测序供给能力被极大释放,而下游应用需求正处在爆发前夜,行业供需节奏正从“供给稀缺、价格昂贵”转向“产能充裕、应用普及”的新阶段。

超摩尔定律:测序成本的断崖式下跌

基因测序的成本下降速度远超半导体行业的摩尔定律,被称为**“超摩尔定律”**。根据美国国家卫生院数据,人类全基因组测序成本在2001年高达数千万美元级别,到2009年降至10万美元左右,2015年已降至1000美元左右,而到2022年已降低至100美元。

将成本推进到100美元关口的,是后来者Ultima Genomics和华大智造。2023年2月,华大智造发布超高通量测序仪DNBSEQ-T20×2,该产品每年可完成高达5万例人全基因组测序,单例成本低于100美元,官方将其定位为行业构筑的“超级测序工厂”。

供给端:从“手工时代”到“超级工厂”

第一代Sanger测序技术读长可达1000bp、准确性高达99.999%,但成本高、通量低,无法支撑基因组层面的规模化应用。高通量测序技术(NGS)实现了革命性突破,可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行并行测序,通量提升带来单位成本的指数级下降。

以华大智造T20×2为代表的超高通量设备,将单台设备的年测序能力推升至5万例人全基因组,意味着测序服务的供给能力已从“单例定制”演进为“工业化量产”。上游供给端的产能瓶颈基本解除,竞争焦点从“能不能测”转向“测得起、用得起”。

需求端:成本阈值触发应用爆发

因美纳CEO曾预测,当基因测序成本降到100美元后,基因测序的普及度将大幅度提升。这一成本阈值正在触及——当单例测序成本跌破100美元,测序在基础科研、临床诊断、法医生物学、微生物学等领域的应用边界将被显著拓宽。

从产业链传导看,上游把成本推进到100美元量级后,中下游应用企业已开始快速增长,以美股精密科学(EXAS)为代表的中下游应用企业已表现出强劲增长势头。基因组数据的快速积累,正使人类基因组的解读超越生物学范畴,向更广泛的生命科学和医学场景延伸。

常见问题

人类基因组计划的总成本是多少?中国承担了多少?

人类基因组计划(HGP)于2001年完成首个人类基因组测序,总费用约30亿美元,其中我国科学家承担了1%的工作量。该计划与曼哈顿原子弹计划、阿波罗计划并称为“三大科学计划”。

“超摩尔定律”具体指什么?

高通量测序技术诞生后,基因测序通量及成本以“超摩尔定律”的速度发展,即测序成本下降速度远超集成电路领域的摩尔定律。从2001年到2022年,人类全基因组测序成本从数千万美元级别降至100美元,下降幅度达数十万倍。

单例成本低于100美元是如何实现的?

华大智造于2023年2月发布的超高通量测序仪DNBSEQ-T20×2,每年可完成高达5万例人全基因组测序,通过极致的通量规模摊薄单例成本,实现单例成本低于100美元。这一成本水平为行业大规模普及基因测序奠定了基础。