人类基因组计划（HGP）依赖改进的Sanger法完成，测序精确度达到99.99%，标志着第一代测序技术的巅峰。此后，基因测序技术沿着“超摩尔定律”演进，从二代高通量测序（NGS）到三代单分子测序，其核心竞争壁垒围绕通量、读长、准确率与成本展开。
技术路线演进
第一代：Sanger法（链终止法）
- 特点：测序读长可达1000bp，准确性高达99.999%。
- 优势：准确率极高，适用于单基因病诊断和产前诊断。
- 局限：通量小、成本高（人类基因组计划总费用约30亿美元），无法大规模应用。
第二代：高通量测序（NGS）
- 核心突破：采用大规模并行测序（MPS），一次可对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定，通量呈“超摩尔定律”式增长。
- 成本下降：人类全基因组测序成本从2001年的近1亿美元降至2015年的约1000美元，2022年进一步降至约100美元（由华大智造、Ultima Genomics等推动）。
- 代表厂商：因美纳（Illumina）曾以NOVA系列将成本压至1000美元，但后来者华大智造、Ultima Genomics将单例成本推至低于100美元。
第三代：单分子测序
- 方向：直接读取单个DNA分子序列，无需PCR扩增，旨在解决读长与通量平衡问题。
- 现状：处于技术迭代中，尚未在成本与准确率上完全超越NGS，但读长优势在复杂基因组组装中具有潜力。
核心竞争壁垒
| 维度 | 关键指标 | 当前标杆（资料内数据） |
|---|---|---|
| 通量 | 单次运行可测核酸分子数 | 高通量测序可一次测数亿条分子 |
| 读长 | 单次读取连续碱基数 | Sanger法：1000bp；NGS：通常100-300bp |
| 准确率 | 单碱基错误率 | Sanger法：99.999%；NGS：约99.9% |
| 成本 | 全基因组测序单例花费 | 2022年降至约100美元（华大智造T20×2） |
关键结论：Sanger法确立了准确率标杆，但NGS通过“超摩尔定律”将成本从数亿美元降至百美元级，成为当前主流。未来竞争将围绕单例成本、读长与准确率的平衡展开，华大智造等企业已通过超高通量测序仪将成本压至100美元以下。
常见问题
第一代测序现在还有用吗？
有。Sanger法准确率高达99.999%，在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍广泛应用，尤其适合小片段、高精度需求场景。
为什么NGS能大幅降低成本？
并行测序是关键。NGS可同时读取数百万到数十亿条DNA碎片，通过“鸟枪法”拼图还原全基因组，成本下降速度远超摩尔定律。
三代测序何时能取代NGS？
尚未明确。三代测序在读长上有优势，但当前成本与准确率仍不及成熟的NGS。需结合具体应用场景（如组装复杂重复区域）评估，大规模替代还需技术突破。