人类基因组计划曾留下大量未解区域,而基因测序行业正是在攻克这些“黑洞”的过程中,走过了从完成草图到高通量测序普及、再到三代测序兴起的关键拐点。行业最核心的转折,是测序成本曲线的下降幅度远超摩尔定律下计算成本下降的幅度——这一判断来自柏基投资(Baillie Gifford)的观点,它让基因测序从科研工具加速走向大规模商业化应用,也持续驱动着技术迭代去填补那些未解区域。

从“未解区域”到超摩尔定律的成本拐点

人类基因组计划的最初构想,是测定人类染色体单倍体所含的约30亿个碱基对序列,从染色体一端到另一端准确、完整地识别每一个碱基。然而,大量区域并未被识别和阐明,并非因其不重要,而是受限于当时的技术。这些“黑洞”般的未解区域,提示着能力边界,也持续吸引研究者前赴后继。

关键的行业拐点出现在测序成本上。柏基投资在2021年接受《巴伦周刊》采访时指出,基因测序成本曲线的下降幅度远远大于摩尔定律下计算能力成本的下降幅度。这一超摩尔定律的成本下降,让大规模商业化测序成为可能,也使得通过积累海量DNA数据、结合大数据分析与AI解读基因与外在表现的相关性逐步成为现实。

应用场景扩展与标志性事件的推动

测序成本的大幅降低,催生了三大应用场景:辅助生殖、癌症早筛和遗传病研究,也让消费级基因公司(如23andMe)成为可能。与此同时,标志性事件不断推动公众认知:2013年安吉丽娜·朱莉因携带缺陷基因切除双侧乳腺;2018年基因编辑技术被无视伦理应用于人类胚胎,引发持续争议;2022年“雷神”克里斯·海姆斯沃斯因基因问题患阿尔茨海默症风险较高而选择息影。这些事件让基因与健康的关系进入大众视野。

更前沿的应用是ESPS技术(基于多基因评分的胚胎选择),通过评分筛选胚胎以降低患病风险。尽管该技术的有效性、安全性与伦理性尚无定论,但世界上第一个经ESPS诞生的婴儿已经出现,第三代辅助生殖及伴生技术正深刻影响人类社会的繁衍发展。

数据主权与国产化趋势

在基础科研上全球科学家相互合作,但涉及基因数据,各国必然选择封闭。我国《人类遗传资源管理条例》与《生物安全法》明确将基因组等人类遗传资源列为国家安全重要组成部分。在国内测序仪市场,获批设备主要分为两类:华大智造等自研产品,以及与外资合作研发的贴牌设备。在当下的时间点上,国内基因测序行业的国产化率提升是大概率事件。

常见问题

人类基因组计划遗留的未解区域为什么重要?

这些区域并非不重要,而是因技术局限无法被洞察全貌。它们持续提示研究者的能力边界,同时驱动技术迭代——NGS和三代测序的飞速发展,正是为了逐步揭开这些“黑洞”的面纱。

测序成本下降为什么被称为“超摩尔定律”?

柏基投资的观点指出,基因测序成本曲线的下降幅度远超摩尔定律下计算成本的下降幅度。这种超常规的成本下降,使大规模商业化测序成为可能,并推动数据积累与AI解读的落地。

基因测序行业的下一个方向是什么?

行业正从单变量研究向系统层面研究转变,生命科学存在基于大数据和系统层面研究的倾向,生物技术有望获得更大的横向迁移与应用裂变能力。同时,基因数据作为国家安全组成部分,国产化率提升是大概率事件。