针对合成长读长技术能否打开基因测序下游应用新需求的问题,答案是明确的:合成长读长技术(如Illumina的Infinity)有望在基因组组装、结构变异检测、RNA测序等领域创造新的应用需求,尤其是在传统短读长测序难以解决的重复序列区域和长片段结构变异检测方面,有望释放新的市场空间。

合成长读长技术是Illumina在长读长测序方向推出的产品,采用变通方式实现长读长测序。与天然长读长(如PacBio和ONT技术)不同,它不依赖单分子测序,而是通过合成方法获得更长的读长,从而弥补短读长在重复序列区域测序、大片段结构变异检测、全长转录本测序、宏基因组组装等场景中的不足。

合成长读长对下游应用的新需求

基因组组装与重复区域测序

短读长测序(如Illumina的NGS)将DNA切成不超过200BP的片段读取,再用算法还原,但基因组中常见的重复序列难以精准测出。合成长读长技术能从头读到尾,直接跨越重复区域,因此在完整基因组组装(如端粒到端粒联盟T2T的成果)中,可释放对高质量、无间隙参考基因组的需求。这与天然长读长(如ONT)类似,但合成长读长可能在准确率和成本上提供不同平衡点。

结构变异检测

结构变异(如大片段缺失、插入、倒位)是短读长测序的难点。合成长读长技术能直接读取长片段,在癌症基因组、罕见病诊断等领域,可能推动对更精准结构变异检测的需求。例如,贝瑞基因的三代测序服务已累计服务样本量突破10万人份,表明临床应用转化正在加速。

RNA测序与宏基因组

合成长读长技术可直接对RNA进行测序,避免逆转录引入的偏向性,这为RNA病毒研究、全长转录本分析提供了新需求。在宏基因组领域,长读长有助于组装来自复杂微生物群落的完整基因组,可能打开环境样本、肠道微生物等下游应用市场

对比天然长读长与需求释放节奏

维度合成长读长(如Illumina Infinity)天然长读长(如PacBio、ONT)
技术路线合成法,变通实现长读长单分子测序,不需PCR扩增
读长特点官方表述为长读长产品,具体参数未公布最长读长可达2.4M,无理论限制
应用潜力重复区域、结构变异、RNA测序完整基因组组装(如T2T)、实时测序
准确率需以官方后续公布为准目前准确率约95%

需求释放的节奏可能分阶段:初期在科研领域(如完整基因组组装、结构变异发现)率先突破,随后在临床转化(如罕见病诊断、肿瘤检测)中逐步落地。2022年Nature Methods将长读长测序评选为年度最佳技术,表明科学界已认可其价值,产业端(如Illumina、华大智造、Element Biosciences等)的布局也印证了这一趋势。

常见问题

合成长读长与天然长读长相比,优势在哪里?

合成长读长属于合成法路线,可能在准确率和与现有NGS平台兼容性上具备优势,而天然长读长(如ONT)具有无理论读长上限、可实时测序、设备便携等特点。具体比较需以第三方实测为准。

合成长读长技术目前有哪些应用案例?

截至2022年初,Illumina宣布将推出长读长产品Infinity,但具体参数和商业应用尚未大规模公开。不过,长读长技术整体已在T2T完整人类基因组、贝瑞基因的三代测序临床服务(样本量突破10万人份)等场景中展现价值。

短读长测序会被合成长读长完全取代吗?

不会。短读长(如Illumina的NGS)在成本、通量和准确率上仍有优势,适合大规模筛查和已知变异检测。合成长读长将作为互补技术,填补短读长在重复序列、结构变异等领域的空白,两者共存并共同推动下游应用新需求的释放。

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