纳米孔基因测序(即第三代测序技术中的 Nanopore 路线)虽在2022年获得齐碳生物7亿元C轮融资等资本关注,但行业仍面临碱基识别准确率有限、临床商业化周期长以及二代测序成本优势挤压等核心风险,距离大规模临床应用仍有不确定性。

纳米孔测序的核心优势在于长读长、可实时测序、设备便携以及可直接对RNA测序,但技术短板同样明显。业内通俗比喻是,三代测序“从头唱到尾”虽能解决二代短读长在重复序列上的失准问题,但“容易唱错”——目前准确率仍只能做到95%,这使其在过去十年中市占率不到10%,应用多局限于基础科研,临床转化寥寥。

技术风险:准确率与系统误差的持续挑战

纳米孔测序通过蛋白纳米孔置于人造膜上,施加电压差产生电流,不同碱基通过时引发不同电流变化,再以模式识别算法确定序列。这一机制决定了其准确率高度依赖算法与生化系统的协同优化。官方资料明确指出,三代测序“最大的问题就是会唱错”,准确率仍只能做到95%,这一水平与二代测序相比仍有差距。在临床诊断对精度要求极高的场景下,单次读取错误与系统偏差的纠错成本,是技术走向成熟必须跨越的门槛。

商业化风险:从实验室到临床的长周期

纳米孔测序在产业端的商业化落地仍处于早期阶段。尽管2022年齐碳生物完成7亿元C轮融资,成为当年国内生命科学领域一级市场最大单笔融资之一,但高研发投入与不确定回报周期的矛盾依然突出。从设备研发到临床注册审批、市场教育与渠道建设,每一步都需要持续资金与时间投入。相比之下,测序应用端已有老牌企业如贝瑞基因在2022年累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,显示临床应用正在破冰,但整体行业仍面临从实验室验证到规模化临床服务的漫长转化路径。

竞争风险:二代测序的成本与生态挤压

过去十年中,以illumina为代表的二代测序凭借出色性能和成本优势“迅速攻占科研和临床市场,最终占据最大市场份额”,三代测序在竞争中市占率一度不到10%。虽然2022年T2T联盟利用长读长技术完成首个完整人类基因组序列、Nature Methods将长读长测序评为“2022年度最佳技术”,行业地位显著提升,且illumina、华大智造等巨头也在布局长读长领域,但二代测序在成本与生态上的既有优势,仍对纳米孔测序的市场拓展构成持续压力。

常见问题

纳米孔测序与二代测序的根本区别是什么?

二代测序(短读长)需将DNA扩增后切成不超过200bp的片段读取再用算法还原,类似“把一首歌切成三字片段再复原”;纳米孔三代测序(长读长)无需扩增,可从头读到尾,类似“从头唱到尾”。三代测序能解决重复序列测不准的问题,但准确率目前仍只能做到95%。

纳米孔测序为何被称为“第四代”?

Oxford Nanopore Technologies发明的Nanopore技术有时被称为第四代基因测序。但业内普遍观点认为,这一“第四代”属于人造的商业代际概念,行业共识是单分子测序技术(含Nanopore路线)即第三代测序技术。

纳米孔测序在临床上的应用进展如何?

临床应用正在取得突破但整体仍处早期。2022年贝瑞基因累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,其三代地贫检测效能获检验医学期刊CLINICAL CHEMISTRY编辑部文章关注。但受准确率与商业化周期限制,纳米孔测序在临床的大规模普及仍需时间。