高通量测序技术(又称下一代测序,NGS,或大规模并行测序,MPS)是对传统Sanger测序的革命性改变,可一次对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定。其产业链分工清晰:上游为样本处理与建库试剂、测序仪核心部件,中游为测序仪与测序服务,下游为生信分析与临床、科研解读。理解这一格局,是判断行业技术门槛与国产化进程的基础。

上游:样本处理与核心部件

上游承担的是“把样本变成可测序文库”的工作,包括样本提取、建库试剂,以及测序仪的核心零部件。这一环节的技术难点在于样本处理的稳定性与核心部件的自主可控。以华大智造为例,其于2023年2月7日发布的超高通量测序仪DNBSEQ-T20×2,官方介绍为每年可完成高达5万例人全基因组测序,单例成本低于100美元,被官方表述为创造了全球基因测序仪通量的新纪录。这一表述属于官方命名与介绍口径。

中游:测序仪与测序服务

中游是仪器与服务的提供方。测序仪的性能直接决定通量与成本曲线: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”(MtM)的速度发展。根据美国国家卫生院数据,人类全基因组测序成本从2001年的9526.3万美元,降至2009年的10万美元左右,2015年降至1000美元左右,2022年降至100美元。成本下探推动测序服务从科研走向更广泛的应用场景。

下游:生信分析与解读

下游负责把海量序列数据还原为可理解的生物学信息,即生信分析与临床、科研解读。人类基因组约有30亿对核苷酸,其中仅有约2%能够编码RNA或蛋白质,编码基因约20000~25000个,不同基因长度差异极大。从原始序列到变异注释、再到临床或科研结论,这一环节高度依赖算法与数据库积累,也是产业链中附加值较高的部分。

常见问题

高通量测序和第一代测序的核心区别是什么?

第一代测序读长可达1000bp,准确性高达99.999%,但通量低、成本高,难以支撑大规模应用。高通量测序则可一次对几百万到几十亿条核酸分子并行测定,通量与成本曲线遵循“超摩尔定律”,更适合基因组层面的分析。

产业链各环节的技术门槛体现在哪里?

上游门槛在于样本处理与核心部件;中游门槛在于测序仪的通量与成本控制能力;下游门槛在于生信算法与解读能力。三者共同决定了一项测序应用能否规模化落地。

测序成本下降对整个产业链意味着什么?

根据美国国家卫生院数据,人类全基因组测序成本已从2001年的9526.3万美元降至2022年的100美元。成本下降使下游应用具备更大想象空间,但具体商业化节奏仍需结合各环节实际进展观察。