过去十年,以 illumina 为代表的二代测序(短读长)凭借成本与通量优势占据主导,三代单分子测序(长读长)市占率一度不足 10%,应用多局限于基础科研。但随着首个完整人类基因组序列(T2T)的完成、Nature Methods 年度技术背书,以及产业资本逆势加码,长读长测序的供需两端正出现积极变化,行业拐点信号已现。对 PacBio 而言,其单分子实时测序技术正是这一轮长读长需求释放的核心受益者之一。

技术代际:从“碾压”到“互补”

二代与三代之间并不存在其他领域通常理解的代际差异,核心区别在于读长策略:二代测序将 DNA 扩增后切成不超过 200BP 的片段读取,再用算法还原;三代测序则无需扩增,从头读到尾。用歌曲比喻,二代是把一首歌切成三字片段再复原,三代则是从头唱到尾——后者能精准处理基因组中常见的重复序列,但早期准确率存在短板。过去十年,三代测序因此被二代“碾压”,应用层面在临床商业转化上寥寥。

拐点信号:科学界与产业端共振

供需周期正在发生结构性变化。2022年4月,端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长技术完成首个真正完整的人类基因组序列,补齐了人类基因组计划发起30年后最后的8%,三代测序在其中起到不可替代的作用。2023年初,国际顶级期刊 Nature Methods 将长读长测序评选为“2022年度最佳技术”,众多科学家相信“Long-read sequencing is the future”。

产业端同样活跃:测序巨头 illumina 在收购 PacBio 失败后,于2022年初宣布推出自己的长读长产品;华大智造、Element Biosciences 等也计划或已开始布局。2022年资本寒冬下,专注纳米孔长读长测序的齐碳生物完成7亿元C轮融资,为当年国内生命科学领域一级市场最大单笔融资之一。应用端,贝瑞基因持续发力三代测序临床转化,截至2022年底累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,服务终端客户超1500家,其三代地贫检测效能获检验医学国际期刊 CLINICAL CHEMISTRY 编辑部文章关注。

常见问题

PacBio 和 Nanopore 是同一种技术吗?

两者同属单分子测序(第三代测序)技术,但路线不同。PacBio 技术利用荧光标记碱基与 DNA 聚合酶在纳米孔底部反应,通过荧光信号时间差异识别碱基序列;Nanopore 技术则通过蛋白纳米孔电流变化识别碱基。行业普遍共识是,单分子测序技术就是第三代测序技术。

长读长测序的准确率问题解决了吗?

三代测序的优势在读长与重复序列解析,但早期准确率是短板。目前官方资料显示其准确率仍有提升空间,具体数值建议以 PacBio 及 ONT 官方后续公布和第三方实测为准。这也是其从科研走向临床仍需跨越的关键门槛。

三代测序会取代二代测序吗?

短期内更可能是互补而非取代。二代在成本与通量上仍有显著优势,三代则在结构变异、重复序列、直接 RNA 测序等场景不可替代。随着 T2T 基因组完成与年度技术背书,长读长测序正从“补充工具”转向“刚需平台”,供需两端的拐点逻辑正在强化。