PacBio单分子实时测序(第三代测序技术)的产业链可概括为:上游核心耗材与试剂、中游测序仪制造、下游科研与临床服务。理解这条产业链的关键在于抓住“长读长”这一技术分水岭——三代测序无需PCR扩增、可从头到尾读取单条DNA分子,在基因组重复序列和结构变异检测上具备独特价值,这也决定了其上下游的附加值分布与二代测序(短读长)存在显著差异。
上游:核心耗材与试剂
PacBio单分子实时测序的技术原理是:将荧光标记的不同碱基与待测序列、DNA聚合酶一起放入纳米孔底部,每个纳米孔只允许一条DNA模板进入,通过荧光信号时间的不同识别碱基序列。这一原理决定了上游的关键耗材包括荧光标记的dNTP、DNA聚合酶以及纳米孔芯片(ZMW零模波导)。其中,零模波导(ZMW)是PacBio单分子实时测序的核心单元,其最初模型在2003年发表于Science杂志封面。这一环节的技术壁垒高,是产业链中议价能力较强的部分。
中游:测序仪制造与迭代
中游是测序仪整机的研发制造。PacBio前身Nanofluidics于2000年在美国加州成立,2010年推出首款商业化机型PacBio RS,此后持续迭代。2022年10月,PacBio宣布推出公司史上最高通量的Revio长读长测序系统。需要说明的是,三代测序与二代测序之间并非传统意义上的“代际替代”关系——三代测序的起步甚至更早,但商业化进程滞后,在二代测序已占据最大市场份额的背景下,三代测序在临床转化上仍在逐步突破。
下游:科研与临床服务
下游应用可分为科研服务和临床诊断服务两大类。在科研端,2022年4月端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长技术完成了首个真正完整的人类基因组序列,补齐了此前无法测出的最后8%;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”。在临床端,以贝瑞基因为代表的应用服务商持续发力,截至2022年底,其累计服务三代测序检测样本量已突破10万人份,服务终端客户超过1500家,三代测序在复杂单基因病分子诊断中的价值也受到检验医学国际期刊的关注。
常见问题
三代测序和二代测序的核心区别是什么?
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;三代测序(长读长)无需扩增,可从头读到尾。一个通俗的比喻是:二代测序像把一首歌切成三个字的片段再复原,三代测序则是从头唱到尾。三代测序的优势在于能精准读出基因组中的重复序列,但准确率曾经是短板。
三代测序目前应用到了什么程度?
在产业端,三代测序的临床应用转化正在迎来新突破。除PacBio和Oxford Nanopore(ONT)外,华大智造、Element Biosciences、Ultima Genomics等企业也计划或已开始布局长读长测序领域。2022年,专注纳米孔长读长测序的初创公司齐碳生物完成了当年国内生命科学领域一级市场最大的一笔融资,金额达7亿元。
普通投资者如何评估产业链各环节的价值?
建议关注三个维度:上游看核心耗材的技术壁垒与国产替代进度;中游看测序仪的迭代速度与通量提升;下游看临床应用的渗透率与样本量增长。需要提示的是,不同技术路线(PacBio的荧光信号识别与ONT的电流阻断识别)各有特点,产业链格局仍处于动态变化中,具体投资判断需结合后续公开数据与第三方实测验证。