PacBio的单分子实时测序技术(SMRT)作为第三代基因测序的代表,在技术商业化与成本方面主要面临三大风险:高单碱基测序成本、通量受限导致的商业化进度缓慢,以及来自短读长测序(如Illumina)和便携式测序(如Oxford Nanopore)的竞争压力。这些因素使得PacBio自2000年成立以来,在市场中长期处于份额较低(市占率不到10%)的地位,应用多局限于基础科研,临床商业转化进展有限。
成本与通量挑战
PacBio技术的核心单元是零模波导(ZMW),其芯片的良率与产量直接限制了测序通量的提升。虽然PacBio在2022年推出了公司史上最高通量的Revio长读长测序系统,但整体上,其测序成本仍显著高于以Illumina为代表的二代测序。在准确率方面,目前PacBio的准确率仅能做到95%,这一误差率(容易“唱错”碱基)也增加了后续数据校正的成本。
商业化进程与竞争格局
PacBio的首款商业化机型PacBio RS于2010年才推向市场,而此时Illumina已凭借其出色的测序系统性能占据了最大市场份额。在长读长测序领域,PacBio还面临来自Oxford Nanopore Technologies(ONT)的追赶——ONT的纳米孔测序设备(如MinION)体积小巧、可实时测序,在便携性上具有独特优势。此外,2022年Illumina宣布推出自己的长读长产品Infinity,而华大智造、Element Biosciences等公司也计划或已开始布局长读长领域,进一步加剧了竞争。
常见问题
PacBio技术与二代测序(NGS)的主要区别是什么?
二代测序(短读长)需要将DNA扩增后切成不超过200bp的片段读取,再用算法还原;而PacBio的三代测序(长读长)无需扩增,可从头到尾直接读取单条DNA分子,能精准检测重复序列,但准确率目前仅95%,成本也更高。
为什么PacBio在临床商业化上进展缓慢?
主要受限于高成本、低通量和准确率问题。在过去十年中,三代测序被二代测序“打的满地找牙”,市占率不到10%,应用多局限于基础科研。不过,随着2022年首个完整人类基因组序列的完成和2023年长读长测序被评选为年度最佳技术,其临床转化正在迎来新突破。
Oxford Nanopore技术与PacBio有何不同?
两者都属于单分子测序技术,但原理不同:PacBio基于荧光信号检测,而Nanopore基于电流阻断信号识别碱基。Nanopore设备更便携(如MinION),可在极地、太空等复杂环境实时测序,而PacBio在长读长和通量方面持续迭代。两者均面临来自短读长测序的商业化竞争。