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的一笔融资,这标志着资本对国产纳米孔测序技术的高度认可。目前,基因测序的国产替代与自主可控进程在二代测序领域已取得显著成果,以华大智造DNBSEQ平台为代表;而在三代测序(长读长测序)领域,以齐碳生物为代表的国产厂商正处于加速追赶阶段,核心零部件如生物芯片、测序酶、信号处理算法的国产化率持续提升,但整体仍处于早期商业化阶段,自主可控的关键在于突破国外专利封锁并实现全链条自主研制。
齐碳生物与纳米孔测序的国产化突破
齐碳生物专注于纳米孔长读长测序技术,属于第三代测序(单分子测序)技术路线。其核心技术原理是:将蛋白纳米孔置于人造膜上,对膜两侧施加电压差产生电流,当motor蛋白牵引DNA或RNA单链通过纳米孔时,不同碱基会导致不同的电流变化,通过记录电流变化并用模式识别算法确定碱基序列。这一技术路线的自主可控关键在于生物芯片、测序酶及信号处理算法等核心组件的国产化率,齐碳生物作为国内自主研制代表,其融资加速了这些关键部件的研发与量产。
二代与三代测序的国产化格局对比
二代测序(短读长)领域,华大智造凭借DNBSEQ平台已实现较高程度的国产替代,占据国内主要市场份额。而三代测序(长读长)领域,国产替代进程相对滞后,齐碳生物等企业正处于从实验室走向商业化的关键阶段。三代测序的技术特点包括长读长(理论上对测序长度没有限制,目前最长读长可达2.4M)、可实时测序、设备简单便携以及可直接对RNA测序,这些优势在复杂基因组组装、结构变异检测及RNA病毒研究中具有不可替代的作用。但当前三代测序的准确率仍存在挑战(官方资料提及“目前准确率仍然只能做到95%”),这是国产厂商需要持续攻克的技术难点。
自主可控的核心挑战与进展
自主可控的关键在于避免被国外专利封锁,并实现从核心部件到整机系统的全链条自主研制。齐碳生物7亿元融资主要用于技术迭代与规模化生产,而贝瑞基因等应用端企业也在加速三代测序的临床转化——截至2022年底,贝瑞基因累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,服务终端客户超过1500家。科学界对长读长测序的认可也在提升:2023年初,Nature Methods将长读长测序评选为“2022年度最佳技术”,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。这些进展表明,国产纳米孔测序正从“跟跑”向“并跑”阶段迈进,但距离全面自主可控仍需时间。
常见问题
齐碳生物是哪一代测序技术?
齐碳生物属于第三代测序技术(单分子测序),具体技术路线为纳米孔测序(Nanopore技术)。行业的普遍共识是,单分子测序技术就是第三代测序技术,所谓“第四代”属于人造的商业代际概念。
三代测序相比二代测序的核心优势是什么?
三代测序(长读长)的核心优势是无需PCR扩增、直接从头读到尾,能精准测出基因组中的重复序列,解决二代测序(短读长)在重复区域难以精准测序的问题。此外,它还可直接对RNA测序,避免逆转录引入的偏差。
国产纳米孔测序的自主可控水平如何?
以齐碳生物为代表,国产纳米孔测序在生物芯片、测序酶、信号处理算法等核心组件上已实现自主研制,但整体仍处于商业化早期阶段。自主可控的关键在于突破国外专利封锁并实现规模化量产,目前正通过融资加速这一进程。