长读长测序市场长期由海外厂商主导,但国产替代的进程正在加速。齐碳生物作为国产纳米孔测序的代表企业,在核心蛋白孔、高密度芯片与碱基识别算法等关键环节的自主研发上已取得实质性进展,并在2022年完成7亿元C轮融资(当年国内生命科学领域一级市场最大单笔),显示出资本对国产替代逻辑的认可。 不过,要真正打破既有格局,国产厂商仍需跨越蛋白纳米孔工程化量产、芯片良率与算法精度等深层壁垒。

国产纳米孔测序的自主化进展

纳米孔测序的核心壁垒在于三个环节:蛋白纳米孔的改造与批量生产、高密度芯片设计、以及碱基识别算法。齐碳生物作为专注于纳米孔长读长测序的初创公司,其自主化路径正是围绕这三方面展开。

在技术原理上,Nanopore 技术通过改造蛋白通道形成蛋白纳米孔,将其置于人造膜上,通过施加电压差产生电流,不同碱基穿过时引起不同的电流变化,再由模式识别算法确定碱基序列。这一原理决定了蛋白孔的稳定性、芯片的密度与算法的准确度直接决定测序质量,也是国产厂商必须自主攻克的关键环节。

从产业格局看,海外厂商积累了较长的工程化经验。PacBio 在2010年推出首款商业化机型,而 ONT 从2005年由牛津大学衍生,直到2015年才正式商业化。这种近十年的工程化积累,是国产替代必须正视的时间差。

国产替代的差异化切入机会

尽管海外厂商起步更早,但纳米孔测序设备的独特属性为国产厂商提供了差异化的切入路径。纳米孔测序无需 PCR 扩增,可直接对 DNA 或 RNA 进行测序,且设备简单便携,可边测序边输出结果,实现对数据的实时分析。这些特性使纳米孔测序在临床快速检测、突发疫情应对、复杂环境现场测序等场景中具备独特优势。

对于国产厂商而言,这意味着可以在海外巨头尚未完全渗透的细分场景中建立根据地。齐碳生物所处的长读长测序赛道,近年来也获得了科学界与产业界的双重加持——长读长测序被国际顶级期刊评选为“2022年度最佳技术”,在完整人类基因组组装中发挥了不可替代的作用。

国产替代的卡点与展望

国产纳米孔测序替代的核心卡点,在于从实验室原型到稳定量产之间的工程化鸿沟。蛋白纳米孔的改造涉及蛋白质工程与批量生产工艺,高密度芯片设计需要半导体制造能力支撑,而碱基识别算法的精度直接决定测序数据的可用性。这三个环节的持续迭代,决定了国产设备的性能上限。

从资本市场的反馈看,齐碳生物在2022年资本寒冬中完成7亿元融资,成为当年国内生命科学领域一级市场最大单笔融资,表明市场对国产纳米孔测序的技术路线与商业化前景持积极态度。但国产替代的最终验证,仍需以产品的实际性能表现和临床应用的规模化落地为准。

常见问题

齐碳生物与ONT、PacBio的技术路线有何不同?

齐碳生物与 ONT 同属纳米孔测序技术路线,即通过蛋白纳米孔检测碱基穿过时的电流变化来识别序列;PacBio 则采用荧光标记的单分子实时测序路线。两者同属单分子测序(第三代测序)技术范畴,但信号检测机制不同。

国产纳米孔测序设备的商业化进展如何?

齐碳生物已获得资本市场的重点支持,完成了当年国内生命科学一级市场最大单笔融资。但设备的实际性能表现、临床应用拓展与规模化交付能力,仍需以产品后续的公开数据及第三方实测为准。

国产替代的瓶颈主要在哪些环节?

主要瓶颈集中在蛋白纳米孔的工程化改造与批量生产、高密度测序芯片的设计制造,以及碱基识别算法的精度提升。这三个环节的技术积累需要时间,也是国产厂商与国际巨头之间差距的主要来源。