罗氏454因测序通量和成本始终无法满足下游应用对高通量、低成本的需求,于2016年底终止了NGS测序业务,其退出折射出基因测序设备需求结构正从“能用”向“够快够省”重塑。在科研级、临床级与消费级应用分层扩展的驱动下,设备需求高度集中于高通量路线,以Illumina、华大智造为代表的宽通量产品矩阵成为市场主流选择。

下游应用分层如何重塑需求结构

基因测序下游应用已从单一的基础生物学研究,扩展为医疗领域的科研级、临床级与消费级三大类,客户覆盖医院、测序服务机构、科研高校、制药企业及司法鉴定机构等。不同场景对测序通量、成本与速度的要求差异巨大:科研级应用(如基础生物学研究)追求数据产出规模与准确性;临床级应用(如医学诊断、无创产前检测)对单次检测成本高度敏感,需要大规模并行处理样本;消费级应用(如个人基因组分析)则直接面向终端用户,成本控制决定市场可及性。

这种分层结构使设备竞争焦点从“读得准”转向“读得多、读得省”。罗氏454的焦磷酸测序在通量与成本上存在天花板,难以覆盖成本和通量敏感的临床大规模应用,被边缘化直至退出;而NGS主流厂商通过覆盖宽泛通量区间的产品矩阵满足分层需求。例如,华大智造不同测序仪器机型的单机单次运行测序通量范围为0.25-72000Gb,Illumina则为1.2-6000Gb,Thermo Fisher为30Mb-50Gb,形成从低通量灵活机型到超高通量量产机型的完整梯度。

高通量路线的技术支撑与产业格局

高通量测序(NGS)凭借高通量、高准确性、高灵敏度、自动化程度高及成本低等优势,成为大规模商业化应用普及的主要推动力,并将在未来一段时间内仍是主流技术。其技术实现依赖测序芯片、图像处理系统与算法的集成制造,核心壁垒在于对测序原理的理解及围绕技术构建的专利网络。例如,Illumina在全球布局专利超12000项,并通过专利诉讼限制后进入者发展。

从产业链价值分布看,上游设备与试剂供应端毛利率和净利率最高。以Illumina为例,其2021财年(截至2022年1月2日)销售毛利率和销售净利率分别为69.69%、16.84%。设备市场集中度较高,2019年Illumina、Thermo Fisher、华大智造的全球市占率分别为74.1%、13.6%、3.5%;同期中国市场(以销售额计)Illumina占61%,华大智造占24%。

常见问题

罗氏454退出是否意味着焦磷酸测序技术路线彻底消失?

罗氏于2016年底终止了其454公司的NGS测序业务,官方口径是焦磷酸测序的测序通量和成本始终限制技术推广。但这并不意味着该技术原理没有在其他领域延续应用,只是在主流高通量基因测序设备竞争中,该路线未能跟上成本与通量快速下降的行业节奏。

华大智造与Illumina的通量覆盖范围有何差异?

据华大智造招股说明书披露,华大智造不同测序仪器机型的单机单次运行测序通量范围为0.25-72000Gb,Illumina为1.2-6000Gb。华大智造覆盖区间更宽,尤其在超高通量端(72000Gb)具备产品布局;两者均通过多机型矩阵覆盖科研到临床的分层需求。

未来设备需求结构会否向单一超高通量机型集中?

下游应用分层决定了设备需求不会完全收敛于单一机型。科研级大型项目与大规模人群筛查需要超高通量设备摊薄单Gb成本,而临床中小型医院、消费级服务商则需要灵活的中低通量机型以匹配样本量与开机率。需求结构的重塑方向是“宽覆盖+按场景匹配”,而非单极集中。