双脱氧链终止法(Sanger测序法)作为第一代基因测序技术,催生了从上游测序设备与试剂耗材、中游测序服务到下游医疗与科研应用的完整产业链;如今产业链重心已明显向下游应用迁移,而Sanger法凭借接近100%的准确率,在单基因病诊断等细分领域仍保留着不可替代的位置。

产业链的起点:第一代测序技术

1975年由桑格(Sanger)和考尔森(Coulson)开创的链终止法,以及1976-1977年由马克西姆(Maxim)和吉尔伯特(Gilbert)发明的化学法(链降解),共同构成了第一代DNA测序技术。1977年,桑格测定了第一个基因组序列——噬菌体phiX-174,全长5375个碱基,人类从此获得了窥探生命本质的能力。

第一代测序技术的特点十分鲜明:测序读长可达1000bp,准确性高达99.999%,基本适用于所有突变类型,在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍被广泛使用。但其缺点同样突出——离不开PCR扩增,只能分析单个DNA片段,通量小、自动化程度低、成本高,无法进行基因组层面的分析,也不适用于大规模测序。

从30亿美元到100美元:成本断崖与产业重构

以改进的Sanger法为基础,2001年完成的首个人类基因组计划(HGP)总费用高达30亿美元。高通量测序技术(NGS)诞生后,基因测序通量及成本以“超摩尔定律”的速度发展,产业链格局随之剧变。

据美国国家卫生院数据,人类全基因组测序成本经历了断崖式下跌:2001年高达数千万美元级别,到2015年已降至1000美元左右,2022年进一步降低至100美元。上游设备与试剂成本的急剧下降,使得产业链的价值重心从“测序本身”向“数据解读与应用”转移。以美股精密科学(EXAS)为代表的中下游应用企业正是在这一背景下开始快速增长。

产业链现状:Sanger法的位置与NGS的主导

如今基因测序产业链的格局已十分清晰:

产业链环节核心内容当前格局
上游测序仪、试剂耗材高通量测序仪主导,成本持续下探
中游测序服务规模化、标准化趋势明显
下游医疗诊断、科研、农业等应用应用场景快速拓展,价值重心所在

Sanger法虽在通量和成本上已被高通量测序全面超越,但其**准确率几乎100%**的特性,使其在单基因病的基因诊断和产前诊断等对准确性要求极高的细分领域仍占有一席之地。高通量测序则凭借一次对几百万到几十亿条核酸分子进行序列测定的能力,成为基因组学研究与大规模临床应用的主流技术。

常见问题

Sanger法今天还有用吗?

有用。虽然Sanger法通量低、成本高,不适合大规模测序,但其准确率几乎100%,在单基因病的基因诊断和产前诊断中仍是可靠的选择,属于细分领域的“金标准”级工具。

基因测序成本下降有多快?

从人类基因组计划的30亿美元总费用,到2022年单例成本低于100美元,基因测序成本以“超摩尔定律”的速度下降。这种降幅使得基因测序从科研工具逐渐变为可及性越来越高的医学检测手段。

产业链的价值中心在哪里?

产业链价值重心已从中上游的设备与测序服务,向下游的数据解读与临床应用迁移。随着测序成本降至100美元级别,中下游应用企业开始快速增长,基因测序的普及度有望大幅提升,应用场景也将超越传统生物学范畴。