从人类基因组计划启动到T2T计划完成,基因测序行业经历了从一代Sanger法到三代长读长测序的代际跃迁,T2T计划的完成是扭转行业叙事的关键拐点。第一代Sanger法准确但昂贵,第二代NGS(下一代测序)便宜好用但读长短、文库构建复杂,而第三代单分子测序无需PCR扩增,最长读长可达2.4M,可直接对RNA测序,并在2022年4月补齐了人类基因组序列最后的8%,随后在2023年初被Nature Methods评选为“2022年度最佳技术”。
三代测序的技术代际定位
基因测序行业常说的“第四代测序”其实属于人造的商业代际。行业普遍共识是,单分子测序技术就是第三代测序技术,包含PacBio和Nanopore(ONT)两条技术路线。PacBio利用荧光标记碱基通过零模波导识别序列,ONT则通过蛋白纳米孔检测电流变化来识别碱基。三代测序的核心优势在于长读长、可实时测序、设备便携以及可直接对RNA测序,解决了二代测序在重复序列区域无法精准测出的问题。
从被压制到行业拐点
尽管三代测序技术起步并不晚——PacBio前身2000年成立、ONT 2005年从牛津大学衍生——但过去十年其市占率不足10%,应用多局限于基础科研。转折发生在2022年4月,Science杂志连发6篇文章,报道端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长测序完成了首个真正完整的人类基因组序列,补齐了最后8%的缺口。2023年初Nature Methods将长读长测序评为“2022年度最佳技术”,标志着三代测序从边缘走向行业共识。
产业端的共振与布局
T2T里程碑之后,产业端同步加速。测序巨头illumina在收购PacBio失败后,于2022年初宣布推出自己的长读长产品Infinity;华大智造、Element Biosciences等厂商也布局长读长领域。应用端,贝瑞基因截至2022年底累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,其三代地贫检测效能获得检验医学期刊CLINICAL CHEMISTRY编辑部文章的正面评价。
常见问题
为什么说T2T是基因测序行业的拐点?
T2T计划利用三代长读长测序补齐了人类基因组最后的8%,完成了此前二代测序无法实现的任务。这一里程碑改变了行业对三代测序价值的认知,随后长读长测序被顶级期刊评为年度最佳技术。
三代测序和二代测序的核心区别是什么?
二代测序是短读长,需将DNA扩增后切成不超过200BP的片段再算法还原;三代测序是长读长,无需扩增、从头读到尾。三代能精准测出基因组中的重复序列,但准确率仍有提升空间。
三代测序在临床转化方面进展如何?
临床转化正在加速,贝瑞基因截至2022年底累计服务三代测序检测样本量突破10万人份,其三代地贫检测效能受到国际检验医学期刊关注。此外,齐碳生物在2022年完成了7亿元融资,为国内生命科学领域当年一级市场最大单笔融资。