三代基因测序(长读长测序)的准确率虽仅约95%,但凭借其不可替代的长读长优势(如直接检测重复序列、无需PCR扩增),被国际顶级期刊 Nature Methods 评选为“2022年度最佳技术”。当前行业竞争格局正从二代测序(短读长)主导转向三代测序加速渗透,主要参与者包括 PacBio、Oxford Nanopore(ONT)以及华大智造、齐碳生物等,技术路线分化明显,商业化进展各有侧重。
技术路线与核心参与者
三代测序(单分子测序)主要分为两条技术路径:
- PacBio 技术:利用荧光标记碱基与零模波导(ZMW)检测荧光信号,实现单分子实时测序。
- Nanopore 技术(ONT):通过蛋白纳米孔检测电流变化识别碱基序列,设备便携(如MinION),可直接对RNA测序。
行业普遍共识,单分子测序即第三代测序,ONT的Nanopore技术虽常被商业包装为“第四代”,但本质仍属三代范畴。此外,illumina在2022年初宣布推出合成长读长产品Infinity,华大智造、Element Biosciences等也布局长读长领域。
竞争格局演变趋势
过去十年,三代测序市占率不足10%,应用多限于基础科研。但2022年起关键突破加速格局变化:
- 科学里程碑:2022年4月,端粒到端粒联盟(T2T)利用长读长技术完成首个真正完整的人类基因组序列,补齐了二代测序无法覆盖的8%区域。
- 产业端动态:PacBio于2022年10月推出高吞吐量Revio系统;ONT持续迭代便携设备;国内齐碳生物(纳米孔测序)在2022年完成7亿元C轮融资,贝瑞基因累计服务三代测序检测样本量突破10万人份。
常见问题
三代测序准确率仅95%,为何仍被选为“年度最佳技术”?
因为其长读长能力能解决二代测序(短读长)在重复序列、结构变异检测上的根本缺陷,且无需PCR扩增,可直接对RNA测序,在完整基因组组装、复杂疾病诊断中不可替代。
三代测序与二代测序的主要区别是什么?
二代测序(短读长)需将DNA扩增后切成不超过200BP的片段读取再算法还原;三代测序(长读长)无需扩增,从头读到尾,但当前单碱基准确率约95%,低于二代的99%以上。
当前三代测序领域有哪些代表性公司?
PacBio(荧光信号路线)、Oxford Nanopore(电流变化路线)、华大智造、齐碳生物(国内纳米孔路线),以及illumina(合成长读长产品Infinity)。贝瑞基因在临床应用端已积累超10万人份样本检测经验。