全世界都在问，到哪里去找持续高景气行业？
我们已看见生成式AI释放的巨大市场空间，同样的逻辑，随着技术进步，基因测序行业成本降速超越摩尔定律，驱动广泛的应用场景打开，千亿美元级市场正在被唤醒。
高景气使得各路资本、创业企业开始躁动，引爆一场测序技术代际之争，新入场者大力渲染第四代测序技术（纳米孔测序）比第二代测序技术(NGS，高通量测序)更先进的观点。这是一种商业策略，营造后来居上的假象，以此吸引资本与公众的关注度。
其实，测序只有技术路线和适用场景的差异，不存在一二三四代的代际划分，也没有严格的替代关系。纳米孔测序与高通量测序（NGS）各有优劣，是一种平行竞争的关系。
正是多种技术路线并行促进共同进化，使基因测序蛋糕做得更大。NGS当前占据接近80%市场份额，随着技术边界拓宽，仍将长期保持主流地位。纳米孔测序应用场景目前主要在科研方向，从实验室到产品化还有长路要走，中短期不具备与高通量、低成本、大规模应用的NGS的一战之力。
国产测序仪争奇斗艳
基因测序涉及国家安全，在原本最有可能卡脖子的领域，幸好国产崛起。
基因测序仪技术门槛高耸，一度呈寡头垄断格局，2019年，Illumina、Thermo Fisher在全球的市场份额合计达到87.7%。
这意味着一旦测序仪、配套试剂进口被管制或者产品提价，将对国内基因测序行业产生较大的冲击。
不过，这种局面不会出现了。2022年，华大智造在中国测序设备市场份额（按当年新增销售台数计算）达39%，超过Illumina。
2023年2月20日，国际顶刊《nature》杂志在一篇文章中介绍当下国际基因测序设备行业的分布情况，其中被提及的唯一一家中国基因测序设备企业华大智造，是目前市场上全球唯二产品能够覆盖高中低不同通量的公司之一，具备全球竞争力。
华大智造核心产品不仅能够比肩Illumina同级产品，并在部分关键指标上领先。2022年9月，Illumina发布突破性新产品NovaSeq X系列，而华大智造已分别在2018年和2020年发布针对高通量测序客户需求的仪器DNBSEQ-T7和DNBSEQ-T10ⅹ4。DNBSEQ-T10ⅹ4的日通量高达17-18Tb，远高于NovaSeq X系列产品。同时，DNBSEQ-T7平台针对数据交付实效性要求高的客户，在同样产出6T的通量水平下，比NovaSeq X系列产品速度更快。
今年2月，华大智造重磅发布超高通量测序仪DNBSEQ-T20ⅹ2，该产品同时刷新了业内通量和单例成本纪录。根据官网介绍，DNBSEQ-T20×2单次运行通量为常规超高通量测序仪的4.5倍到7倍，每年可完成高达 5 万人全基因组测序，且单个人全基因组测序成本降至低于 100 美元。
随着整个市场、技术和供应链的成熟，特别是国内核心部件，如精密位移台、光学部件和芯片技术的发展，国产纳米孔测序仪新晋厂商相继涌现。
国产测序仪开始争奇斗艳。一些带有商业目的的论调被放大并充斥市场，比如强行划分测序技术的一二三四代，比如强调四代完爆二代三代测序、三代完爆二代一代测序，让大家误以为代际之间是替代关系。
事实上，国产纳米孔测序仪虽可以实现超高读长，达到10kb 到数百kb（千碱基对），但由于成本与准确率上仍存在不足，目前还未实现大规模商业化应用普及，而且在专利上需要突破的阻碍还很多。即便是全球纳米孔测序仪龙头Oxford Nanopore（ONT），优势在于读长更长，但其单个碱基错误率在 1~10%左右，也高于高通量测序技术。
代际划分不科学
测序技术路线分为四种，而不是四代的迭代关系。第一种是Sanger法，具备较长读长和较高准确率，但通量低、成本高；第二种是NGS，也就是高通量测序，也称大规模并行测序，高通量、高准确性，成本快速下降；第三种是PacBio测序（单分子荧光测序），准确率高，超长读长，但测序价格高企，应用范围受限；第四种是纳米孔测序，2014年，ONT的首款商用设备MinION（便携式测序仪）诞生，凭借U盘式、超长读长、实时结果、按需测序的特点受到市场关注。
按出现的先后顺序强行以一二三四的代际进行划分，与四种技术路线并行存在、各有优劣的现实不符，有误导之嫌，特别是NGS与纳米孔测序属于竞争关系，而不是替代关系。
纳米孔测序与NGS最直观的差别，在于分别是长读长测序、短读长测序，可用打靶来解读。
长读长模式：在1000米的距离上按照直线布置10个靶子，用狙击枪一枪射穿10个靶子，但10个靶子不在一条直线上时，将出现精度错误。
短读长模式：在100米的距离上横向布置10个靶子，10个人用冲锋枪分别射击，也是合计射击1000米，也照样都中靶。
而且冲锋枪一个弹夹可能比狙击枪一发子弹还便宜。
长读长与短读长，究竟哪个厉害？还是要看应用场景。
以PacBio/ONT为代表的长读长测序，在成本和精度上，与NGS还存在着较大差距。ONT的Simplex测序精度仍然在Q20（错误率1%）挣扎，价格依然在400-600美元/genome以上，是NGS成本的数倍。
长读长测序应用场景局限于基础科学研究，NGS在临床上的应用已非常成熟，纳米孔测序即使在准确率提升之后进入这个市场，想要完全替代原来的应用成本太高，因此并不现实。
在人类健康领域，从无创产前筛查、单基因遗传病筛查、肿瘤早筛、用药检测、药物基因组学、mNGS，每一个领域NGS都是主流。这些应用场景比拼的是序列（reads）数，比拼特定靶点或靶序列的检测准确性，而不是能测多长。NGS可同时实现对数百万条reads的深度测序，有甚者比如华大智造的T系列，可实现数十亿条reads的深度测序。且NIPT、肿瘤液体活检应用目标片段不到200bp，超长读长根本用不上。
NGS可能永远不会被替代
一个有趣的趋势是，纳米孔测序与NGS都在向彼此的优势靠拢，共同促使测序技术趋于完美，测速成本降速超越摩尔定律，将带来下游生物医药、生物农业应用领域的爆发。据illumina在2023年JP Morgan医疗健康产业年会上发布的数据，预计2027年，全球测序应用总目标市场将达1200亿美金，其中临床市场比约80%。
自2010年PacBio第一款商业化机型PaciBioRS问世以来，以PacBio/ONT为代表的长读长测序与以illumina/ MGI华大智造为代表短读长测序（NGS）的商业战争，已持续13年。
但这不是一种你死我活的迭代之战，其实双方都在吸纳对方的长处，推动测序行业快速升级。
长读长测序还有较大优化空间，PacBio最新推出的Revio系统可将基于HiFi的人类全基因组测序推进至1000美元时代，不及上一代产品成本的1/3。纳米孔测序过去三年左右准确率已经做到95-97%，甚至单次测序准确率达到99.5%，但在客户端稳定实现还需要几年时间。
而NGS以更快的速度攻克纳米孔测序所谓的代际优势，这意味着其主流地位将更加稳固。
读长优化上，Illumina推出合成长读长技术Infinity，可将传统短读长测序产生的DNA片段组装为合成的长read（高达10kb读长）。华大智造推出无分隔长片段读取技术stLFR, 可获得横跨300kb基因组区域的信息，实现测序高精度与长读长优势相结合。
成本优化上，2022 年 9 月，Illumina Novaseq X 将运行成本降至一个基因组 200美元；2023年 2月，华大智造DNBSEQ-T20×2，进一步将单个人全基因测序成本降低至 100 美元，实现全球最佳规模成本。
速度优化上，华大智造DNBSEQ-G99是目前全球中小通量测序仪中速度最快的机型之一，在SE50的测序模式下仅需3小时即可完成测序工作。
便携优化上，华大智造推出DNBSEQ-E25，占桌面积仅0.1 平方米，保持高通量优势，运行速度快，大大降低测序门槛。DNBelab C4 便携式单细胞系统，无需电源，不需安装和维护，只需轻轻一拉便可实现单细胞液滴生成，堪称“可装进口袋的单细胞实验室”。
所以，NGS持续进化，在临床市场的基本盘更加稳固，难以被撼动。长读长测序从未占得上风，市场占有率不到10%，在临床商业转化上偏少。
ONT2022年营收约1.99亿英镑（含新冠检测营收5180万英镑），核心测序业务增长16%，与2021年接近翻倍的情形相比，直接降低一个数量级。
商业化多年的Pacbio仍未盈亏平衡，2022年营收约为1.28亿美元（不到illumina 1/30），同比下降1.69%，净亏损3.14亿美元。
华大智造2022年营收42.3亿元人民币，核心测序业务增长37.7%。
我们看见NGS与纳米孔测序交织发展，各有所长，甚至有互相融合的迹象，短读长测序的优势也吸引到长读长测序厂商PacBio参与。PacBio在2022年10月推出高精度短读长测序平台Onso，将NGS解决方案测序精度推高到恐怖的Q50（错误率0.001%），这在对测序质量有高要求的应用场景，比如肿瘤MRD（Minimal Residual Disease）检测中至关重要。
凭借国内制造业成本优势以及工程师红利，国产测序仪已在全球破局。华大智造技术逐步比肩Illumina，并与Illumina在美国、部分欧洲国家实现专利和解，海外成长之路已铺平。2022年，华大智造在美国、巴西、英国等地新设5家本地子公司，将加速收获全球市场份额。
想要在千亿美元市场分一块蛋糕，与其空喊口号强调三代四代，不如踏踏实实打磨技术，突破专利壁垒，拓展应用场景。
一个良性的行业生态，应该是不同技术路线的企业通过竞争，取长补短，共同搭建国产自主的基因测序核心技术体系，共同分享行业高景气度，催生更多具有世界级竞争力的国产测序仪企业。
本文转载自药智头条，仅供参考学习。
