近日，成都齊碳科技有限公司（下稱“齊碳科技”）發(fā)布了國內(nèi)首臺即將量產(chǎn)的納米孔基因測序儀QNome-3841，以及配套芯片和試劑。齊碳科技是第四代基因測序技術(shù)的國內(nèi)唯一一家，也是全球第二家進入到商業(yè)應用階段的企業(yè)。?

新冠疫情刺激下，中國的基因測序行業(yè)迎來爆發(fā)式增長。作為產(chǎn)業(yè)鏈上游，基因測序儀及配套試劑更是炙手可熱。

第二代方興未艾，第四代來勢洶洶

回顧基因測序的發(fā)展史，技術(shù)的迭代推動著測序市場的變化，前沿技術(shù)不斷成為新的剛需。

第一代基因測序儀

1977年，Sanger發(fā)明DNA雙脫氧核苷酸末端終止測序法，A.M.Maxam和W. Gilbert發(fā)明DNA化學降解測序法，2項技術(shù)的出現(xiàn)，標志第1代測序技術(shù)誕生。1986年，第一臺商業(yè)化基因測序儀——ABI prism 310型基因分析儀誕生，每日產(chǎn)量為1,000個堿基。

第二代基因測序儀

2005年，美國基因測序企業(yè)454 Life Science推出超高通量基因組測序系統(tǒng)，創(chuàng)造“邊合成邊測序”方法，每日產(chǎn)量超過20,000,000個堿基，是第一代的兩萬倍，第二代基因檢測技術(shù)階段由此開啟。

第二代基因測序儀的優(yōu)點是成本較第一代大大下降，通量大幅提升。缺點是所引入PCR過程會在一定程度上增加測序的錯誤率，并且具有系統(tǒng)偏向性，同時讀長也比較短。

第三代基因測序儀

2008年，首臺單分子測序儀問世，可將單分子為目標物邊合成邊測序，并且不需經(jīng)PCR擴增，實現(xiàn)對單條DNA檢測，標志基因檢測進入第三代技術(shù)階段。

第三代測序技術(shù)是為了解決第二代所存在的缺點而開發(fā)的，它的根本特點是單分子測序，不需要任何PCR的過程，這是為了能有效避免因PCR偏向性而導致的系統(tǒng)錯誤，同時提高讀長，并要保持二代技術(shù)的高通量，低成本的優(yōu)點。

第四代基因測序儀

2009年，納米級別的單分子測序平臺問世，基因檢測技術(shù)進入納米量級。2012年，基因測序企業(yè)Oxford Nanopore推出首款納米孔基因測序儀，第四代基因檢測技術(shù)商業(yè)化。

第四代測序技術(shù)真正實現(xiàn)單分子檢測和電子傳導檢測相結(jié)合的測序方法，完全擺脫了洗脫過程、PCR擴增過程。檢測速度迅猛、小巧便攜、成本更低，正受到越來越多的青睞。

目前第二代測序儀占據(jù)主流地位，第四代測序儀逐漸升溫，巨頭已經(jīng)開始搶籌。全球市場上研發(fā)四代測序的主要是Oxford Nanopore公司，旗下產(chǎn)品包括 Flongle、MinION、GridIONMk1、PrometnION以及在研產(chǎn)品 SmidgION 和 Plongle。羅氏通過收購測序公司Genia Technologies（Nano-tag技術(shù)）進軍四代測序技術(shù)，收購生物軟件科技公司Bina Technologies提升基因分析速度和成本，注資Stratos Genomics再度加碼第四代測序研發(fā)（SBXTM技術(shù)）。測序界的霸主Illumina在第四代基因測序技術(shù)上的布局也是不惜重金，2018年11月，宣布計劃以12億美元的現(xiàn)金收購Pacific Biosciences，但因英國競爭和市場管理局（CMA）的介入后宣布終止合并。

300億市場，哪些企業(yè)扛起國產(chǎn)大旗

基因測序市場的日益火熱，使得基因測序儀市場逐漸發(fā)展壯大。據(jù)統(tǒng)計，2020年中國基因測序儀及耗材市場增長至43.98億元。隨著國家政策支持、技術(shù)進步以及資本助力，未來增長速度將更為迅猛，預計在2030年突破300億元。

市場龐大，但長期以來主要被國外少數(shù)幾家公司壟斷。其中，Illumina是基因測序儀龍頭生產(chǎn)企業(yè)，全球約90%的測序數(shù)據(jù)是通過其儀器產(chǎn)生的。

作為基因測序產(chǎn)業(yè)鏈的上游，基因測序儀及配套試劑是整個產(chǎn)業(yè)鏈壁壘最高的部分，其地位類比為通信行業(yè)的“芯片”?國內(nèi)基因測序儀行業(yè)整體起步較晚，中國企業(yè)市場份額寥寥無幾。

目前國內(nèi)測序企業(yè)進入測序儀領(lǐng)域主要有三種模式：

一是自主研發(fā)，以華大智造、華因康基因、齊碳科技等公司為代表，相繼推出高、中、低通量的基因測序儀。鑒于其在生命科技等領(lǐng)域的重要性，自主研發(fā)的基因測序儀也被稱為“國之重器”。

其中華大智造無疑是佼佼者，從2016年成立至今，華大智造通過自主可控的源頭性核心技術(shù)體系，同時緊跟“超高通量”、“小型化”的發(fā)展趨勢，已形成了完整的高中低通量產(chǎn)品布局。近幾年華大智造發(fā)展迅猛，市場占有率不斷提高。華大智造的招股書顯示，2017年到2020年9月，華大智造累計出貨基因測序儀1871臺。

齊碳科技作為后起之秀，新產(chǎn)品第四代測序儀QNome-3841搭載專有測序芯片Qcell-384以及配套試劑盒，定位為一款小通量測序儀，8小時可產(chǎn)出1-1.5Gb數(shù)據(jù)，單次準確率達90%，一致性準確率（50x）達99.9%，保持國內(nèi)領(lǐng)先地位。

二是收購國外企業(yè)，在其核心技術(shù)的基礎(chǔ)上進行改造升級，推出自主品牌的測序儀；

三是與國外測序儀企業(yè)合作，在其測序儀原型上加以改造，形成具有特定用途的基因測序儀，如貝瑞和康、達安基因、博奧生物等。?

目前第四代測序儀市場仍有著大片的空白，也給了中國企業(yè)“彎道超車”的機會。未來國產(chǎn)企業(yè)如何在廣闊的基因測序儀市場分一杯羹，我們拭目以待。