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

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

第二代方興未艾，第四代來(lái)勢(shì)洶洶

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

第一代基因測(cè)序儀

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

第二代基因測(cè)序儀

2005年，美國(guó)基因測(cè)序企業(yè)454 Life Science推出超高通量基因組測(cè)序系統(tǒng)，創(chuàng)造“邊合成邊測(cè)序”方法，每日產(chǎn)量超過(guò)20,000,000個(gè)堿基，是第一代的兩萬(wàn)倍，第二代基因檢測(cè)技術(shù)階段由此開(kāi)啟。

第二代基因測(cè)序儀的優(yōu)點(diǎn)是成本較第一代大大下降，通量大幅提升。缺點(diǎn)是所引入PCR過(guò)程會(huì)在一定程度上增加測(cè)序的錯(cuò)誤率，并且具有系統(tǒng)偏向性，同時(shí)讀長(zhǎng)也比較短。

第三代基因測(cè)序儀

2008年，首臺(tái)單分子測(cè)序儀問(wèn)世，可將單分子為目標(biāo)物邊合成邊測(cè)序，并且不需經(jīng)PCR擴(kuò)增，實(shí)現(xiàn)對(duì)單條DNA檢測(cè)，標(biāo)志基因檢測(cè)進(jìn)入第三代技術(shù)階段。

第三代測(cè)序技術(shù)是為了解決第二代所存在的缺點(diǎn)而開(kāi)發(fā)的，它的根本特點(diǎn)是單分子測(cè)序，不需要任何PCR的過(guò)程，這是為了能有效避免因PCR偏向性而導(dǎo)致的系統(tǒng)錯(cuò)誤，同時(shí)提高讀長(zhǎng)，并要保持二代技術(shù)的高通量，低成本的優(yōu)點(diǎn)。

第四代基因測(cè)序儀

2009年，納米級(jí)別的單分子測(cè)序平臺(tái)問(wèn)世，基因檢測(cè)技術(shù)進(jìn)入納米量級(jí)。2012年，基因測(cè)序企業(yè)Oxford Nanopore推出首款納米孔基因測(cè)序儀，第四代基因檢測(cè)技術(shù)商業(yè)化。

第四代測(cè)序技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)單分子檢測(cè)和電子傳導(dǎo)檢測(cè)相結(jié)合的測(cè)序方法，完全擺脫了洗脫過(guò)程、PCR擴(kuò)增過(guò)程。檢測(cè)速度迅猛、小巧便攜、成本更低，正受到越來(lái)越多的青睞。

目前第二代測(cè)序儀占據(jù)主流地位，第四代測(cè)序儀逐漸升溫，巨頭已經(jīng)開(kāi)始搶籌。全球市場(chǎng)上研發(fā)四代測(cè)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(guò)收購(gòu)測(cè)序公司Genia Technologies（Nano-tag技術(shù)）進(jìn)軍四代測(cè)序技術(shù)，收購(gòu)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(cè)序研發(fā)（SBXTM技術(shù)）。測(cè)序界的霸主Illumina在第四代基因測(cè)序技術(shù)上的布局也是不惜重金，2018年11月，宣布計(jì)劃以12億美元的現(xiàn)金收購(gòu)Pacific Biosciences，但因英國(guó)競(jìng)爭(zhēng)和市場(chǎng)管理局（CMA）的介入后宣布終止合并。

300億市場(chǎng)，哪些企業(yè)扛起國(guó)產(chǎn)大旗

基因測(cè)序市場(chǎng)的日益火熱，使得基因測(cè)序儀市場(chǎng)逐漸發(fā)展壯大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年中國(guó)基因測(cè)序儀及耗材市場(chǎng)增長(zhǎng)至43.98億元。隨著國(guó)家政策支持、技術(shù)進(jìn)步以及資本助力，未來(lái)增長(zhǎng)速度將更為迅猛，預(yù)計(jì)在2030年突破300億元。

市場(chǎng)龐大，但長(zhǎng)期以來(lái)主要被國(guó)外少數(shù)幾家公司壟斷。其中，Illumina是基因測(cè)序儀龍頭生產(chǎn)企業(yè)，全球約90%的測(cè)序數(shù)據(jù)是通過(guò)其儀器產(chǎn)生的。

作為基因測(cè)序產(chǎn)業(yè)鏈的上游，基因測(cè)序儀及配套試劑是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈壁壘最高的部分，其地位類(lèi)比為通信行業(yè)的“芯片”?國(guó)內(nèi)基因測(cè)序儀行業(yè)整體起步較晚，中國(guó)企業(yè)市場(chǎng)份額寥寥無(wú)幾。

目前國(guó)內(nèi)測(cè)序企業(yè)進(jìn)入測(cè)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(cè)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(cè)序儀也被稱(chēng)為“國(guó)之重器”。

其中華大智造無(wú)疑是佼佼者，從2016年成立至今，華大智造通過(guò)自主可控的源頭性核心技術(shù)體系，同時(shí)緊跟“超高通量”、“小型化”的發(fā)展趨勢(shì)，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(chǎng)占有率不斷提高。華大智造的招股書(shū)顯示，2017年到2020年9月，華大智造累計(jì)出貨基因測(cè)序儀1871臺(tái)。

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

二是收購(gòu)國(guó)外企業(yè)，在其核心技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造升級(jí)，推出自主品牌的測(cè)序儀；

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

目前第四代測(cè)序儀市場(chǎng)仍有著大片的空白，也給了中國(guó)企業(yè)“彎道超車(chē)”的機(jī)會(huì)。未來(lái)國(guó)產(chǎn)企業(yè)如何在廣闊的基因測(cè)序儀市場(chǎng)分一杯羹，我們拭目以待。