自從1977年第一代DNA測序技術（Sanger法）誕生以來，基因測序技術就被視作“抓住了生命科學技術的龍頭”。近20年來，基因測序技術不斷迭代升級，測序成本也隨之飛速下降。在日前舉辦的2023隊列研究及精准醫學轉化學術論壇暨第三屆因美納NGS大會上，與會者傳遞出更多積極信號：隨著生物信息學分析及解讀的進步，研究人員能夠在有限的預算范圍內進行更多的樣本測序，這持續驅動著精准醫學領域快速涌現出新見解、新發現。

基因測序技術應用現狀如何？技術迭代與成本下降之間存在著什麼聯系？測序成本的下降會帶來哪些影響？帶著這些問題，科技日報記者採訪了相關專家。

高通量測序技術為市場主流

近些年來，市面上常常出現各類標有“基因檢測”字眼的廣告，有的檢測隻需填寫一份問卷就可得出健康結論，有的檢測號稱“能夠測試兒童天賦”……各類魚龍混雜的廣告，讓不少消費者對於“到底什麼是基因檢測”產生了認識誤區。

實際上，基因檢測技術是嚴謹而前沿的生物科學技術，是通過特定設備對被檢測者細胞中的DNA分子信息作檢測，從而使人們能了解自己的基因信息，明確病因或預知身體患某種疾病的風險。“DNA是由4種不同的鹼基——‘A、T、C、G’根據不同的序列組成的雙螺旋結構。如同‘0、1’作為信息的基本單元一樣，‘A、T、C、G’作為生命的‘密碼’，為人類認識生命打開了一扇大門。”華大智造產品市場中心總監汪婧婧給出了形象的解釋。

第一代DNA測序技術出現后，還陸續出現了高通量合成法測序技術、單分子測序技術。不同技術路線適合的應用范圍、應用場景不同，在成本、讀長、通量和准確率等指標上也具有不同的優劣勢，因此測序技術之間並不是嚴格的迭代升級關系。著名基因組學專家、中國科學院大學教授於軍打比方說：“就好比小客車、公交車、高鐵、飛機都是交通工具，它們會同時存在，以滿足人們不同的出行需求。”

具體來講，高通量測序技術通量高，在大幅降低了測序成本的同時又保持了較高的准確性﹔Sanger測序技術與高通量測序技術相比，雖然讀長較長、准確率較高，但是有著成本較高、通量較低的缺點﹔單分子測序技術與高通量測序技術相比，雖然讀長較長，但是成本與准確率無法同時達到相近水平。基於優劣勢的綜合比較，高通量測序技術成為市場主流。汪婧婧表示：“高通量測序技術是目前基因測序技術大規模商業化應用普及的主要推動力，在較長時間內仍將保持主流測序技術的地位。”

技術革新讓測序成本下降

“每一次技術的突破和革新都會帶來測序成本的大幅下降。”汪婧婧說。

資料顯示，20世紀90年代開始的“人類基因組計劃”中，來自6個國家的約8000名科研工作者用時13年，才完成一個人的基因組測序，耗資38億美元。而在2009年，單個人全基因組測序耗資已降至約10萬美元，2015年降至約1000美元。

測序成本下降的關鍵在於基因測序儀的技術革新。測序儀是基因測序產業鏈最核心的環節之一，是集光學、機械、電子、流體、軟件、算法等多個交叉學科於一體的復雜系統，既對單項技術方向有很高的要求，也對架構設計和系統集成有很高的要求。其生產的技術壁壘明顯，科技含量高，需要大量技術積累與資金投入，曾經一度被跨國巨頭壟斷。

我國人口基數大，有利於開展大規模人群的研究，但存在“重應用、輕研發”的傾向，國內測序儀研發領域一度存在空白。近年來，我國相關企業加大自主研發力度，國產測序儀迅猛發展。今年國產超高通量測序儀DNBSEQ-T20×2（以下簡稱T20）已經能夠在輸出超高通量數據的同時，保証測序數據的高質量，每年可完成高達5萬例人全基因組測序，並成功把測序成本降低至100美元以下。汪婧婧介紹，T20降低測序成本的關鍵之一，在於其應用了開放式的並行處理系統，可同時支持6張超大尺寸的測序載片上機運行﹔此外，T20使用的浸沒式生化反應技術可以通過在同一反應槽依次浸泡多張測序載片，完成多個測序循環。

曾經的高昂成本已經下降至如今的100美元以內，技術的進步不斷推動著基因測序產業的發展。“測序成本下降看似降低了產業市場規模，實則促進了高通量測序技術的普及，從而為基因測序行業快速增長帶來機遇。”於軍說。

新應用場景促產業發展

任何技術的生命力都在於實際應用。基因測序成本的降低，給產業發展增添了新動能。“當基因測序技術成本降到一定的程度，基因測序就會逐步成為推動傳統醫療向精准醫療轉變的關鍵技術。因此，基因測序成本的降低，有助於加快人類對基因組學的研究，促進醫學健康領域的應用，助力實現基因科技普惠人人的宏偉目標。”汪婧婧表示。

此外，測序成本的下降也必然會帶動產業鏈的發展。測序儀設備位於基因檢測產業鏈的上游，基因檢測服務商位於中游，下游則是醫院、科研機構、藥企、個人等應用端。當基因測序更多地被應用於科學研究及臨床醫學領域中，新的應用場景將持續不斷涌現，基因組學中下游產業也將得到長足的發展。

相應的，下游應用場景的拓展也會對上游供應商提供綜合解決方案的能力提出更高要求。“上游供應商需通過形成豐富的產品矩陣和提供專業的服務能力，在基因測序、實驗室自動化等領域建立全流程貫穿的一站式解決方案，進而為精准醫療、精准農業和精准健康等行業提供實時、全景、全生命周期的系統解決方案，才能把握下游應用場景拓展帶來的廣闊市場空間和機遇而獲得高速發展。”汪婧婧說。

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