因测序技术的演变与现状：从第一代到未来的第四代

人类基因组规划启动以来，基因测序技术不断取得突破。第一代基因测序技术虽然为生活科学领域奠定了基础，但其通量低、成本高、人力需求大的特点限制了其广泛应用。随着第二代基因测序技术（NGS）的出现，人类迎来了生活科学研究和生物医学应用的新时代。

二代基因测序技术以其高效率、大规模、并行测序的特点，让数百万到数十亿核酸分子的测量成为可能。这一技术的突破，不仅结束了漫长而庞大的测序时代，更为新冠肺炎的基因序列测量赢得了宝贵的时刻。近期，三位科学家因开发第二代DNA测序技术而荣获生活科学突破奖，充分证明了其在生活科学领域的重要性。

1977年第一代DNA测序技术诞生以来，基因测序技术经历了快速的进步。目前，高通量测序技术凭借显著的优势已成为全球主流的基因测序技术。生活密码，这一需要基因测序技术的语言，因高通量测序技术的出现而更加易于解读。

于基因测序技术的代际关系，专家解释说，各代测序技术并非相互替代，而是互补存在。它们满足大众不同的旅行需求，正如公共汽车、高速铁路和飞机都是交通工具一样。而高通量测序技术作为全球主流基因测序技术，其应用领域广泛，包括无创产检测（NIPT）、胚胎植入前的肿瘤、感染和遗传诊断和筛查等。

华大智造的高通量测序仪为例，其测序经过包括建库、滚环扩增、测序、生物信息处理等环节。通过这一系列流程，可以获得大量DN段的碱基序列，进而解读生活的密码。

因测序行业一个涉及多学科交叉和精密仪器制造的领域。上游的基因测序仪制造商为行业中下游机构提供核心工具，掌握整个行业的生活线。随着技术的进步和专利布局的完善，这个行业的技术壁垒越来越高。高通量测序仪一个复杂的体系，对单一技术和架构设计和体系集成要求高。

年来，全球基因测序仪和耗材市场保持两位数增长。预计在未来几年，中国基因测序仪和耗材市场规模将持续扩大。上游的测序仪制造商主要被国外厂商占据，国内基因测序设备厂商面临较大的竞争压力。华大集团等国内基因检测行业龙头企业也在设备和试剂生产方面取得了自主创新的成果，但仍需努力打破国外垄断。

因测序技术已经从第一代进步到第二代，并正在冲刺第三代和第四代。随着技术的不断进步和成本的降低，基因测序的普及和应用将更加广泛。未来，我们期待更多的国内企业在基因测序领域取得更多的突破和创新。基因测序技术的飞跃：从庞大工程到单细胞

着科技的飞速进步，基因测序的成本不断下降，技术不断进步，人类正逐步揭开生活的神秘面纱。华大集团CEO尹烨曾回顾道，人类基因组规划耗时13年，耗资高达38亿美元才完成一个人的基因组测序。今天在中国，数百人每天都可以进行基因组测序，每人仅需约500美元。这一翻天覆地的变革，似乎缩小了工业市场规模，但实际上却为高通量测序技术的普及和基因测序行业的快速增长创新了无限可能。

业专家于军表示，成本降低为基因测序技术带来了更多行业中下游的应用场景，预示着精准医疗时代的到来和肿瘤基因测序服务需求的激增。这不仅促进了中游测序服务业的飞速进步，而且对测序仪器和试剂耗材的需求增加，进一步扩大了行业上游的市场空间。

我们谈论第四代基因测序技术时，不得不提它对于单细胞的聚焦。第一代基因测序技术虽然完成了人类基因组规划，但通量低、成本高、人力需求大。而随着高通量测序技术的出现，我们得以一次测量数百万到数十亿核酸分子，为生活科学研究领域和生物医学应用带来了新的突破。

军指出，为了完成单分子测序和RNA研究，我们需要更先进的第三代和第四代测序仪。第三代测序技术旨在将测序的分辨率进步到单细胞水平，由于大多数基因测序仍停留在组织或血液中成千上万细胞的平均表达情形。单细胞的基因表达调节研究已逐渐成为主流，一些先进技术甚至开始真正的时空单细胞测序。

四代测序仪则具有更高的挑战性，可以直接测量单细胞水平和单分子分辨率RNA，识别序列中的修饰核苷酸。例如，第四代RNA纳米孔技术和片上拉曼光谱技术都必须采用直接测量技术。余军形象地比喻道，如果将第四代基因测序仪比作一种交通工具，那它就是“上帝的火箭”，具有单分子测序、快速测序、实时数据监控、便携等特点，成为各国研发的热点。

管第四代基因测序仪展现出了巨大的潜力，但其准确性仍有待进步。随着科技的进步，我们有理由相信，未来的基因测序技术将更加精准、高效、便捷，为人类健壮事业带来更多的突破和福祉。