测序巨头密集上新，谁将定义“下一代”？

最近测序领域十分热闹，有曾经推出454测序后退市的罗氏重出江湖，也有头部NGS测序企业集体转型到空间转录组技术，国内测序公司不甘落后，争先推出比国外更快，更便宜的设备平台。短短的一个月里，全球基因测序市场迎来“技术爆炸”时代。也正是群雄混战、逐鹿天下的时代。

罗氏

罗氏十年磨一剑（磨洋工），终于给出了其最新扩展测序（SBX）纳米孔测序仪的上市时间为2026年。该平台由两项基础技术支撑：半导体阵列芯片（罗氏于 2014 年收购 Genia获得）和SBX 化学（罗氏于 2020 年收购Stratos Genomics最初开发)。

与其他纳米孔测序最大的不同点是SBX 并非直接测DNA，而是利用酶将 DNA 分子转化为更大的替代物，称为 Xpandomer。Xpandomer 合成过程中使用了四种不同的新型分子，称为 X-NTP，即高信噪比报告分子，每种分子对应一种 DNA 碱基。Xpandomer 比原始 DNA 片段长 50 多倍，然后它穿过生物纳米孔，为每个 X-NTP 产生不同的电信号，并翻译回原始核酸序列。

整个测序系统分为 Xpandomer合成仪器以及 SBX 测序仪。Xpandomer合成平台本质上是一个液体处理系统，它将试剂引导到所谓的 XP 芯片上，然后通过固相合成生产 Xpandomers。SBX 测序仪可以使用基于互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的传感器模块实现单分子测序，该模块是一种结合微孔、电极和检测电路并处理模拟到数字转换的阵列。每次测序运行都会生成一个嵌入蛋白质纳米孔的脂质双层，纳米孔的数量可以到到 700 万至 750 万个功能孔,这样大大增加了并行测序的速度，并且每次运行后，测序传感器模块都可以重复使用，降低了成本。

SBX 包括两种测序模式：单重测序模式（“超高通量”）和双重测序模式（“准确性”）。

SBX 双链测序，在文库制备过程中将发夹 Y 接头添加到模板 DNA 分子中，进而产生包含原始分子两条亲本链的 Xpandomer，从而提高测序准确性。 测序质量达到Q39 （应该是介于Q30-40之间），其中单核苷酸变异的 F-1 评分为 99.80%，插入缺失的 F-1 评分为 99.56%。片段长度  150 bp 至 350 bp 。不过略显不足的是，单端测序长度只有200bp -1,000bp，远低于传统单分子纳米孔测序的长度。

先不论技术的创新型，目前的NGS格局已经同罗氏十年前收购 Genia 和 Stratos 时大不相同。三代测序为代表的公司如Oxford Nanopore 和 Pacific Biosciences 正在不断提高其准确性、吞吐量和成本，传统二代测序Illumina 等公司也在竞相增加其读取长度。并且还有更多新的中国后来者进入三代测序的领域，包括华大智造，安序源等等。

而罗氏测序仪进入中国时间还未公布，大概率晚于全球上市时间，那时的场景无疑更加竞争激烈。虽然ILMN受到影响，但2年的时间足以让国产测序仪公司群雄逐鹿，留给罗氏的会是一个怎样的市场，况且还只是一个RUO的仪器。

二代测序领域普遍的产品规划是进军空间转录组领域，因为对于测序公司来说，测序芯片包含的技术涉及到阵列和核酸化学方面，这些专业知识意味着测序公司拥有开发空间转录平台所需的一切。另一个需求是FFPE样本的空间转录组，因为大多数临床上有用的样本都是福尔马林固定石蜡包埋的，许多公司已投入大量资金使其空间平台能够处理 FFPE 样本。

Element Biosciences

Element 作为测序仪的后起之秀，在于其独特的测序原理和设计，一直受到“小众”科研用户的追捧。

近日Element发布了其 Aviti24 多组学分析平台未来一年的产品路线图，表明它将很快能够提供原位RNA 测序和分析固定组织样本的能力。 到今年年底，Element 将发布一种新的直接样本测序 (DiSS) 检测方法，该检测方法将实现无需文库制备的 RNA 测序，无论是针对整个转录组还是针对目标组。

该技术可用于细胞分型、CRISPR 筛选和免疫细胞受体分析等应用。  DiSS 改进了现有的原位测序方法，提供了更多的碱基、更快的工作流程，并且与“任何物种”兼容。DiSS 化学反应使用探针来靶向 3' poly-A RNA，并与细胞涂料和蛋白质检测试剂兼容。用户还可以选择为大型筛查定制目标panel。

此外，Banovich 正在与 Element 合作，使 Aviti24 能够处理福尔马林固定石蜡包埋 (FFPE) 样本。除了 FFPE，Element 还试图使其他复杂样本类型与 Aviti24 兼容，例如组织微阵列、类器官以及small and tall cell。

Illumina

Illumina 发布了一项新空间转录学技术，向空间生物学市场迈进。 该方法首先将新鲜冷冻的组织切片放在预先映射和条形码的阵列上，捕获面积约为 15 毫米 x 50 毫米。首先，载玻片经过 H&E 染色和成像，然后进行 RNA 捕获并转换成测序文库，数据分析由新软件套件执行。 该技术可以实现在单细胞水平生产空间转录组学信息，每个细胞检测到的转录本数量取决于组织类型和质量， Illumina 表示它可以检测到每个细胞 1,000 多个转录本，每个细胞约有 600 到 1,000 个基因。

AxBio （安序源）

AxBio最近也首次公开展示了其纳米孔基因测序仪AxiLona AXP-100 测序平台， 该测序技术结合了 Pacific Biosciences 和 Oxford Nanopore Technologies 各自的长读技术。

与 PacBio 一样，它依靠合成测序，利用专有的 DNA 聚合酶，该聚合酶经过设计，可以整合特殊的核苷酸，这些核苷酸已被修改为与每个碱基相对应的独特功能组。为了提高准确性，该技术还采用循环共识测序，其中单链 DNA 模板在一个圆圈内被读取多次。与 Oxford Nanopore 类似，该公司使用蛋白质纳米孔和高密度 CMOS 传感器芯片阵列，通过检测孔隙中电特性的变化（α-溶血素的一种变体）来确定碱基序列。但就 AxBio 而言，这些变化不是由 DNA 被拉过孔隙引起的。相反，核苷酸上的功能基团会暂时与孔隙相互作用，从而改变其电特性，因为它们会被物理上固定在纳米孔上的聚合酶整合到新生的 DNA 链中。

AxBio的CEO曾担任Genia芯片副总裁，罗氏基因测序副总裁，因此AxBio的测序平台和罗氏新发布的平台有着千丝万缕的相似性。 AxiLona AXP-100 仪器每次运行可生成多达一百万个reads，读数长度可达 100 kb，共识测序准确率超过 99%。每次运行的吞吐量高达 100 Gb，运行时间不到四小时。该仪器的大小与小型台式打印机相当，重量不到 7 公斤。 底层半导体传感器芯片目前已经拥有100万个信号采集通道，1000万个通道的芯片正在研发中。 虽然 AxBio 目前尚未公布定价信息，但该公司声称仪器价格和每 Gb 数据成本都将“明显低于”其他测序平台。

华大

华大智造持续推陈出新，在测序领域继续卷“速度”这个理念。近日在AGBT上正式发布全新桌面式基因测序仪T1+，可在24小时内一键完成DNA文库的PE150测序任务，完成SE50测序最多只需7小时，是全球首款可在24小时内产出Tb级别数据的桌面式测序仪。T1+也是目前全球桌面式Tb级别基因测序仪中速度最快的机型之一。T1+首次将DNB制备功能集成到了设备内部，可以实现样本自动制备，之后自动测序的全流程集成化。

此外，T1+还具备多种灵活性，包括可运行不同的测序芯片，支持多种类型的上机文库以及不同的测序读长。同时，这次提出“一个人”的多组学概念非常新颖，即基于T1+，用户可在24小时内对单个人进行多组学维度的研究：单张FCL载片，4条lane分别承接WGS、WGBS、RNA+META以及肿瘤cfDNA的测序；或者，在24小时内1个人操作多组学研究：两张FCL载片8条lane，即可在T1+完成基因组学、细胞组学以及时空组学的测序环节。

热热闹闹的产品推出，至少说明这个市场还是火热和有期待的，不像隔壁的ivd集采，似乎消磨了所有人的信心。

在测序这样的行业，“长板理论”依然非常重要，即使有头部玩家，依然有众多中小企业跳出来，凭借某一种鲜明特色，发挥长板优势，就能跳出大集团的游戏规则。

某一时段是可以通过无形的手进行适当调节，但也只有市场充分竞争，才能打破垄断，让市场活力重现。