测序技术 头豹词条报告系列

|测序技术行业分类[2] 按照测序技术的分类方式，测序行业可以分为如下类别： 测序行业基于测序技术的分类 第一代测序技术是基于DNA合成反应的Sanger测序技 测序技术行业特征[3] 测序技术行业特征包含国产替代加速、政策利好和业态模式趋于一体化发展几方面特征。 1国产测序设备厂商设备装机数量的持续增加，加速国产替代 基因测序仪行业涉及复杂的多学科交叉和大量精密仪器制造和组装，源头性技术及完整的专利布局导致较 高的技术壁垒。2016年华大智造成立，其掌握二代基因测序技术，通过自主研发，逐步打破因美纳的垄断 地位，2020-2022年，华大智造中国市场新装机占比持续提升，从12.6x提高至39.0%，并于2022年首次 超过因美纳(37.3%)，夯实国产测序龙头地位。 2政策鼓励基因测序行业发展，推动测序技术加速送代 近年来，国家卫健委、国家市监局与国家发改委等多部门印发《关于促进首台（套)重大技术装备示范应用的 意见》、《高通量基因测序仪标准》等指导政策及行业规范化文件，鼓励有基因测序需求的科研机构、制 药企业和诊疗机构按需添置测序设备，且对测序设备通量及读长划分给出明确标准，加强测序服务和测序 平台市场流通规范性。华大智造作为本土测序仪龙头品牌，已实现中低通量-高通量-超高通量的全产品线 覆盖，其DNSEO-T20X2测序仪单次检测通量可达72T6，是常规超高通量测序仪的4.5倍至7倍，近年华大 智造通过HtMPS高通量测序试剂盒和自动核酸提取纯化仪的面世进一步丰富产品矩阵，面对本土市场长期 由海外品牌占领的局面，国产设备通过技术加速革新实现破局。 3基因测序企业向全产业链布局，形成“产品+服务”业务模式 企业向产业链上下游拓展、形成“产品+服务”业务模式，全产业链覆盖或成未来发展趋势。2023年11 月，贝瑞基因正式推出基干三代测序平台单分子实时测序技术的动态突变检测dnTG5，打造基于贝瑞基因 自有测序平台、自主研发试剂的生态圈，产业向设备端研发，构筑核心竞争力。且如罗氏。因美纳等硬件 设备龙头企业利用母公司的产品组合优势，向下游领域扩张，扩大癌筛查研究的病种覆盖，更充分的发挥 测序技术在服务端的临床价值。 [3]1: 贝瑞基因 测序技术发展历程 基因测序自20世纪70年代起经历了多代技术的发展，从Sanger测序法到高通量测序技术，在效率和精确度 方面实现大幅提升。20世纪未期，人类将基因组测序工作拓展至真核生物，揭示其基因结构的不连续性，为临床诊断真菌和细菌病原体感染的技术推进奠定基础，此阶段为测序行业发展的萌芽期。自20世纪未期并始的人类基 因组测序计划于2000年完成基本工作计划草图，将基因测序样本拓展至全人类基因片段，深度探索人类基因信 息遗传规律，为基因变异导致的机体各循环系统疾病个体化诊疗开辟广阔道路，华大智造和OxfordNanopore 技术经历中国科研团队创新，可同时检测染色体病和单基因病，基因测序筛查性能实现大幅提升，而后NGS技术在心血管疾病领域展示了检测多基因十玩引发冠心病的潜力，为精准治疗和个性化设计提供了技术支持，此阶段 为测序行业的高速发展期。 萌芽期·1970~2005 1977年，英国科学家F.sanger首次提出可使用“双脱氧链终止法”实现DNA核苷酸序列的可视化 同年A.M.Maxam和W.Gilber提出使用化学降解法对DNA序列进行测定，称为“Maxam-Gilbert化 学裂解法”，"Sanger测序法单次测序长度在Kb-Mb数量级，远超“Maxam-Gilbert化学裂解 法”的250bp，因此成为第一代测序技术； 20世纪80年代中期，荧光自动测序技术在“Sanger测序法”原理的基础上演化产生，该测序方法使 用荧光物质代替同位素对DNA碱基序列进行标记，同时自动成像系统的使用使测序效率得以提升； 20世纪80年代末期，高密度喜核苷酸芯片的使用催生“杂交测序法”成为主流，相比“Sanger测序 法”，该方法可实现检测效率和检测成本的双重优化，但其精准度不足成为此发展阶段中的瓶颈问 题; 1987年，使用DNA聚合酶、ATP、硫酸化酶、荧光素酶和双磷酸酶在统一反应体系中进行催化的 焦磷酸测序技术”面世，此技术属于边合成边测序技术的一种，与以往测序技术相比进一步实现降 本增效，同时其检测精准度可达99.995%，因此成为第二代测序技术发展的开端，而后，测序通量更 高的“可逆末端终止法”、“半导体测序法”、“纳米球技术测序法等也在此次技术选代中应运而 生; 20世纪未期，人类得以对单细胞真核生物和多细胞真核生物的基因组序列展开检测，揭示真核生物遗 传物质编码区不连续的基因结构，为细菌、真菌及部分动植物的临床研究应用提供基础。 该阶段对基因测序技术处于初步探索研发阶段。基因测序最早于1977年由Sanger发明，即第一代测 序，随后技术不断迭代更新，并于1987年出现“焦磷酸测序技术”，其为第二代测序技术发展的开 端。20世纪未期，人类得以对单细胞真核生物和多细胞真核生物的基因组序列展开检测，据示真核生 物造传物质编码区不连续的基因结构，为细菌、真菌及部分动植物的临床研究应用提供基础。 启动期·2005~2016 2005年起，第二代测序技术(NGC测序技术)产品面世，2005年，454LifeSciences公司基于将焦磷 酸测序技不与乳液pcr及光纤芯片技不相结合，推出了GenomeSequencerzo高通量测序予系统，发展 大规模平行焦磷酸测序技术，实现了测序过程的高通量； 2006年，因美纳的第-代Solexa测序仪，即GenomeAnalyzr于2006年面世，使科学家能够在单次运 行内测序1Gb的数据； 2007年，454LifeSciences公司被Roche公司收购后又推出性能更优的第二代测序系统--Genome 代表的大规模平行测序技术(MPS)以其高通量、低成本的优势，成功推动基因测序大规模商业化的进 程，是目前主流的基因测序技术。 高速发展期·2016~2023 2016年，华大智造成立，同年推出BGISEQ-50高通量台式测序系统(简约小巧型)与BGISEQ-500n整 体解决方案(适用科研型)出台 2018年，华大智造发布高通量基因测序仪DNBSEQ-T，同年推出HCoOINGS； 2020年，因美纳推出最新测序平台NextSeg1000和NextSeg2000，华大智造发布DNBSEQ-Tx定制 化超高通量测序系统； 2022年，华大智造发布DNBSEQ-E25和DNBSEQ-G99基因测序仪，且面向欧洲市场推出适用于 DNBSEQ-G40O基因测序仪的全新HotMPS高通量测序试剂盒，同年登陆上海证券交易所科创板； 2023年，华大智造的超高通量测序仪DNBSEQ-T20x2发布剧新通量成本记录 华大智造与2016年成立，后逐步成为国产基因测序仪的领头羊，自主研发基因测序仪，打破国际望断，推动测序仪国产化进程， 4: https://www.plob.. / E 3 : https:/www.cas.cn..|E [4]1: https://www.cas... 2: https:/www.illumi... | 5：生物信息公共图书馆，.. [13. 厂测序技术产业链分析 测序行业产业链上游为测序仪器与测序平台集成化所需零件及设备部件供给环节，为测序系统搭建提供核 心；产业链中游为基于测序技术的各代际测序系统和测序仪器，主要为测序技术商业化提供传导场景；产业链下 游为搭载测序技术的科研服务、临床研究服务和生物信息服务提供商，主要涉及第三方测序服务的输出以及基因 测序相关应用的开发。[7] 为实现成本控制和效率提升，不芝游企业在低附加值业务环节采取外包和外协的生产方式，基因测序仪行业由于产业基础相对薄弱，部分原材料仍然需要依赖进口。中游企业为实现降本增效，多选择将附加价值较低的 环节转为外包合作，以降低生产和管理成本，优化中游企业的生产环节配置灵活性，提高经营效率。委外加工和 低，从而在一定程度上保障了中游企业的生产稳定性。随看中国体外诊断医疗设备行业的快速发展，与基因测序 仪产业相关的国内原材料供应和加工能力也在快速发展，逐步推进原材料的国产化替代。 试剂耗材在测序设备市场中起着独特的作用，领先企业占据主导地位，市场集中度提高。随着基因靶向治疗 领域发展和精准诊疗需求增加，测序设备和试剂耗材的应用场景扩大，为市场带来增量机会。自1977年F.sanger 首次提出“双脱氧链终止法”以来，基因测序经历了近50年的发展。然而，由于化学降解法的复杂程序，逐渐被 Sanger测序法取代，1986年，ABI公司推出了第一合商业化测序仪AB1370A。21世纪以采，大规模平行测序技 术（MPS）如454LifeSciences、Solexa和ABI等，通过高通量和低成本的优势，成功推动了基因测序的商业化 进程。经过一系列并购，市场现以因美纳、赛默飞和华大智造为主，华大智造成为国产基因测序仪的领军企业 推动了测序仪国产化进程。 近年国产测序仪在使拱式和智能化应用场景中迅速发展，同时基因检测技术的规模化供给和降低的测序成本为国内独立医学实验空提供了发展机会，与海外币场相比，中国在基因检测技术方面起步较晚，渗透率较低。使 模式转变。虽然目前大多数基因测序企业在中高通量领域布局，但难以渗透到区县级医疗机构。然而，近年来， 一些企业开始在中低通量市场布局，并通过降低通量、技术创新和产品重定义等方式降低单次开机成本，加速便 携式和智能化应用场景的发展。同时，中国的ICL领域展现出广阔的发展前景，吸引了测序技术供应企业积极布 局, [7] 上产业链上游 生产制造端 测序仪器与测序平台集成化所需零件及设备部件供给环节 上游厂商 深圳市微步流体控制有限公司> 珠海市华亚机械科技有限公司> 北京靓纳实验科技有限公司> 查看全部 产业链上游说明 中测厚仪企业将部分低加值、工业简单的委部性通过委外加工及外协生产的方式以进行成本控制 及提高生产数率。中游企业把握生命科学与生物技术领域的核心技术，对需进行外协加工的零部件进行设计并将图纸提供予委外架构及外协厂商，外协厂商仅需按照图纸要求进行加工、装调及合成等步 聚，有效减少非核心设备成本的投入，降低生产及管理成本，优化中游企业生产环节的资源配置灵活 性且提高了经营效率。如国产测序仪龙头企业华大智造其委托加工或外协涉及的产品、相关采购金额 占总营业成本的30%，全部委托加工或外协涉及的产品包含机械组件(36.5%)、光学器件(18.4%)、电 子电器件(3.7%)、流体器件(2.7%)、生化试剂(21.7%)和其他产品所需零部件(17.0%)。委外加工及处 协生产的部件供应商行业门槛较低，其市场竞争较为激烈且可替代性较强，中游企业对外协供应商 的依赖程度较低，进而一定程度上保障了中游企业的生产稳定性 体外诊断医疗设备行业的快速发展，与基因测序仪产业相关的国内原材料供应处的生产及加工能力快 速发展，遂步推进原材料的国产化替代。但限主技术等原因，如测序仪所需的光学器性、流体器性、自动化器件、芯片所用品圆及试剂所用关键生化原材料等，仍以进口采购为主。2022年华大智造向境 外采购的产品主要为光学器件的微弱信号探测器、自动化器件中的电动抓手、自动化器件中的机械臂 和晶圆，其采购金额分别为4.010.3万元、2.430.1万元、3.480.2万元和3.220.4万元，占比分别为 10.9%、6.6%、9.4%及8.7%2023年上半年其采购产品为光学器件的微弱信号探测器和品圆，采购 金额分别为4,219.0万元和4,20.0万元，占比分别为23.2%和23.1%。由此可见，虫游企业向境外采购