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精准医疗系列 | 从一代到四代,基因测序渐成生命密码解读者

2015-12-02 21:16 未知 未知 阅读 0
核心摘要: 本文系统梳理了基因测序技术从一代到四代的发展历程,重点介绍了二代测序作为主流技术的优势及成本下降趋势。分析了全球及我国基因测序产业链格局,指出上游设备由欧美主导、我国企业集中在中下游服务并向上游延伸的现状。详细阐述了我国NGS临床应用的四大方向,包括无创产前筛查和肿瘤诊断等。最后探讨了测序数据爆发带来的生物信息分析瓶颈及投资机会。

基因测序行业发展迅速,二代测序为主流技术。随着技术进步和成本下降,基因测序已成为精准医疗的重要入口,从一代到四代技术不断演进,推动生命科学和医学进入新纪元。

基因测序技术自上世纪70年代Sanger发明双脱氧核苷酸末端终止法以来,已发展至第四代。第一代测序技术通量低、耗时长,已无法满足现代研究需求;以高通量、低成本为特征的二代测序(NGS)是目前应用最广泛的技术,代表包括Illumina的Solexa、罗氏454和Life Tech的SOLID。第三代单分子测序(如PacBio SMRT)和第四代纳米孔测序(如Oxford Nanopore)虽读长更长或通量更高,但准确率或成本仍有待优化,目前主要用于科研。

基因测序成本呈指数级下降:2001年个人基因组测序成本约9500万美元,2013年底已降至1000美元,未来有望进一步降低,推动大规模临床应用。全球基因测序市场从2007年的7.94亿美元增长至2013年的45亿美元,预计2018年达117亿美元。

产业链上游(测序设备及试剂)由欧美企业主导,Illumina占据全球约70%市场份额。我国企业主要集中在中下游测序服务,如华大基因、贝瑞和康、达安基因等,并逐步向上游延伸。例如,华大基因收购Complete Genomics推出BGISEQ-1000,贝瑞和康与Illumina合作生产NextSeq CN500,紫鑫药业子公司中科紫鑫推出BIGIS二代测序仪。

我国NGS临床应用主要分为四个方向:遗传病诊断、产前筛查与诊断、植入前胚胎遗传学诊断以及肿瘤诊断与治疗。无创产前筛查(NIPT)最为成熟,肿瘤诊断与治疗潜力最大。随着老龄化加剧,癌症发病率上升,二代测序在肿瘤领域应用前景广阔。

测序数据呈爆发式增长,生物信息分析成为行业发展瓶颈。全球约7389台高通量测序仪分布在1027家机构,产生海量数据,但数据解读需要生物信息工程师和遗传学家合作。我国在数据分析方面人才储备不足,但已有荣之联等企业提供生物数据云计算服务。

投资建议关注产业链上游突破和数据分析环节。相关公司包括华大基因、贝瑞和康、达安基因、迪安诊断、紫鑫药业、荣之联等。

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