摘要：基因測(cè)序是一種新型的基因檢測(cè)技術(shù)，通過分析測(cè)定基因全序列可以有效預(yù)防疾病。近幾年，基因測(cè)序技術(shù)在臨床醫(yī)學(xué)中應(yīng)用較廣。本文結(jié)合基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展歷程，重點(diǎn)分析了其技術(shù)原理特點(diǎn)及市場(chǎng)份額。

基因是DNA分子上的一個(gè)功能片段，可決定生物物種的生老病死，是生命的調(diào)控者?；驕y(cè)序技術(shù)可為生命科學(xué)研究、醫(yī)學(xué)臨床診療等提供指導(dǎo)性的建議，即通過測(cè)序設(shè)備對(duì)DNA的堿基排列順序進(jìn)行測(cè)定，解讀DNA的遺傳密碼。

技術(shù)發(fā)展飛快，基因測(cè)序技術(shù)發(fā)展歷經(jīng)四個(gè)發(fā)展階段 

基因測(cè)序技術(shù)，又稱DNA測(cè)序技術(shù)，是進(jìn)一步研究和改造目的基因的基礎(chǔ)。技術(shù)發(fā)展較快，臨床應(yīng)用逐漸增多，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，該技術(shù)前后經(jīng)歷了四代技術(shù)變革。該項(xiàng)技術(shù)的研究起源于20世紀(jì)70年代中期，起初采用化學(xué)降解法及雙脫氧鏈終止法，隨著科技的不斷進(jìn)步，20世紀(jì)90年代，隨著熒光自動(dòng)測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)，基因測(cè)序技術(shù)開啟了自動(dòng)化測(cè)序時(shí)代，這些均稱為第一代基因測(cè)序技術(shù)。隨著一次可以針對(duì)幾十萬到幾百萬條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)序技術(shù)的出現(xiàn)，基因測(cè)序技術(shù)迎來了第二代測(cè)序技術(shù)，又稱高通量測(cè)序技術(shù)，可謂是傳統(tǒng)測(cè)序技術(shù)的一次革命。隨后出現(xiàn)的第三代測(cè)序技術(shù)是第二代測(cè)序技術(shù)的升級(jí)，是高通量、單分子測(cè)序，增加了讀長(zhǎng)，降低了成本，有效提高了測(cè)序效率。第四代測(cè)序技術(shù)為納米孔測(cè)序技術(shù)，該方法不需要對(duì)DNA進(jìn)行化學(xué)或生物處理，采用物理方法直接讀取DNA序列，即通道的電學(xué)性質(zhì)會(huì)隨單個(gè)堿基通過納米尺度通道的變化而變化。

技術(shù)不斷革新，新一代基因測(cè)序儀速度快、成本低且高通量

第一代測(cè)序技術(shù)包括化學(xué)降解法、雙脫氧鏈終止法、毛細(xì)管電泳和熒光測(cè)序、雜交測(cè)序技術(shù)。其中，化學(xué)降解法中, 通過標(biāo)記DNA片段—獨(dú)立化學(xué)反應(yīng)降解—特異性分子標(biāo)記—凝膠電泳—放射自顯影檢測(cè)的方法，對(duì)DNA分子進(jìn)行測(cè)序，排除通過酶促合成產(chǎn)生的拷貝時(shí)造成的錯(cuò)誤，提高了方法準(zhǔn)確性、易掌握性，使用較為廣泛。但是，該方法操作較為復(fù)雜，逐漸被雙脫氧鏈終止法替代。雙脫氧鏈終止法，操作較為簡(jiǎn)便，而后在此基礎(chǔ)上發(fā)展出包括英國自動(dòng)測(cè)序技術(shù)在內(nèi)的多種DNA測(cè)序技術(shù)。熒光自動(dòng)測(cè)序技術(shù)，用熒光替代同位素標(biāo)記，并用成像系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)，可以有效提高測(cè)序準(zhǔn)確性及速度。另外，雜交測(cè)序技術(shù)，利用DNA雜交原理，檢測(cè)速度快、可大幅降低檢測(cè)成本，但此方法誤差較大。

第二代測(cè)序技術(shù)明顯的特征是高通量，并且大大降低了測(cè)序成本，邊合成邊測(cè)序的方式，促使測(cè)序速度大幅度提高，方便對(duì)一個(gè)物種進(jìn)行基因組深度測(cè)序，推動(dòng)了基因測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，加速了測(cè)序的規(guī)?；M(jìn)程。第三代測(cè)序技術(shù)在第二代高通量的基礎(chǔ)上，增添了單分子測(cè)序元素，不再依賴DNA模板與固體表面相結(jié)合的方式，無需進(jìn)行PCR擴(kuò)增。第四代基因測(cè)序技術(shù)，目前處于發(fā)展階段，與前幾代技術(shù)相比，在成本及速度上有很大優(yōu)勢(shì)。

HiSeq系列測(cè)序儀不斷升級(jí)，基因測(cè)序儀器行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷格局

經(jīng)過多年發(fā)展，基因測(cè)序儀的核心技術(shù)不斷完善，企業(yè)在生產(chǎn)開發(fā)中通常會(huì)設(shè)計(jì)與之匹配的測(cè)序試劑以及耗材，但是，市場(chǎng)主要還是測(cè)序儀的競(jìng)爭(zhēng)。數(shù)據(jù)顯示，全球測(cè)序儀器市場(chǎng)的主要份額主要由Illumina及賽默飛世爾占據(jù)，市場(chǎng)份額高達(dá)九成，行業(yè)形成寡頭壟斷的格局。此前，Illumina占據(jù)了全球測(cè)序儀器市場(chǎng)71%的份額，賽默飛世爾市場(chǎng)占有率為16%，羅氏市場(chǎng)占有率為10%。近幾年，借助于HiSeq系列測(cè)序儀的不斷升級(jí)和推廣，Illumina 繼續(xù)擴(kuò)大市場(chǎng)份額，逐漸增至84%。

圖1 全球新一代測(cè)序儀市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

（數(shù)據(jù)來源：中國產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)）

結(jié)語

近年來，基因測(cè)序技術(shù)發(fā)展迅速，前后歷經(jīng)了四個(gè)發(fā)展階段，新一代的基因測(cè)序技術(shù)具有高通量、成本低、速度快等優(yōu)勢(shì)，在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用較廣。隨著應(yīng)用的不斷增多，基因測(cè)序儀器的生產(chǎn)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)不斷增大，隨著HiSeq系列測(cè)序儀的不斷升級(jí)和推廣，Illumina市場(chǎng)份額逐漸擴(kuò)大，行業(yè)逐漸呈現(xiàn)寡頭壟斷的格局。