北京基因测序仪共享市场分析 赛默飞竟然险胜Illumina！

测序技术在几十年发展历程中不断吸收其他领域的技术，如物理领域的纳米技术和激光技术，化学领域的荧光标记核苷酸技术，生化领域的毛细管先用分析技术和信息领域的高密度芯片技术，并将他们融为一体，形成了现代科学研究中的强力工具。

测序技术和生物信息学得迅速发展进一步扩大了基因测序在临床诊断领域的应用，其在家庭和消费级基因检测领域的应用落地持续发展推进。

NGS关键技术在国外企业手中 国产企业艰难发力

自2010年开始，中国整个基因测序行业的市场规模一直处在高速发展阶段，中位同比增速达40%。据估计，2020年国内基因测序市场规模近140亿元。考虑到国内人口数量带来的巨大红利，基因测序产业在中国发展潜力巨大。

基因测序仪是基因检测产业链上游仪器平台，对仪器设备研发企业来说，实际创造大量利润的却是与设备配套的耗材和试剂。垄断测序仪与配套试剂耗材的企业具有“绝对话语权”。2014年Illumina试剂提价，曾导致华大基因利润急速下滑，年底其净利润增长率为-79.3%，可见上游设备生厂商对中游服务提供商的影响力之巨大。

与其余仪器设备不同，由于研发技术门槛较高，上游基因测序仪厂家数量很少。据统计，目前全球范围内的 NGS 基因测序仪不足 8000 台，分布于 60 多个国家和地区，其中 Illumina 公司的 HiSeq 2000、Genome Analyser 2x、MiSeq 和 NextSeq 等测序平台市场份额占比高达 83.9%；赛默飞的 SOLiD、Ion Torrent 和 Ion Proton 等测序平台市场份额占到 9.9%；Roche 公司的 454 平台市场份额占比 5.3%。Illumina 和 Thermo Fisher 设备占比超过 90%，上游基因测序设备制造已形成垄断。

近年来，国产企业开始发力基因测序上游，涉足基因测序仪器研发。出现诸如华大智造、真迈生物、中科紫鑫、塞纳生物、齐碳科技等几家具有自主研发能力的国产基因测序仪企业。其中华大智造无疑是佼佼者。

华大智造DNBSEQ-T7基因测序仪（原名MGISEQ-T7）

国产华大基因在2013年反向收购美国测序上市公司CG，之后设立华大智造专注国产基因测序仪研发。近几年华大智造发展迅猛，市场占有率不断提高，据华大智造，公司占据了中国二代测序(NGS)35%的市场份额。但下游应用企业平台迁移成本巨大，目前国产二代测序厂商发展依然面临巨大压力。

二代测序辉煌十载 三代测序引领未来

DNA测序技术起源于上世纪70年代，Sanger提出了双脱氧核苷酸末端终止法，同年A.M.Maxam和W.Gilber也提出了化学酶解法，第一代测序技术诞生。2005年，454 Life Sciences公司开发出全球第一台商业化边合成边测序测序仪，第二代测序仪诞生，由此拉开了基因产业发展的序幕。2008年，Helicos Biosciences推出了首台单分子测序仪，标志第三代测序技术来临。

尽管三代测序未来前景可期，当前全球基因测序行业的基石依然还是第二代基因测序仪。

单分子实时测序和纳米孔测序这两种技术在当下长读长测序领域占据主导地位。SMRT 和纳米孔测序技术分别于 2011 年和 2014 年商业化发布，目前 SMRT 技术的主要拥有者为 Pacific Biosciences，纳米孔测序技术则由牛津纳米孔领衔，中国的齐碳科技也于 2020 年 9 月发布了首款自主研发的纳米孔测序仪 QNome-9604。

赛默飞、Illumina势均力敌 Miseq系列为最大赢家

进入21世纪，基因测序技术已经进入遍地开花的阶段，层出不穷的新应用接踵而至，而基因测序仪也已经开始进入寻常百姓家，为广大科研单位和企事业单位提供了坚实可靠的仪器工具。

根据全国大型共享科学仪器平台显示，全国有近600台基因测序仪可供共享借用。其中北京、上海成为共享数量最多的地区，超共享基因测序仪总量三成。仪器信息网对北京地区的共享基因测序仪用户单位、仪器型号及学科领域进行了分析。

测序仪应用学科领域分布

共享测序仪单位包括北京大学、中国农业大学、清华大学这样的高校，也包括中国检验检疫科学研究院、北京市心肺血管疾病研究所、北京生命科学研究所等科研机构，亦有公安部物证鉴定中心等政府部门。其中测序仪在生物学领域的研究与应用占比最高，为41.2%，其次是医学领域，占比为27.1%。此外还包括农学、林学、畜牧兽医、法医等基因测序科研和典型应用领域。

共享测序仪品牌分布

有意思的是，在北京地区所有共享基因测序仪品牌中，赛默飞占比略超测序巨头Illumina，以41.9%的占比险胜位居第一。Illumina以39.5%的占比紧随其后，位列第二。赛默飞旗下Life Technologies早年生产的SOLiD 4、Ion Torrent、3500XL、Ion PGM等成为测序仪的经典机型，在应用市场颇受用户认可。

共享测序仪型号分布

共享基因测序仪型号近30种，多为二代测序，一代测序也有部分。共享数量最多的前十个型号分别为MiSeq、Hiseq 2000、3130XL、PyroMark、3500、Ion Torrent、GeXP、3500XL、3730和NextSeq 500。

Miseq系列基因测序仪在共享单位中使用量最多，能占到15.5%，用目前一句潮流的话来说，Illumina的Miseq系列基因测序仪是YYDS（永远的神）。MiSeq采用可逆链终止物和合成测序法，于2018年正式在中国发布，也是Illumina唯二拥有的NMPA测序仪产品之一。单个仪器上整合了扩增、测序和数据分析的新一代测序仪，每次运行能产生超过1 Gb的数据，且占地面积仅为2平方英尺。具有革命性的流程和准确性，这让它成为快速且经济高效的遗传分析的理想平台。

Hiseq2000是Illumina于2010年推出的二代测序仪。其测序原理与Genome Analyzer II测序系统相似，仍采用可逆终止法的边合成边测序技术。该技术通过将基因组DNA的随机片断附着到光学透明的表面，这些DNA片断通过延长和桥梁扩增，形成了具有数以亿计cluster的Flowcell，每个cluster具有约1000拷贝的相同DNA模板，然后用4种末端被封闭的不同荧光标记的碱基进行边合成边测序。这种新方法确保了高精确度和真实的一个碱基接一个碱基的测序，排除了序列方面的特殊错误，能够测序同聚物和重复序列。Hiseq 2500是Hiseq 2000的升级版。

3130xL-3730xL是赛默飞旗下Life Technologies 早年发布的一代基因测序仪产品。采用桑格-毛细管电泳测序法，具有高读长，准确度一次性达标率高，能很好处理重复序列和多聚序列。但其通量低，样品制备成本高，使之难以做大量的平行测序。

其余型号不再作一一分析。需要说明的是，许多共享的基因测序仪采购年份较久远，甚至有2002年采购并启用的仪器设备，所以以上数据不能代表现今测序市场的份额占比，结果仅供读者参考。

附：基因测序仪专场