基因测序仪中文测序原理

随着基因组检测技术的迅猛发展，人们对疾病的认知提升到一个新的高度。对遗传物质的正确解读可为疾病的防治提供重要的信息，由此产生了一门新的学科——遗传咨询，新兴的金领职业“遗传咨询师”正在受到妇幼医生、儿科医生、生命科学院毕业生、分子诊断实验室、医院及第三方检验科室工作人员等群体的追捧。　　《瞭望东方周刊》：解码遗传咨询师　　不仅在医疗界受追捧，遗传咨询行业还受到了央级期刊的关注。日前，《瞭望东方周刊》以《解码遗传咨询师》为题详细解析了我国遗传咨询行业的发展现状。《瞭望东方周刊》以典型的孕前检测遗传咨询为例，强调了遗传咨询师的重要性。然而遗传咨询绝不仅限于孕前检测和产前诊断，遗传咨询技术应用极为广泛，遗传咨询所针对的人群也不尽相同。可以是婴幼儿群体和育龄成人，例如对于新生儿代谢缺陷疾病的生化遗传检查；也可以是成年群体，比如各种用药筛选的诊断，常见的如肿瘤用药 甚至可以是健康群体，比如针对某些常见隐形遗传疾病的筛查，以及其他领域的特殊群体，如亲子鉴定、法医学鉴定等。　　遗传咨询师是产业发展的必然，也是人类健康所需　　随着人类基因组计划的完成，基因行业的发展可谓是日新月异。随着基因二代测序技术的兴起与成熟，测序成本大幅减低，基因测序因此从单纯的科研走向了大规模临床应用，迎来了广阔的市场空间。2014年，基因测序设备领域龙头企业Illumina将人类全基因测序的价格降低至1000美金，今年我国一些企业也开始推出自主研发测序系统，目的是降低测序成本，构建良好的行业生态系统。　　与如火如荼的行业生态相比，目前基因消费市场还处于冰海之中，基因测序临床化还存在很多疑点，主要表现在：不了解什么是基因测序?看不懂基因测序结果报告?读懂了检测报告也不知道接下来该怎么做?基因检测要真正惠及全人类，这些问题必须要解决。那么解决这些问题，需要一群专业人士的帮助，他们就是传说中的遗传咨询师。　　遗传咨询师的角色　　遗传咨询师作为揭秘基因密码的专业人士，是链接临床门诊和遗传诊断实验室的桥梁。遗传咨询师必须具有丰富的专业知识、长期工作积累的经验、优秀的沟通能力等。遗传咨询师的工作包括：根据用户的家族史、医疗史和检测目的，给出最适合客户的基因检测产品建议 综合检测报告和所有能获得的信息，评估疾病发生或复发的几率 进行疾病遗传、检测、管理、预防等知识的传授 帮助受试者做出正确的选择，理性面对致病风险，同时疏导检测结果对受试者可能产生的心理问题。　　我国培训体系已建立：遗传咨询分会已举办四届遗传咨询师培训班　　遗传咨询行业在美国已有很多年，但在中国才刚刚开始。基于基因测序技术的迅猛发展以及巨大的临床需求，2015年2月9日中国遗传学会成立了中国遗传学会遗传咨询分会(简称遗传咨询分会)，由著名遗传学家贺林院士出任主任委员。今年8月，贺林院士带领团队与美国两大权威遗传咨询机构的代表——美国遗传咨询师认证行会(ABGC)代表委员、美国遗传咨询认证委员会(ACGC)代表委员在波士顿进行了正式的官方会谈，商讨建立了中美双方在遗传咨询领域的官方合作机制。这意味着我国将出现一批与国际标准接轨的经过专业培训的认证遗传咨询师。　　自成立遗传咨询分会以来，我国举办了四届遗传咨询师培训班。2015年4月22日由中国遗传学会遗传咨询分会主办，复旦大学生命科学院承办的第一届遗传学会遗传咨询师培训班在上海正式开班。此次培训班面向医院的医生、从事临床诊断的实验室人员(出生缺陷和遗传病、遗传综合症、复杂疾病、儿科、产科、肿瘤等科室)、检验师、相关科研和教学工作者，共开设三门课程，分别是医学遗传学(基础篇)，临床医学遗传咨询(各论篇)和遗传检测分析与诊断方法，共8天，72个学时。内容涉及遗传病、出生缺陷、复杂多基因病、个体化用药和基因组转化医学等各方面，并详细介绍基因组时代可用于基因检测和分子诊断的多种技术手段，特别是利用新一代测序仪和基因芯片进行全基因组SNP、CNV、基因表达和突变分析等，同时，进行分子诊断临床实践、报告解读以及遗传咨询等情景案例教学。　　2015年7月14日，中国遗传学会遗传咨询分会在中国遗传学会遗传咨询分会主席贺林院士的牵头下，联合了国家辅助生殖与优生工程技术研究中心暨山东大学附属生殖医院于济南开办了第二届遗传学会遗传咨询师培训班。此次培训班在第一次成功开班的基础上，引进了美国和香港中文大学遗传咨询师培训课程和教学模式，实现与国外相关领域的全面接轨，以主题演讲、病例讨论、学术互动等形式，使学员们通过本次培训，可以获得最新的医学遗传知识，掌握处理存在遗传病风险的患者及其家庭的医学策略，理解包括单基因病、多基因病在内的分子机制，并能解释疾病的遗传机制，理解分子遗传方法的原理，建立发现致病基因的科学策略。　　2015年11月5日中国遗传学会遗传咨询分会第三届遗传咨询师培训班(初级班)在美丽的广西南宁市(邕城)盛大开幕。此次培训班面向具有临床资质的临床医生 医学院或生命科学院本科毕业生 分子诊断实验室，医院及第三方检验科室初级职称者 从事相关专业的科研教学、临床检验、遗传诊断，遗传咨询工作经历2年以上者。　　2015年11月7日由遗传咨询分会主办，中国医科大学附属盛京医院承办的第四届遗传学会遗传咨询师培训班在辽宁沈阳市盛大开幕。内容包括遗传咨询基础理论、遗传咨询临床应用、遗传咨询检测技术和遗传咨询政策法规四个部分。此次培训班将在之前成功开班的基础上，进一步完善培训课程和教学模式，在7天的集中培训后，还设立了3个月的远程培训。远程培训的课件邀请ABGC的授课老师设计，包含多种临床案例的遗传咨询，汇聚了北美遗传咨询师教学的精华案例，使国内的遗传咨询培训第一次和北美遗传培训同步。　　记者了解到，遗传咨询分会目前正在筹备下一届遗传咨询师培训班的召开，这意味着我国遗传咨询师培训体系已全面拉开。　　结语　　高通量测序技术的发展，为遗传病和癌症的预防、诊断和治疗带来了福音。在这些高新技术进入临床实践应用的过程中，逐渐暴露出目前医疗体制和医疗环境的不足，规范指南的缺乏，相关机构和技术人员短缺等问题。其中，最主要的问题体现在临床一线遗传咨询师的短缺和相关知识，尤其是对检测报告的解读、遗传学诊断和临床处理策略方面相关知识的匮乏。因此，加速增加遗传咨询师的培训、认证、岗位设定等内容迫在眉睫。随着国家的高度重视和支持力度的迅速增加，遗传咨询正成为基因测序转向临床应用必不可少的一环。

2024年9月9日，华大集团在25周岁生日到来之际，向全球发布最新测序技术——CycloneSEQ测序技术，两款小而美、小而优，拥有自主产权的新型基因测序仪——纳米孔测序仪CycloneSEQ-WT02（以下简称“WT02”，中文名“梧桐”）、CycloneSEQ-WY01(以下简称“WY01”，中文名“五岳”)首次呈现在世人面前。纳米孔测序仪CycloneSEQ-WT02发布现场伴随全读长时代的到来，生命更加可以测量。华大在“读”生命的工具——基因测序仪领域成为全世界唯一拥有激发光、自发光、不发光三种不同技术路径测序仪的机构，中国将给全世界更多、更新、更好的选择。今年6月，华大智造获得华大序风纳米孔测序产品的全球市场经销权，WT02将于即日起开放订购，WY01计划将于2025年上半年上市。这也意味着，除了DNBSEQ高通量基因测序仪以外，华大智造将为全球用户提供包括纳米孔测序仪在内的多组学工具，为生命科学6D时代注入澎湃动能。华大集团同时发布面向临床的基因检测多模态大模型、面向人人的基因组咨询平台和智能化的疾病防控系统，还正式发起“探极计划”，呼唤全球合作伙伴，共同推动极端环境下的样本采集、科学研究和产业应用。先利其器：读、写、存工具贯穿华大集团联合创始人、董事长汪建致辞上个世纪以来，世界进入大科学时代，科研范式发生深刻变革，一个个大科学计划深刻影响世界力量格局。从DNA双螺旋结构到生命中心法则，从DNA重组到DNA测序，20世纪中叶尤其是人类基因组计划实施20多来，生命科学和生物技术突飞猛进。为了祖国的荣誉，为了破解生命密码，华大于1999年9月9日诞生。怀着强烈的家国情怀，在汪建、杨焕明、刘斯奇、于军4位创始人的倡议和带领下，华大排除万难，牵头承担并圆满完成大科学计划——人类基因组计划1%项目，中国成为唯一参与人类基因组计划的发展中国家，被中华世纪坛青铜甬道永远铭刻。从北京到杭州到深圳，华大诞生25年来，始终坚持大目标导向，坚持“基因科技造福人类”，坚持大平台、大资源、大合作、大场景、大数据、大科学、大产业多管齐下，聚焦生命多组学，聚焦生命科学“读写存”工具的研发、应用，勇于创新，敢于突破，以任务带学科、带产业、带人才，研产学一体化，成为全球领先的生命科学前沿机构，中国也成为继美国之后第二个掌握临床级高通量测序仪的国家，成为多组学这个新的竞赛场地的重要规则的制定者之一。斗转星移。如今的华大集团，全球总部位于深圳，分支机构遍及全国以及全球50多个国家和地区。员工总数约万人，其中国际员工800多人，平均年龄33岁。华大集团由非盈利板块、产业板块构成。非盈利板块包括华大生命科学研究院、华大教育中心、国家基因库（代运营）、GigaScience出版社等，产业板块包括华大基因、华大智造、华大万物、华大营养、华大鉴正、华大细胞、华大序风等，成为一个核酸奠基、自强不息的生命体，也成为基因产业链的链主企业，为中国基因产业降低对外技术依存度、基因科技实实在在造福全人类做出了重要贡献。“从激发光测序仪到自发光测序仪，再到今天公布的不发光测序仪，三类机器，三种不同原理、不同测序方式结合在一块，我们是全世界唯一的一家。在下一个生命时代，我们绝对不能亦步亦趋，要走出一个新的路子，换一种交通方式。我们要飞起来，让“旋风”旋起来，在未来以大数据为基础的生命科学发展、生物经济发展上走出一条引领世界、支撑世界的发展道路。”华大集团联合创始人、董事长汪建在发布会致辞中表示。十年一剑：从“首款”到“首款”华大生命科学研究院院长、华大集团执行董事徐讯介绍新产品凡是生命，皆为序列。130多亿年宇宙史、40多亿年地球史、30多亿年生命史……自有生命以来，所有生命都使用一种语言，即都是由A、T、C、G这4种碱基对组成。一部社会发展史，就是一部科技进步史、一部工具进步史。从最初购买，到后来的引进、消化吸收、再创新，过去十多年来，华大投入上百亿资金，联合上下游产业机构，经过艰苦卓绝的努力，实现生命科学读、写、存工具全贯穿，研制出一系列具有自主知识产权的“大国重器”：“读”工具上，覆盖高中低不同通量，全球最高通量测序仪DNBSEQ-T20X2的单人全基因组检测试剂成本降到100美元以下；“写”工具上，高通量基因合成仪不仅变成现实，还初步实现规模化、商业化；“存”工具上，已经研制出DNA存储设备、生物样本库。在测序技术基础上，华大还实现时空组学技术突破，分辨率达到500纳米，被誉为“超广角百亿像素生命照相机”。共有共为共享，坚持走工程生物学道路，华大智造测序仪已经覆盖70多个国家和地区。从2015年首款自研高通量基因测序仪发布，到如今首款华大纳米孔基因测序仪诞生，自发光、激发光、不发光三种技术路径的测序仪均已问世，十年磨一剑，华大已成为国内首个掌握“短读长”及“长读长”测序工具的机构，也是全球唯一一家掌握超高通量、超低成本、超长读长测序仪的机构， 真正实现了“全读长”测序产品的全周期闭环。基于全新推出的CycloneSEQ测序技术，华大生命科学研究院院长、华大集团执行董事徐讯在发布会上正式带着两款小巧便携的“WT02”及“WY01”测序仪亮相。这两款测序仪在核心技术和关键组件上实现突破，特别是在单芯片孔道蛋白数量、测序速度、测序读长和准确率等关键指标上表现卓越，彰显了其在测序领域的领先地位。“有了工具在手，我们在基础科研、临床应用上不断取得新的突破。然而随着不断探索，我们遇到了到基于DNB的短片段测序仪仍然无法解决的问题。 基因组上仍然有8%的‘暗物质’区域无法检测到；许多微生物基因组GC含量异常，常规测序无法完成组装；现有DNB平台面对复杂结构变异造成的遗传疾病很难解析；也无法实现实时、快速的测序，解决ICU里感染的快速检测需求。面对这些挑战，已有成熟的技术和产品，提升10%，已经是极限。只有打破惯性，寻找提升10倍、甚至100倍的新技术，也许能够更容易、更快地解决问题。”徐讯介绍道。WT02是一款中通量的纳米孔基因测序仪，小巧便携，采用双芯片架构，支持独立运行，具有灵活的通量选择。它的优势可以用三个词概括：全覆盖、快速读和自由测。它不仅能够轻松应对复杂序列的挑战，而且单次测序成本低、无需凑样、随测随停，能实时输出测序结果。WT02在生命科学领域有广泛的应用场景，比如，它能快速识别病原微生物并且快速溯源；准确完整检测复杂遗传病帮助更多家庭；获取基因组图谱推进生物多样性研究等。WY01是一台高通量纳米孔测序仪，配套高通量高密度芯片，不仅具有超长读长和持久续测等性能，更能够全面覆盖复杂基因组序列。它可应用于数据通量需求更高的应用场景，比如大基因组、人基因组重测序、全长转录组测序和表观遗传学检测等。WY01的出现，填补了国内纳米孔测序领域高通量芯片的空白，多项关键性能处于全球领先的水平，它可加速疾病研究和诊断，促进跨学科研究合作，支持生物多样性和生态学研究。如果说WT02可以被喻为“全公路越野车”，稳定且强悍,能够在复杂的样本中精准捕捉细微信息。那么，另外一款纳米孔测序仪WY01更像是一辆全副武装的工程车，其独特的生产能力令人瞩目。这款设备能够在短时间内完成更多的任务，快速而高效地扫描整个基因组。在性能参数方面，两款纳米孔测序仪的测序读长均覆盖百bp至Mbp （1Mbp等于10的6次方）级别的读长范围，可满足从基础科研到复杂疾病研究的广泛需求；在测序时长与速度上，用户可根据实验需求在10分钟至72小时内完成测序，测序速度为350 - 420 nt/s，每分钟可以产生10Mb的数据，并且可实时获取测序序列结果。在测序准确率上，单次测序准确率为97%。在更深的测序深度下可实现99.99%的一致性准确率。 此外，WT02的单芯片孔道蛋白数高达4092个，单芯片实验室最大通量达50Gb（1Gb 等于10的9次方）。WT01在此基础上，单芯片将提供8倍数量的孔蛋白，将达到惊人的3万个蛋白孔，单芯片数据产量将提升到8倍。CycloneSEQ测序平台经过多个用户测试，证实了其卓越的性能和稳定性。该平台在感染疾病诊断中能迅速识别各种病原体，如呼吸道百种病原，同时也能在遗传病诊断中精确检测复杂的遗传变异，如地中海贫血等疾病。在科研领域，CycloneSEQ已经成功完成上千个物种的单菌组装图，并实现了多个动植物染色体级别参考基因组图谱的构建，其中包括首次完成鬃狮蜥Z染色体的完整解析，发现大量的转座单元和频繁重组区域，提示了这个物种潜在的性别决定机制。面对极端GC含量基因组等技术挑战，CycloneSEQ也能实现环状基因组的完整组装。作为深海测序仪系统之一，它在极端环境下稳定运行，并成功地对水体环境微生物进行了原位鉴定。此外，结合时空组学和细胞组学工具等多组学工具，CycloneSEQ提供了多维基因组分析，为推动生命科学领域的发展提供了强大的支持。生态赋能：给世界更好的选择伴随对生命认识的加深和工具的进步，人类在科技创新的精度上显著加强，对生物大分子和基因的研究进入精准调控阶段，从认识生命、改造生命走向合成生命、设计生命，一场多组学革命正在全球范围掀起，世界正在加速进入生物经济时代。 欲善其事，先利其器。2015年，历经引进、消化吸收、再创新的艰难历程，中国首款国产桌面型高通量基因测序仪BGISEQ-500问世。此后将近十年的时间里，华大智造构筑了覆盖高中低不同通量的完整产品矩阵，将基于DNBSEQ技术的“短读长”测序仪带到了全球70多个国家和地区，测序设备新增装机市场份额连续两年位居国内第一，中国国产测序仪在生育健康、肿瘤和传感染疾病防控、慢性病管理等场景，在大人群基因组学、疾控、海关、司法、教育、文物、生态环境、生物多样性等领域得到越来越广泛的应用。作为行业奠基者、引领者，伴随技术带动和外溢效应，中国基因检测行业也得到了长足发展。2024年，随着代表“长读长”技术路线的首款纳米孔测序仪正式推出，华大实现了“全读长”测序产品的闭环。基于前期积累的全球化网络与稳定的物流供应链、完善的售后服务体系，华大将为用户带来更好的体验。华大集团CEO、执行董事尹烨在《生命可测：SEQ ALL》主旨演讲中指出，生命科学领域也有自己的“光刻机”，那就是基因测序仪，而“不能自己造硬件的实验室，可以是一流，却往往不是顶尖。”他特别提到了行业有关“测序技术代际关系”的描述常常存在“误解”，他认为“测序从不分代，只是技术路线不同。能解决问题的，就是好技术。”华大集团CEO、执行董事尹烨做主旨演讲尹烨表示：“在过去的20年间，基因测序成本下降为千万分之一。短短9年的时间，我们从‘给世界多一个选择’，到如今实现 ‘给世界更好的选择’。100美元个人全基因组已经由华大团队率先实现，而10美元基因组，我们已经在路上。”伴随学科交叉融合的不断发展，科学技术和经济社会发展的加速渗透融合，科学研究也正向极宏观拓展、向极微观深入、向极端条件迈进、向极综合交叉发力，不断突破人类认知边界。华大人的“足迹”，也正不断向极端环境迈进，已经延伸到了海拔8848米的珠穆朗玛峰、10900米深的马里亚纳海沟，以及南北极区，不同研究团队持续进行极端环境下的科学研究。尹烨在发表主旨演讲时宣布，华大集团正式发起“探极计划”，期待联合全球合作伙伴，共同推动极端环境下的样本采集、科学研究和产业应用。CyloneSEQ纳米孔测序仪发布后，在汪建和华大集团执行董事、华大智造CEO牟峰的见证下，超过70家科研及临床用户代表与华大生命科学研究院领域首席科学家、华大序风总经理董宇亮，华大智造副总裁 、中国区总经理彭欢欢共同签署合作协议，首批CycloneSEQ用户达成签约合作意向。随后，超过140家科研机构及企业代表共聚一堂，正式宣布“SEQ ALL联盟”成立，该联盟旨在构建开放、透明的应用生态合作组织，基于“全读长”测序平台及多组学工具，凝聚行业之力，共同推动行业标准的制定与完善，提升行业技术水平及服务质量，为行业良性发展提供标杆，共同攀登生命科学技术高峰，同时更广泛地在卫生健康、科研等领域加以应用，推动“基因科技造福人类”进一步变成现实。AI驱动：人人基因组时代加速到来近些年来，伴随高通量基因测序、自动化数据分析、生物信息分析等技术的发展，生命科学研究越来越依赖于大数据技术分析，尤其是深度学习的人工智能方法。根据《2023年基因行业蓝皮书》分析，基因产业链包括基因测序、基因合成、基因治疗等，从竞争力上分析，我国在测序仪、生物信息分析、无创产前筛查等方面处于世界领先水平，但在分子育种、基因治疗、基因大数据等领域与行业先进水平比还有很大差距。近年来，伴随美国、英国等国家围绕生物技术和生物制造、工程生物学等出台一系列国家战略、目标和愿景，生命科学和生物技术领域的竞争日趋激烈。无尽前沿，无尽探索。在向生命科学高峰不断攀登的征程中，核心工具将继续发挥关键作用。从“给世界多一个选择”到“给世界更好的选择”，华大将进一步拥抱多组学浪潮，持续推出更灵活、更多元、更完整的生命解码工具，为解决生老病死、万物生长、生命起源、意识起源等终极问题持续提供先进“利器”。面对人人基因组时代的呼啸而至，面对大数据驱动下的范式变革，从规模化到智能化，从大队列到大人群，从珠峰到深海，从沙“膜”到多年生作物，从生命起源到意识起源，华大将进一步联合学界业界同仁，以实际行动践行“基因科技造福人类”的使命和愿景。

如果说二代测序的使命是使成本降低到1000美元/基因组的话，那么三代测序的使命就是使成本降低到100美元/基因组，进一步促进测序发展为临床的常规检测技术，在临床诊疗上发挥更大的作用。在年初的J.P.Morgan健康医疗大会上，美国基因测序公司Illumina宣布将创建一个新公司——Grail，致力于开发一种不超过1000美元的血液检测，用于多类型癌症的早期筛查。这种肿瘤DNA测序的主要目的是在无症状的个体中诊断各种各样的癌症，从而实现提前预防或治疗。　　随着技术的不断进步，基因测序的成本正变得越来越“亲民”。不过，人们认为1000美元仍然不能使基因测序成为一个“飞入寻常百姓家”的临床诊断价格，人们的下一个目标是100美元。　　“如果说二代测序的使命是使成本降低到1000美元/基因组的话，那么三代测序的使命就是使成本降低到100美元/基因组，进一步促进测序发展为临床的常规检测技术，在临床诊疗上发挥更大的作用。”南方科技大学副教授、深圳市瀚海基因生物科技有限公司(以下简称“瀚海基因”)创始人兼CEO贺建奎告诉《中国科学报》记者，随着第三代测序技术(即“单分子测序技术”)的发展，人们距离这个目标正越来越近。　　第三代测序更易临床推广　　在世界范围内，基因测序仪一度被几家主要的公司所垄断，著名的测序公司有Illumina、Life Tech、罗氏(Roche)、太平洋生物等，我国99%以上的测序仪和试剂都依赖于进口。而在单分子测序方面，此前也仅有美国和英国推出了第三代测序仪。　　“业界对第三代测序仪非常关注。太平洋生物于2014年推出一款小型化的单分子测序仪Sequel，在短短一个月的时间内，他们公司股价就上涨了一倍。”瀚海基因化学部总监高雁介绍说，在临床应用方面，第三代测序仪有着比二代测序仪更大的优势。　　“二代测序需要一个比较复杂的样品制备过程，同时为了建库，还需要匹配十余台设备，光这些设备就需要一百多万元。”高雁告诉《中国科学报》记者，二代测序技术很难在医院推广——医生并不愿意进行烦琐的、需要相对专业水平的样品制备等操作，他们更期待一键式、自动化的操作仪器：待测样品放进去，自动运行，隔天之后就得到一个非常直接的报告，而不是将测序结果交由第三方的生物信息学的专业人员进行分析，再给医生反馈。　　贺建奎认为，相比二代测序，第三代测序技术在临床上的应用有明显优势：第三代测序技术不需要PCR扩增，可直接对单个分子进行测序 样品制备简单，测序成本进一步降低 可直接读取RNA的序列和包括甲基化在内的DNA修饰。这些优势可以大大改善临床基因测序的成本、速度和质量。　　瀚海基因2014年5月份立项，致力于开发一款面向临床应用、可供医生直接使用的第三代基因测序仪。2015年10月底，瀚海基因率先在国内研发出第三代测序仪的原理样机“GenoCare”，引起了国内外的广泛关注。贺建奎预计，工程样机将于2016年下半年制成。　　精准医疗的入口　　基因测序作为精准医疗的重要一环，随着技术的进步以及成本的下降，近年来发展迅速。　　精准医疗主要包括精准诊断和精准治疗两部分。作为精准诊断的关键，基因测序已成为当仁不让的精准医疗的入口。如今，医疗部门通过基因测序及分析技术对病人分子层面信息进行收集，再利用生物信息学分析工具对所有信息进行整合并分析，医生可以早期预测疾病的发生、可能的发展方向和疾病可能的结局，以帮助作出诊断。　　贺建奎介绍说，目前，单分子测序平台可以广泛应用于无创产前诊断、肿瘤早期无创诊断、胚胎植入前遗传学筛查、病原体检测和遗传病基因变异检测等。　　“已有文献报道证明，对唐氏综合征的筛查，单分子测序技术比Illumina测序技术对检测21号染色体异常更为灵敏。”高雁告诉记者，他们的实验设计还显示，单分子测序能够检测到3%的低频突变。　　对于病患而言，如果切除癌症的肿瘤组织，其中大概只有40%是真正的癌症组织，其余60%则是正常的血管等组织。而在40%的癌症组织中，大约只有50%发生了癌细胞突变，另外一半正常。这样算下来，需要真正检测的有突变的癌症细胞只占所要切除的癌症组织的20%左右。　　“我们研究团队将靶向基因捕获和测序融合在一步完成，实现了单分子靶向测序。经过实验设计，证实了可以检测到3%低频突变。所以我们认为，这个原理将来有可能用到癌症的早期检测。”高雁说。　　此外，贺建奎告诉记者，对于诸如埃博拉等重大暴发性传染病的应用领域，第三代或第四代(纳米孔分子测序)测序技术的应用，更是能够第一时间让病毒现出原形，从而为重大传染病防控提供科学依据。　　“测序技术不能仅仅用于科研，更要用于临床，这样才拥有更广阔的市场和更长久的生命力。”高雁说。　　并非取代二代测序　　尽管第三代测序技术优势多多，但并不意味着单分子测序无所不能，也并非毫无瑕疵。贺建奎告诉记者，目前第三代测序并不能取代二代测序，而是作为对其的一种补充共同发展。　　“单分子测序有通量限制，普遍不如二代测序仪高。这限定了其在全基因组测序方面‘拼’不过二代测序仪。”贺建奎说，单分子测序仪并不适合独立做全基因组测序，更适于针对有限的、个性化的、目标性的应用。　　此外，第三代测序仪尽管节省了人力和物料成本，但它的硬件成本还相对较高。贺建奎举例说，太平洋生物公司一款单分子测序仪的成本约为150万美元，其最新版本尽管降低了1/3的成本，其“身价”仍令人咋舌。　　“总体来讲，第三代测序仪还处于起步的发展阶段，仍有未知的空间等待进一步探索。比如三代测序仪提供了一个强大功能，它或能发现潜在遗传信息。”贺建奎说，基因测序技术作为生物大产业的金字塔顶尖的技术，需要国家大力支持。　　“三代测序技术的发展需要国家像支持国产CPU、国产大飞机那样的力度去支持。”贺建奎认为，基因测序技术涉及多学科领域的交叉，这一行业的快速发展，势必带来光学、表面化学等工业品质的提升，这些方面的共同进步最终将推动“中国制造”走向“中国创造”。