高通量、低成本将成为基因测序技术主流发展趋势

    新的测序技术还在不断被发明，每项技术都有超过前代产品的特色。而低成本、高通量是未来的发展趋势，随着测序技术的发展，其用途也会更加广泛。

    目前来看，第二代测序技术是商业应用的主流技术。现有的技术平台主要包括Roche/454 FLX、Illumina/Solexa Genome Analyzer和 ABI Solid system。这三个技术平台各有所长。454 FLX 的测序片段比较长，高质量的读长能达到400bp；Solexa 测序性价比较高，其设备费用与单次运行费用都大大低于其他平台；Solid 测序的准确度最高，原始碱基数据的准确度大于99.94%，至今在第二代测序技术中其准确度无与伦比。低成本、高通量、精准度的优势使得第二代测序技术的应用不再局限于单纯的测序，能有助于科研人员更全面、更深入地分析基因组、转录组、蛋白质之间交互作用组的各项数据。目前第二代测序技术已成为一项广泛使用的常规实验手段，促使生物学和生物医学研究领域飞跃性的发展。尽管第二代测序技术优势众多, 但是价格不菲也是有目共睹的，一台仪器的价格大约在50 万美元, 这是一般实验室测序工作不会考虑购买的。因此，其对于全基因组测序、鉴定体细胞突变等大型基因组测序，第二代测序技术则更为适合。

    目前第三、第四代测序技术已开始逐渐进入商业应用领域，但其离大规模推广还有较远距离。第一代Sanger 测序法为我们打开了了解生命信息的大门、第二代测序技术的产生又极大地推动了相关研究的突破性进展，但是这两代测序法的技术瓶颈是难以克服的，特别是模板扩增和序列读长成为最集中的矛盾所在。第三代测序技术是值得期待的，然而其精确性还有待突破。以Helicos 最先上市的单分子测序仪为例，由于其采取的技术策略具有局限性, 读长较短（25-55bp）；其显微镜的高精密度要求不仅造成其仪器体积庞大、价格昂贵，而且对环境要求较高，升级困难。而且，由于第三代测序技术是单分子测序，在测序反应中每产生一个错误都会被忠实的记录下来难以分辨，这就造成了其准确性仅有85%。虽然可以通过重复测序进行一定程度的纠正，但相较于第二代测序技术动辄99.5%以上的准确性，确实是其最大的短板。

    而第四代纳米孔测序，虽然其优点十分明显，与前几代技术相比在成本、速度方面有着很大优势，但是目前还处在起步阶段，从测序原理到制造工艺都存在有许多问题，许多技术也都只停留在理论阶段。目前研究者们所做的工作都是在实验室中对单个纳米孔进行研究，而无法将其运用到商业中。到目前为止，还没有办法能够快速制作出直径大小均一、且都在5nm 以下的纳米孔阵列，在DNA测序芯片向商业化转变的道路上，这是必须解决的一个问题。但是，相信随着半导体制造工艺和纳米电子学的不断发展，人们一定会制作出高质量的纳米孔芯片。

    智研咨询发布的《2014-2019年中国基因检测市场调研及投资战略报告》指出：随着测序仪代次的更迭，实现测序目的的技术已经逐渐由偏重生化反应转向偏重物理学、材料科学等非生物学科。未来基因测序面临的最大挑战是如何将测序成本降低到更多更小的实验室都可以接受的范围。而测序技术不断地改进，对于医学而言可能是革命性的发展。如果测序的费用能达到1000 人民币/人、时间缩短到12小时以内的话，那么基因测序将很快普及，会给医疗领域很多诊断和治疗带来革命性的变化。未来的测序应用不单是科研，而重点在于临床，将为个性化医疗提供新的天地。此外，在法医领域、人群DNA 数据库、病历数据库等方面，均有可期待的应用。