十年前，新一代测序市场上三足鼎立。454、Illumina和ABI公司你追我赶，大大推动测序技术的发展。如今，基因组测序领域的竞争仍在继续，但激烈程度远远不及以往。《GEN》杂志近日发表一篇题为“Sequencing Within Reach”的文章，探讨各种测序工具的发展是否能促进测序的普及。

在2007-2012年期间，DNA测序的成本下降了四个数量级，这在很大程度上要归功于Illumina。1000美元，甚至100美元的基因组更有望成为现实。不过，在过去几年里，测序成本下降的速度已经趋于平稳。专家表示，竞争在放缓。

过去十年间，Illumina一直是测序市场上的领导者。SanDiegOmics公司的顾问Shawn Baker表示：“很难说Illumina最激烈的竞争对手是谁，因为Illumina太强大。他们有许多竞争对手，但每个对手只在特定领域竞争，没有人像Illumina那样覆盖整个测序领域。”如果必须选择，Illumina最大的竞争对手可能是Thermo Fisher，但是PacBio、Oxford Nanopore和华大基因（BGI）也是某些市场的竞争者。

1000美元基因组？

许多评论家认为，1000美元的基因组最终将会成为现实。Illumina的董事会主席Jay Flatley在几年前表示，Illumina已经跨过了这道坎。不过，在如今的2018年，它是否真的实现取决于你如何做这道数学题。

Baker表示，Illumina最新的NovaSeq S4流动槽让用户能以800美元的价格测序人类基因组。Illumina的产品营销总监Joel Fellis博士曾在2017年的ASHG年会上表示，Illumina正在迈向100美元的基因组，但没有具体说明何时或如何实现。

Fellis博士承认，对于不能满负荷运行NovaSeq的实验室来说，光是试剂的成本就可以轻松达到800美元。因此，1000美元基因组对这些实验室来说并不像大规模研究中心那么现实。况且，Illumina顶级平台NovaSeq 6000系统的成本将近100万美元（价格仅适用于美国）。

与此同时，英国的研究人员首次利用Oxford Nanopore的长读长数据完成了30倍人类基因组的组装。这家公司的首席技术官Clive Brown在今年1月份宣布，PromethION仪器已经实现了一个里程碑，以不到1000美元的成本达到了30倍的覆盖度。

长短读长之争

采取什么样的测序策略，这要取决于几个因素。如果研究团队了解突变可能发生的位置，那么短读长测序也许是理想的。大多数的人类外显子组和全基因组测序都是利用Illumina的短读长平台开展的。如果研究人员有意从头组装某种生物的全基因组，或获取单体型信息，那么长读长更受欢迎。

同时，成本也是一个考虑因素。从外显子组到全基因组，试剂成本会上升。专家认为，无论是研究整个基因组，还是其中的一部分，一旦长读长的价格下降，短读长将不会使用，至少不会像现在这么普遍。不过，《OMICS: A Journal of Integrative Biology》杂志的主编Vural Özdemir博士说：“当下我会选择短读长，无论是成本还是实用性。”

Coriell医学研究所测序和芯片中心的主任Pan Zhang博士说：“研究尚未证明基因组关联研究对听力损失方面的研究有效。对于这种了解不多的遗传病，你需要一种快速且高效的探索工具，来分析多个样本中的多个基因。”

Thermo Fisher正在为这种数据不太密集的应用开发工具，以便应用于临床环境的靶向测序，如上文提到的听力损失研究。据Baker介绍，Thermo之所以采取这一策略，是因为它的平台无法大规模扩展，与Illumina的大型仪器竞争。

新的竞争对手

文章指出，关于Illumina在测序领域的主导地位，从PubMed的搜索结果中可见一斑。2017年，2500多项研究提及“Illumina”，352项研究提到“PacBio”，78项研究提到“Oxford Nanopore”。Thermo的“Ion Torrent”被178项研究提及，而QIAGEN的“GeneReader”是新成员，只有两项研究提及。

Baker表示，GeneReader很有趣，这不是因为技术本身，而是QIAGEN的定位方式。“QIAGEN没有在技术特征或价格上与Illumina竞争，而是将测序仪与流程中的其他产品（包括样本制备和数据分析）相结合，带来一个‘从样本到答案’的解决方案。这使其成为临床市场的一个有趣选择。”

华大基因也是另一个竞争对手。2017年12月，华大基因宣布与Sanguine BioSciences合作，将1000多名类风湿性关节炎患者的全基因组和电子病历数据相关联。据介绍，BGI测序仪的与众不同之处在于使用纳米球来扩增DNA。与乳液PCR相比，纳米球的错误率略低。

梅奥诊所技术评估小组的主任David Smith认为，BGI的技术有可能改变市场的格局。“BGI现在以600美元的价格提供WGS服务，他们计划在未来两年内降至100美元。当WGS的总成本降至100美元，这可是一件大事，因为WGS将成为一种广泛适用的经济实惠检测。”Smith博士表示，BGI正考虑将一些测序仪给梅奥诊所使用。他认为这样的举动将威胁到Illumina，并推动该公司降价。

另外，Thermo Fisher在今年1月也推出了Ion GeneStudio S5系列测序仪，这是一种基于芯片的测序仪，适合靶向测序实验。另一家新公司Stratos Genomics将推出基于纳米孔的Sequencing by Expansion（SBX™）技术。这家公司已经筹集到2000万美元的风险投资，将用于最终的系统开发。

如何建立共识

文章指出，严重依赖特定的测序方法或工具，都可能引入偏倚，因此正交法才是首选。事实上，许多研究似乎都采用了混合方法来测序和解释结果，表明这些公司也许不是竞争对手，而是相互补充。

即使强大如Illumina，也认识到使其技术与其他产品兼容的重要性。Illumina产品营销总监Kevin Meldrum表示：“我们承认，我们并不是万能的。”他认为，每家公司都应该更主动地接纳其他公司，而不是将其视为竞争对手。Illumina目前正与几家公司（包括PerkinElmer和Eppendorf）合作，实现样本制备的自动化。

2018年1月，华大基因也宣布再次购买10台PacBio Sequel系统。同时，Illumina与Thermo Fisher建立伙伴关系，让AmpliSeq技术与Illumina测序仪兼容。Baker博士认为：“AmpliSeq是Ion相对于Illumina的一个主要优势。如此看来，Thermo似乎放弃了NGS竞赛，认为售卖试剂可以赚更多的钱。”

当然，随着测序技术的发展，基因组分析的能力也必须得到提高。Özdemir博士总结道：“在5-10年内，WGS将变得常规，那些多功能、准确且便宜的平台将占领市场，但我们需要对新技术进行直接比较，以了解其临床有效性和实用性。”

原文检索

Sequencing Within Reach

An Orthogonal Approach to Genome Sequencing