時至今日，比肩“曼哈頓計劃”“阿波羅計劃”的基因測序競賽已持續超30年。

去年年中，一場耗時3年的中外基因測序龍頭的專利侵權案，以華大智造獲賠3.25億美元告一段落。

(資料圖片僅供參考)

這場中國科技史上的罕見勝仗，不但引起了國內外的極大關注，也讓基因測序儀行業走向臺前。

在整個基因檢測產業鏈中，上游儀器的研發制造是產業鏈條中最核心、最不可替代的環節。

然而在很長一段時間里，我國在基因測序儀領域幾乎完全依賴進口，長期受Illumina因美納、Thermo Fisher賽默飛等國外企業的壟斷，沒有自己的品牌。

隨著華大智造的二代基因測序儀上市，多家國內企業也相繼發布國產基因測序系統，行業壟斷下的基因測序儀開始絕處逢生。

“測序產業鏈上游有極大的國產替代機會。”新一代基因測序儀企業齊碳科技的聯合創始人謝丹表示，在國家政策引導下，資本正流向實體經濟和硬科技領域。而測序行業上游，也就是基因測序儀研發及制造，正是生命科學領域最硬核的技術之一。

如今，位于行業上游且自主掌握測序儀關鍵技術的國內企業，正在加速追趕。

“受制于人”的困境

過去的數年間，基因測序產業鏈中游和下游的需求持續激增，上游的基因測序儀，也因此成為生命科學領域中最炙手可熱的工具之一。

但作為高端設備，基因測序平臺開發的技術壁壘高、工藝復雜，既往技術路線難以突破和沿襲，部分核心部件依賴海外市場，包括硬件系統和測序試劑，都在不同程度上受限于國外供應商。

長期以來，我國基因測序儀器市場都被Illumina等外資品牌所壟斷，相關的企業具有“絕對話語權”，國產測序儀則一度存在空白。

作為全球測序儀的霸主，美國公司Illumina在2014年前后開始對產品進行提價，背后的目的顯而易見，希望通過設備和技術壁壘，“壟斷”整個基因檢測產業鏈條的話語權。

這使得下游客戶華大基因利潤下降，業內由此意識到了“卡脖子”的危機。正因如此，華大基因打定了主意，必須向上游突破。

在收購了美國CG公司之后，華大獲取了測序儀核心專利技術，隨后組建測序儀研發團隊，用兩年時間研發出了自己的基因測序儀器和配套試劑。

2016年，華大集團孵化出華大智造，其專攻產業上游的基因測序儀和試劑，并在幾年后成功登陸科創板。

也正是在這一年前后，國內許多做測序儀的創新企業也開始涌現出來，齊碳科技、賽陸醫療、今是科技等企業都在那個時期成立。

“彼時，國內的基因測序行業發展主要集中在中游和下游，上游儀器研發制造作為產業鏈條中最核心、最不可替代的環節，卻長期受制于國外企業的壟斷，只能依賴進口。”

齊碳科技的聯合創始人謝丹說到，公司的幾位聯合創始人一直做著測序技術相關的工作與研究，懷揣著“做出國人自己的納米孔基因測序儀”的初心，創辦了專注于納米孔基因測序技術研發與應用的齊碳科技。

貝瑞基因董事長高揚也曾提出，測序儀在整個產業鏈中擁有極高的技術壁壘和價值，為中下游測序服務提供基礎支撐，為最大程度契合中國人群特點、契合中國臨床特點，測序儀的國產化是必由之路。

為了牽制這些后起之秀，Illumina開始采用專利訴訟手段，首先把矛頭對準了基因測序國產替代的龍頭企業華大智造。

自2019年開始，Illumina及其子公司在中國境外對華大智造發起了多起專利訴訟，而華大面對來自既得利益者的極力阻撓，也開始在專利戰中開始反擊。去年5月，華大智造宣布贏得了對Illumina專利訴訟，并獲賠超3億美元。

根據Grand View Research的統計，Illumina和Thermo Fisher由于起步較早，在基因測序儀器設備和試劑耗材方面占據較大的市場份額，2019年二者在全球基因測序市場的份額分別為74%及13.6%。同期，華大智造的市占率為3.5%。

3.5%的占有率雖然不高，但意義非凡，這意味著國產自主研發的測序儀產品已有一戰之力。

國產測序儀追趕

據灼識咨詢數據，中國基因測序儀及耗材市場規模從2015年約17億元增至2022年約47億元，復合年增長率約為15.2%。該機構預測，這一市場將于2032年達到約301億元的規模，復合年增長率約為20.4%。

近兩年，以華大智造為代表的的國內企業逐步攻破測序儀的國產難題，追趕的號角已經吹響。

根據原理不同，主流的測序技術已經衍生出4代，即人們熟知的第一代測序（Sanger法）、第二代測序（NGS）、第三代測序（SMRT單分子實時測序）、第四代測序（納米孔基因測序技術）。

目前，國內普遍以二代基因測序技術（NGS）為主流，其占據接近80%的市場份額。

二代基因測序技術，也叫高通量測序技術，一次可對幾百、幾千個樣本的幾十萬至幾百萬條 DNA分子同時進行快速測序分析，其降低了測序成本、縮短了測序時間的同時，還保持了較高的準確性。

二代測序的通量大，價格相對一代測序也大幅降低，Illumina、華大智造都專注于二代測序領域。這一技術路線在過去十年里取得了巨大的成功，基因測序成本也因此持續斷崖式下降。

需要注意的是，二代基因測序儀也并非萬能。其NGS讀長短、流程較為復雜，無法覆蓋更廣泛臨床場景下復雜樣本的測序需求。

隨著市場格局逐漸成熟與明朗，國內基因測序創業者也在積極探索新發展方向與市場機會。

萬眾一芯創始人胡文闖教授認為，“通過不斷提高通量來攤薄單個樣本價格是相對的，在臨床應用等種小通量測序需求方面卻存在低效率、高成本的挑戰。因為高通量的基因測序儀不僅售價高昂，而且每次開機使用的固定成本也是居高不下，大規模數據分析也非常耗時，導致病人收到檢測報告的時間很長且費用依然高昂。”

胡文闖教授提到，由技術創新帶動的開機成本更低、流程更快、操作更簡便的小型基因測序儀更適合小樣本量、疾病靶向測序、樣本隨到隨檢的臨床應用，是對大樣本量的高通量測序的一個有效補充，共同推動測序技術在科研和臨床更廣泛的應用。

值得一提的是，以單分子熒光測序和納米孔基因測序為原理的三代和四代測序技術，讀長更長、單次測序開機成本更低、應用更為廣泛，使基因測序的低成本、高通量、長讀長、高精確率都有可能變為現實。

2022年12月，今是科技發布首款中通量納米孔基因測序儀Gseq500，計劃于2023年上半年完成Beta測試、生產基地建立等量產準備工作，在下半年實現量產和銷售，進入商業落地階段。

而已經商業化一年有余的齊碳科技持續技術創新，于今年3月發布了最新升級的K2納米孔蛋白、硅基測序芯片QCell-S以及新一代測序算法套件Hound v1.2，整體測序性能大幅提升。發布會上，齊碳科技宣布將在今年夏天推出首款中通量納米孔基因測序儀。

齊碳科技采用的是納米孔鏈測序法，這一技術的基本原理是，在電場力驅動和控速蛋白的雙重作用下，使單鏈核酸分子穿過納米尺寸的蛋白孔道，通過捕捉堿基穿孔時隨時間變化的電流信號，實時識別其堿基排列信息，從而實現對單鏈核酸分子的測序。

“雖然目前二代仍是國際主流，但二代測序已經進入到紅海競爭，納米孔測序技術具備讀長長、便攜等獨特優勢，已經處于市場爆發前夜。”齊碳科技的聯合創始人謝丹表示，短期內納米孔測序儀可與二代互補，長期來看，伴隨納米孔測序技術迭代、準確率持續提升、成本持續下降，會逐漸占領二代測序市場空間。

機構開始瘋搶

2022年至今，國產基因測序儀行業可謂風光無限，資金大舉涌入這個賽道。

曾供職于BV百度風投，現就職于源碼資本的張玉豪博士就曾表示：我們非常看重國內生命科學工具底層創新帶來的生物醫療產業革新機會。

今年4月，依托第四代（納米孔）基因測序技術的梅麗科技完成數千萬元A+輪融資，由安圖生物獨家戰略投資，所投資金將主要用于繼續深入納米孔基因測序技術研發。

今年3月，NGS平臺賽納生物獲數億元C+輪融資，用于研發專利可控的測序儀，背后的資本方有源碼資本、建信股權、亦莊國投、方正和生、荷塘創投，是繼2022年8月完成由國調基金領投的投資后C+輪的又一次融資。

同樣是今年3月，今是科技宣布完成由廣發信德和萬原點基金聯合投資的B+輪融資。所募集的資金將用于實現Gseq500中通量納米孔基因測序儀的量產工作。

2022年12月，基因測序上游廠商齊碳科技宣布完成7億元C輪融資，由美團領投，華蓋資本管理的首都大健康基金、博遠資本持續追加投資。據了解，齊碳科技所拿下的這筆融資是當年國內一級市場上生命科學領域最大的一筆，足以可見基因測序上游對資本強大的吸引力。

2022年3月，半導體電子測序廠商萬眾一芯宣布完成數億元B+輪融資，由啟明創投領投，老股東經緯創投等跟投。

啟明創投主管合伙人胡旭波提到：“基因測序技術是精準醫學的基礎之一，現有的基因測序技術和產品在臨床應用、便捷性和成本等方面還有不少未被滿足的需求，萬眾一芯團隊利用自有的半導體和微流控技術，開發新一代基因測序儀和配套設備。我們將積極參與其中，支持團隊實現夢想，為更多患者創造價值。”

2022年1月，專注于新一代納米孔基因測序儀產業化的普譯生物，宣布完成數千萬元天使輪融資……

為什么資本會看好這個領域？

一方面是因為測序行業上游的市場空間廣闊。作為行業“根技術”，儀器研發制造是產業鏈條中最核心、最不可替代的環節，伴隨技術的快速迭代和成本的持續下降，基因測序技術落地了更多元的應用場景，推動基因測序市場規模飛速增長。

另外一方面，基因測序事關國家基因安全，只有將測序儀研發的技術牢牢掌握在國人自己手里，才能確保國家的基因安全。

梳理近幾年國產測序儀企業融資歷程可以發現，資本對這一賽道的投資有一些共同點。

首先是投早期。今是科技在成立次年就拿到了凱風創投、摯金資本的天使輪融資；齊碳科技在成立次年就拿到了合力投資領投、華控基石基金等跟投的種子輪融資；賽納生物更是在成立當年就拿到了通用創投5000萬元的A輪融資。

其次是持續加注。自天使輪開始，BV百度風投投資齊碳并在后續的Pre-A輪和B輪中持續加碼，中關村協同創新基金也先后3次投資齊碳，華蓋、銀杏谷、高榕等多家資本先后2輪注資齊碳科技；今是科技在2020年、2021年連續獲得維度資本的青睞；同偉創業和珂璽資本，在真邁生物的發展過程中，也多次加持。

資本多輪加注的場景，在投入高、資金回收期較長的醫療器械行業并不多見，頻頻加持的背后，實為各路資本看好基因測序儀賽道的發展趨勢。

測序儀研發是一個硬科技領域，創新企業如何切入該領域并在這個領域做大做強？

齊碳科技的聯合創始人謝丹提到了三點，一是量產實力，基因測序儀研發難，量產更難，這是行業共識；二是商業化布局能力，如今市場上的基因測序儀廠商競爭日益激烈，需要形成完善的端到端的產品服務鏈條；三是企業還需要打造自己的外部“朋友圈”。因為這個行業是一個前期投入大、產出充滿不確定性的領域，資本的助力以及企業“朋友圈”在關鍵時刻的出謀劃策很重要。

2022年12月，國家衛生健康委辦公廳印發《國家罕見病醫學中心設置標準》，要求配備PCR、基因測序儀等，未來國產測序儀將迎來更廣闊的市場。

隨著大量資本和資源注入以及政策的助推，國產化基因測序儀產品將在技術與性能上進一步縮小與海外差距，從而更好地參與市場競爭。

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