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全球基因测序仪行业处于发展期,当前呈现呈现寡头垄断格局

查荣荣 2019-07-19 2144 0

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剖析产业发展现状

为区域/园区工作者洞悉行业发展

近年来,基因测序技术发展迅速,前后历经了四个发展阶段,新一代的基因测序技术具有高通量、成本低、速度快等优势,在医学临床应用较广。随着应用的不断增多,基因测序仪器的生产企业市场竞争不断增大,随着HiSeq系列测序仪的不断升级和推广,Illumina市场份额逐渐扩大,行业逐渐呈现寡头垄断的格局。

摘要:基因测序是一种新型的基因检测技术,通过分析测定基因全序列可以有效预防疾病。近几年,基因测序技术在临床医学中应用较广。本文结合基因测序技术的发展历程,重点分析了其技术原理特点及市场份额。

基因是DNA分子上的一个功能片段,可决定生物物种的生老病死,是生命的调控者。基因测序技术可为生命科学研究、医学临床诊疗等提供指导性的建议,即通过测序设备对DNA的碱基排列顺序进行测定,解读DNA的遗传密码。

技术发展飞快,基因测序技术发展历经四个发展阶段 

基因测序技术,又称DNA测序技术,是进一步研究和改造目的基因的基础。技术发展较快,临床应用逐渐增多,经过几十年的发展,该技术前后经历了四代技术变革。该项技术的研究起源于20世纪70年代中期,起初采用化学降解法及双脱氧链终止法,随着科技的不断进步,20世纪90年代,随着荧光自动测序技术的出现,基因测序技术开启了自动化测序时代,这些均称为第一代基因测序技术。随着一次可以针对几十万到几百万条DNA分子进行序列测序技术的出现,基因测序技术迎来了第二代测序技术,又称高通量测序技术,可谓是传统测序技术的一次革命。随后出现的第三代测序技术是第二代测序技术的升级,是高通量、单分子测序,增加了读长,降低了成本,有效提高了测序效率。第四代测序技术为纳米孔测序技术,该方法不需要对DNA进行化学或生物处理,采用物理方法直接读取DNA序列,即通道的电学性质会随单个碱基通过纳米尺度通道的变化而变化。

技术不断革新,新一代基因测序仪速度快、成本低且高通量

第一代测序技术包括化学降解法、双脱氧链终止法、毛细管电泳和荧光测序、杂交测序技术。其中,化学降解法中, 通过标记DNA片段—独立化学反应降解—特异性分子标记—凝胶电泳—放射自显影检测的方法,对DNA分子进行测序,排除通过酶促合成产生的拷贝时造成的错误,提高了方法准确性、易掌握性,使用较为广泛。但是,该方法操作较为复杂,逐渐被双脱氧链终止法替代。双脱氧链终止法,操作较为简便,而后在此基础上发展出包括英国自动测序技术在内的多种DNA测序技术。荧光自动测序技术,用荧光替代同位素标记,并用成像系统自动检测,可以有效提高测序准确性及速度。另外,杂交测序技术,利用DNA杂交原理,检测速度快、可大幅降低检测成本,但此方法误差较大。

第二代测序技术明显的特征是高通量,并且大大降低了测序成本,边合成边测序的方式,促使测序速度大幅度提高,方便对一个物种进行基因组深度测序,推动了基因测序技术的发展,加速了测序的规模化进程。第三代测序技术在第二代高通量的基础上,增添了单分子测序元素,不再依赖DNA模板与固体表面相结合的方式,无需进行PCR扩增。第四代基因测序技术,目前处于发展阶段,与前几代技术相比,在成本及速度上有很大优势。

HiSeq系列测序仪不断升级,基因测序仪器行业呈现寡头垄断格局

经过多年发展,基因测序仪的核心技术不断完善,企业在生产开发中通常会设计与之匹配的测序试剂以及耗材,但是,市场主要还是测序仪的竞争。数据显示,全球测序仪器市场的主要份额主要由Illumina及赛默飞世尔占据,市场份额高达九成,行业形成寡头垄断的格局。此前,Illumina占据了全球测序仪器市场71%的份额,赛默飞世尔市场占有率为16%,罗氏市场占有率为10%。近几年,借助于HiSeq系列测序仪的不断升级和推广,Illumina 继续扩大市场份额,逐渐增至84%。

图1 全球新一代测序仪市场竞争格局

 

(数据来源:中国产业信息网)

结语

近年来,基因测序技术发展迅速,前后历经了四个发展阶段,新一代的基因测序技术具有高通量、成本低、速度快等优势,在医学临床应用较广。随着应用的不断增多,基因测序仪器的生产企业市场竞争不断增大,随着HiSeq系列测序仪的不断升级和推广,Illumina市场份额逐渐扩大,行业逐渐呈现寡头垄断的格局。


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