基因測(cè)序儀是生命科學(xué)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要工具。它能夠讀取和分析基因信息，為基因檢測(cè)、基因編輯、基因合成等應(yīng)用提供底層支撐，被稱(chēng)為生命科學(xué)領(lǐng)域“光刻機(jī)”。近期，由于國(guó)際基因測(cè)序巨頭因美納（Illumina, Inc.）被商務(wù)部列入“不可靠實(shí)體清單”，一時(shí)引發(fā)“行業(yè)地震”，國(guó)產(chǎn)測(cè)序平臺(tái)有關(guān)的議題也被推到風(fēng)口浪尖。

國(guó)內(nèi)相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和行業(yè)中下游企業(yè)用戶也面臨一個(gè)亟待解決的問(wèn)題：誰(shuí)能夠真正“替代”因美納？滴水穿石,非一日之工?；驕y(cè)序儀因其極度復(fù)雜、極度集成的結(jié)構(gòu)，從生產(chǎn)出一臺(tái)“能用”的測(cè)序儀到生產(chǎn)出多臺(tái)穩(wěn)定“好用”的測(cè)序儀，并不是一蹴而就的過(guò)程。個(gè)中種種，尚需時(shí)間以及用戶的反復(fù)驗(yàn)證。

然而，更換測(cè)序平臺(tái)極有可能對(duì)研究工作以及檢測(cè)工作產(chǎn)生較大影響，因而平臺(tái)的選擇需要綜合考量，比對(duì)因美納的成立時(shí)間、全線產(chǎn)品線布局以及市場(chǎng)占有率等多種因素，當(dāng)前國(guó)內(nèi)雖有數(shù)十家企業(yè)投身基因測(cè)序技術(shù)研發(fā)與設(shè)備生產(chǎn)賽道。但從目前來(lái)看，總部位于深圳鹽田的華大智造作為國(guó)內(nèi)龍頭，無(wú)論從測(cè)序平臺(tái)的全面性及穩(wěn)定性、客戶群體數(shù)量（超過(guò) 3000 家）、平臺(tái)支撐的文章數(shù)（超過(guò) 10000 篇）、全流程解決方案等多種角度來(lái)看，都無(wú)疑是最 具競(jìng)爭(zhēng)力的公司。

另外，據(jù)華大智造官網(wǎng)介紹公司是“全球唯一同時(shí)擁有‘激發(fā)光’、‘自發(fā)光’和‘不發(fā)光’三大測(cè)序技術(shù)路線的企業(yè)”。筆者亦留意到華大智造近期動(dòng)作頻頻，在剛剛落幕的 AGBT（基因組生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展大會(huì)）上，華大智造又推出了名為 DNBSEQ-T1+ 的測(cè)序儀，24 小時(shí)可完成 Tb 級(jí)測(cè)序，一次可運(yùn)行一個(gè)人的 WGS、WGBS、RNA+meta 及腫瘤 ctDNA 多組學(xué)檢測(cè)。另外，全面擁抱 AI 算法，推出 E25 Flash 生成式 AI 閃速測(cè)序儀，最快 2 小時(shí)完成 SE50 測(cè)序。也側(cè)面能夠看到華大智造在激烈競(jìng)爭(zhēng)格局下，在測(cè)序布局上不斷審視客戶需求、審視產(chǎn)品布局的應(yīng)對(duì)。

本文羅列了部分對(duì)因美納測(cè)序平臺(tái)與華大智造測(cè)序平臺(tái)綜合性能進(jìn)行比對(duì)的文章數(shù)據(jù)，涵蓋測(cè)序的基礎(chǔ)性能、宏基因組測(cè)序、古基因組測(cè)序、甲基化測(cè)序等方向，在這個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，希望能夠給各位讀者提供參考。

基礎(chǔ)性能評(píng)價(jià)

由生物分子資源設(shè)施協(xié)會(huì)（Association of Biomolecular Resource Facilities，ARBF）主導(dǎo)的 ABRF NGS II 期研究成果發(fā)表于 Nature Biotechnology（圖1A）(Foox et al., 2021)。研究團(tuán)隊(duì)基于多個(gè)商業(yè)化公司的多款測(cè)序平臺(tái)，在多個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)同一人類(lèi)基因組家族、三個(gè)單獨(dú)菌株和十種細(xì)菌的宏基因組混合物進(jìn)行測(cè)序，并將各平臺(tái)數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位、系統(tǒng)性比較，分析各個(gè)測(cè)序平臺(tái)的性能差異和測(cè)序質(zhì)量，以提供真實(shí)全面的參考證據(jù)。該研究發(fā)現(xiàn)在高通量測(cè)序儀中，華大智造的多款 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)（MGISEQ-2000等）提供了最低的測(cè)序錯(cuò)誤率（圖1B）(Jeon et al., 2021)。

而來(lái)自韓國(guó)大田的個(gè)性化基因組醫(yī)學(xué)研究中心（KRIBB）的研究團(tuán)隊(duì)則綜合性地比較了華大智造的多款 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)（MGISEQ-2000/DNBSEQ-T7）與因美納的 NovaSeq 6000 平臺(tái)在全基因組測(cè)序?qū)用娴男阅?，相關(guān)研究成果發(fā)表于 Genes & Genomics（圖1C）(Jeon et al., 2021)。

該研究利用此三平臺(tái)對(duì)來(lái)自韓國(guó)肺癌患者的正常和腫瘤組織進(jìn)行測(cè)序，并對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)做了平行比較后發(fā)現(xiàn)各測(cè)序平臺(tái)在全基因組測(cè)序（WGS）中的片段大小分布、基因覆蓋率和表達(dá)變異檢測(cè)方面的表現(xiàn)都很相似（圖1D,1E），表明了 MGISEQ-2000 和 DNBSEQ-T7 平臺(tái)的性能表現(xiàn)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平 (Jeon et al., 2021)。

圖1A. 生物分子資源設(shè)施協(xié)會(huì)ARBF所開(kāi)展研究的發(fā)文封面；
圖1B. 基于包含DNBSEQ測(cè)序平臺(tái)在內(nèi)的多款測(cè)序儀的測(cè)序數(shù)據(jù)性能表現(xiàn)；
圖1C. 韓國(guó)某科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)展肺癌研究的發(fā)文封面；
圖1D,1E. 多款測(cè)序平臺(tái)的原始測(cè)序數(shù)據(jù)質(zhì)量的比較。

由于篇幅因素，在此兩項(xiàng)較為詳細(xì)介紹的案例之外，仍有多項(xiàng)研究表明：華大智造的 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)在測(cè)序質(zhì)量、覆蓋均勻性、GC 覆蓋率百分比和變異準(zhǔn)確度等方面與因美納測(cè)序平臺(tái)無(wú)明顯區(qū)別，且可以以更低的成本用于廣泛的基因組學(xué)研究領(lǐng)域(Chen et al., 2019; Jeon et al., 2023; Kim et al., 2021)。

宏基因組測(cè)序

宏基因組高通量測(cè)序技術(shù)（mNGS）憑借其顯著優(yōu)勢(shì)，在傳染性病原體檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，正快速?gòu)膶?shí)驗(yàn)室理論研究階段邁向臨床實(shí)驗(yàn)室實(shí)際應(yīng)用。

來(lái)自天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)基于不同高通量測(cè)序平臺(tái)開(kāi)展肺部傳染病的診斷工作，相關(guān)成果發(fā)表于 Frontiers in Pharmacology （圖2A）(Han et al., 2023)。該前瞻性研究系統(tǒng)性比較了華大智造 DNBSEQ 測(cè)序需平臺(tái)與因美納測(cè)序平臺(tái)在檢測(cè)肺部病原體方面的表現(xiàn) (Han et al., 2023)。研究結(jié)果表明這兩種測(cè)序的診斷靈敏度均明顯高于常規(guī)檢查（分別為82.1% vs. 38.5%，p < 0.001；76.9% vs. 38.5%，p < 0.001）(圖2B) (Han et al., 2023)。兩平臺(tái)的靈敏度和特異性無(wú)明顯差異，且病原體檢出率也無(wú)明顯差異，診斷性能相似，均優(yōu)于常規(guī)檢查 (Han et al., 2023)。

而來(lái)自中國(guó)人民解放軍疾病預(yù)防控制中心研究團(tuán)隊(duì)則將將宏基因組測(cè)序應(yīng)用于鸚鵡熱衣原體的人類(lèi)致命感染診斷中，相關(guān)成果發(fā)表于 BMC Genomics（圖2C）(Wang et al., 2021)。該研究同樣使用了華大智造 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)與因美納測(cè)序平臺(tái)，發(fā)現(xiàn)兩平臺(tái)均可快速識(shí)別未知感染（圖2D）并提供關(guān)于抗生素敏感性的信息，但 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)可產(chǎn)生更多數(shù)據(jù)，從而提高測(cè)序深度和提供更多抗生素敏感性信息 (Wang et al., 2021)。

在宏基因組的組裝上，目前主流方法是第二代短讀測(cè)序，但第三代長(zhǎng)讀技術(shù)的進(jìn)步提供了克服短讀測(cè)序局限性的機(jī)會(huì)。多篇系統(tǒng)性研究表明混合組裝是一種整合短讀和長(zhǎng)讀優(yōu)勢(shì)的策略，而短讀長(zhǎng)數(shù)據(jù)來(lái)源于華大智造 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)或因美納測(cè)序平臺(tái)并不會(huì)產(chǎn)生顯著差異 (Meslier et al., 2022; Zhang et al., 2023)。

最近，中國(guó)疾病預(yù)防控制中心性病艾滋病預(yù)防控制中心病毒免疫室使用華大智造 MGISEQ-2000 高通量測(cè)序儀和華大序風(fēng) CycloneSEQ-WT02 納米孔測(cè)序儀，對(duì)HIV病毒近全長(zhǎng)擴(kuò)增子進(jìn)行了測(cè)序分析，鑒定出新的 HIV-1CRF 分枝 CRF172 0755，并提供了該重組型的詳細(xì)信息（圖2E，2F）(Li et al., 2024)。

圖2A.肺部傳染病診斷研究的文章信息；
圖2B.基于兩種測(cè)序平臺(tái)的宏基因組測(cè)序診斷結(jié)果與常規(guī)檢查結(jié)果對(duì)比；
圖2C.鸚鵡熱診斷研究的文章信息；
圖2D.基于DNBSEQ測(cè)序平臺(tái)對(duì)鸚鵡熱感染患者樣本開(kāi)展mNGS研究檢測(cè)到的前十大物種；
圖2E. 基于DNBSEQ和CycloneSEQ測(cè)序平臺(tái)開(kāi)展HIV全長(zhǎng)測(cè)序文章信息；
圖2F. HIV-1CRF分枝CRF172 0755近全長(zhǎng)基因組示意圖。

古基因組測(cè)序

隨著測(cè)序成本的下降和準(zhǔn)確度的提高，高通量測(cè)序技術(shù)在古基因組研究中的應(yīng)用愈發(fā)普及。目前，該技術(shù)已被廣泛用于構(gòu)建古人、類(lèi)人動(dòng)物、其他動(dòng)植物以及真菌的基因組。與此同時(shí)，群體基因組和宏基因組研究也在古基因組領(lǐng)域興起，部分研究更是拓展至轉(zhuǎn)錄組和表觀遺傳領(lǐng)域。

由于長(zhǎng)時(shí)間的水解、氧化及環(huán)境微生物降解作用，古 DNA 經(jīng)常處于嚴(yán)重降解狀態(tài)，且往往存在于復(fù)雜的富含外源 DNA 污染的環(huán)境中，給研究帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。

華大基因聯(lián)合丹麥哥本哈根大學(xué)、丹麥技術(shù)大學(xué)等組成的研究團(tuán)隊(duì)綜合性比較了華大智造 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)和因美納測(cè)序平臺(tái)在古基因組研究中的性能表現(xiàn)，相關(guān)成果發(fā)表于 GIGA Science（圖3A）(Mak et al., 2017)。在這項(xiàng)研究中，研究人員分別使用華大智造 DNBSEQ 和因美納 HiSeq 2500 平臺(tái)，對(duì) 91-14000 年前的 8 個(gè)古老大型犬科動(dòng)物的 DNA 樣本進(jìn)行測(cè)序并對(duì)測(cè)序性能和數(shù)據(jù)質(zhì)量進(jìn)行比較 (Mak et al., 2017)。研究結(jié)果表明，兩個(gè)測(cè)序平臺(tái)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)基本相當(dāng)（圖3B），DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)在古基因組測(cè)序領(lǐng)域極具潛力，是一種行之有效且價(jià)值頗高的潛在替代平臺(tái)，值得利用它對(duì)降解 DNA 展開(kāi)進(jìn)一步探索 (Mak et al., 2017)。

另一項(xiàng)研究中，復(fù)旦大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合廈門(mén)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)首次使用了公元前 1750 年到公元 60 年左右的四個(gè)古代中國(guó)人骨骼樣本，系統(tǒng)性比較了華大智造 MGISEQ-2000 和 Illumina X-Ten 平臺(tái)在古代人類(lèi) DNA 測(cè)序中的性能，相關(guān)成果發(fā)表于 Frontiers in Genetics（圖3C）(Zhu et al., 2021)。研究成果表明，MGISEQ-2000 和 X-Ten 具有相當(dāng)?shù)男阅?，均可以作為古基因組學(xué)研究的潛在選擇測(cè)序平臺(tái)（圖3D）(Zhu et al., 2021)。

圖3A.評(píng)估DNBNSEQ測(cè)序平臺(tái)在考古研究中的性能的文章信息；
圖3B.考古樣本利用兩種測(cè)序平臺(tái)所獲數(shù)據(jù)總結(jié)；
圖3C.文少卿團(tuán)隊(duì)相關(guān)研究的文章信息；
圖3D.MGISEQ-2000與X-Ten在100kb閱讀框中測(cè)序覆蓋率。

甲基化測(cè)序

高通量測(cè)序技術(shù)憑借輸出量高、準(zhǔn)確度高的優(yōu)勢(shì)，已被大規(guī)模用于識(shí)別與惡性腫瘤相關(guān)的異常 DNA 甲基化，在輔助診斷、預(yù)后預(yù)測(cè)和病情監(jiān)測(cè)等臨床應(yīng)用方面發(fā)揮重要作用。

來(lái)自鹍遠(yuǎn)生物的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)比了華大智造 MGISEQ-2000 測(cè)序平臺(tái)和因美納 NovaSeq 6000 測(cè)序平臺(tái)用于亞硫酸氫鹽靶向測(cè)序的性能，相關(guān)研究成果發(fā)表于 Clinical Epigenetics（圖4A）(Sun et al., 2023)。結(jié)果表明，MGISEQ-2000 展現(xiàn)出與 NovaSeq6000 相似的測(cè)序質(zhì)量、一致的甲基化水平、相當(dāng)?shù)陌┌Y信號(hào)檢測(cè)能力和準(zhǔn)確的臨床診斷結(jié)果，說(shuō)明 MGISEQ-2000 可應(yīng)用于臨床檢測(cè) DNA 甲基化變化，特別是 cfDNA 甲基化檢測(cè)（圖4B）(Sun et al., 2023)。

圖4A.評(píng)估DNBNSEQ測(cè)序平臺(tái)在靶向甲基化測(cè)序中的性能的文章信息；
圖4B. 跨平臺(tái)甲基化測(cè)序?qū)DAC患者的預(yù)測(cè)分?jǐn)?shù)。

總結(jié)

整體來(lái)看，來(lái)自全球各地的多個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，基于不同的應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)表的高水平同行評(píng)審研究論文表明：華大智造 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)在 10 年的迭代升級(jí)中，經(jīng)過(guò)反復(fù)驗(yàn)證，其 DNBSEQ 測(cè)序平臺(tái)性能與因美納測(cè)序平臺(tái)具備可比性，在部分指標(biāo)有所領(lǐng)先。

論文也集中提及了一個(gè)觀點(diǎn)，華大智造錯(cuò)誤率更低的原因，是由于華大智造 DNBSEQ 測(cè)序技術(shù)測(cè)序原理的優(yōu)勢(shì)——即具有高準(zhǔn)確性，低重復(fù)序列率以及低標(biāo)簽跳躍等重要特性。另外，“長(zhǎng)讀長(zhǎng)+短讀長(zhǎng)”平臺(tái)結(jié)合也是華大智造現(xiàn)有測(cè)序平臺(tái)的差異優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。

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