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21世纪是生物的世纪 ， 也是基因科技蓬勃发展和被广泛应用的世纪 ， 每一代基因测序技术 ， 无一例外地伴随着核心工具的变革和新应用场景的产生 。 而今 ， 随着基因测序技术的变革 ， 基因测序又迈进了单分子测序时代 ， 即三代测序时代 。
纵观基因测序技术的历史 ， 从1977年Sanger发明第一台测序仪 ， 到2005年Roche发布第一台二代测序仪454 GS20 ， 再到Stephen W Turner & Jonas Korlach博士发明三代测序技术 ， 经过近半个世纪的时间 ， 基因测序技术的发展涌现了三代 ， 已从需要PCR扩增发展成无需PCR扩增即可实现对每一条DNA分子的单独测序 。
第一代基因测序技术自发明以来 ， 一直在生命科学领域发挥着重要的作用 ， 被认为是基因检测正确的“金标准” 。 20世纪90年代初 ， “人类基因组计划”正式启动 ， 拉开了人类在分子水平上认识自身遗传密码的帷幕 。
2003年 ， 人类基因组计划完成 。 在此之后 ， 基因测序技术的发展更为迅猛 ， 还带来基因诊断、基因治疗、靶向药物、免疫治疗等新的医学手段 ， 生物医学也进入了建立在基因组大数据基础上的精准医学时代 。
现在的基因测序服务主要围绕基础的基因测序和对测序数据的解读分析 。 其中 ， 基因测序仪及其配套试剂处在基因测序产业链的上游 ， 具有较高的技术壁垒 。 目前Illumina、Thermo Fisher等国外企业占据国际基因测序仪市场份额的大头 ， 国内市场华大智造正在稳步发展 ， 不断扩大市场规模 。
三代测序（third-generation sequencing ， TGS/LRS）技术弥补了二代测序技术读长较短等的缺点 ， 具有无需PCR扩增、较长读长的特点 ， 主要应用于基因组测序、甲基化研究、突变鉴定检测三大方面 。
【南极|大数据时代千帆竞发，三代测序激流勇进】TGS技术主要分为两大阵营：一个是单分子荧光测序技术 ， 代表是美国Helicos的SMS技术和美国太平洋生物（Pacific Bioscience）的SMRT技术 。 另一个是纳米孔技术 ， 其代表为英国牛津纳米孔公司（Oxford Nanopore Technologies） 。 在所有三代测序技术中 ， PacBio公司凭借着HiFi测序技术 ， 获得了又长又准的读长 ， 实现三代测序准确度质的飞跃 ， 而ONT公司的Ultralong技术 ， 可以测到N50 超过100Kb的序列 ， 从而将三代测序的应用推向了新的增量市场 。 与此同时 ， 国内三代测序仪的研发也吸引了大量的人才和资本的青睐 ， 像齐碳、普译、儒翰、安序源、孔确等国内的创业公司 ， 都表现出极大的潜力 。
纳米孔测序技术 /图源网络
PacBio测序原理图
近年来 ， 三代测序技术也开启了快速发展模式 。 尽管二代测序仍然是基因检测的技术主流 ， 但由于其存在单条序列读长较短、基因数据拼接产生检测误差等问题 ， 以及二代测序服务同质化严重的现象 ， 一些企业选择了另辟蹊径 ， 深耕三代测序 。 希望组（GrandOmics）便是其中的一家企业 ， 它看到了三代测序的“机遇” ， 不惧挑战 ， 多年来专注于三代测序平台的技术开发与应用拓展 ， 成为了中国首个第三代测序服务的企业 。
希望组坚持技术创新 ， 自主开发了NextDenovo/NextPolish系列三代测序组装软件、SCAN-seq三代测序单细胞测序技术等 ， 其基于三代测序平台的遗传病检测服务 ， 能有效覆盖二代测序技术不宜扩增或无法检测的复杂重复区域 。 同时 ， 希望组已先后获得经纬中国等知名投资机构的投资 ， 在三代测序领域具有不可小觑的实力 。
目前 ， 我国三代测序技术还处于起步阶段 。 展望行业未来的发展方向 ， 基因测序技术将会是医疗行业一个重要的技术革命 。 在这个伟大的医学时代 ， 三代测序的诊断技术及其应用究竟能不能推动人类健康走上新台阶呢？
9月“2021基因检测行业发展高峰论坛” ， 让三代测序服务先行者——希望组带你探索这个问题的答案吧 ， 敬请关注！
汪德鹏
北京希望组生物科技有限公司 首席执行官CEO
分享主题：基于三代测序的大数据诊断技术与应用
汪德鹏先生于2000年开始从事测序技术应用 ， 曾孵化和早期推广NIPT、PGD／PGS、HLA分型、全外显子组测序等技术的应用；曾任华大基因总部营销总监；毕业于北京大学生命科学学院；2011年创立中国首家三代测序服务公司（武汉未来组）；2014年创立中国首家三代测序精准医学公司（北京希望组） ， 参与完成首个三代测序中国人参考基因组项目”华夏一号”、“中华家系一号”、“华夏万人基因组SV计划”等多项三代测序重大科研项目 。 致力于推动三代测序产业化 。
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