基因測序儀是生命科學研究和產(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、基因編輯、基因合成等應用提供底層支撐，被稱為生命科學領域“光刻機”。近期，由于國際基因測序巨頭因美納（Illumina, Inc.）被商務部列入“不可靠實體清單”，一時引發(fā)“行業(yè)地震”，國產(chǎn)測序平臺有關的議題也被推到風口浪尖。

國內(nèi)相關科研機構和行業(yè)中下游企業(yè)用戶也面臨一個亟待解決的問題：誰能夠真正“替代”因美納？滴水穿石,非一日之工?；驕y序儀因其極度復雜、極度集成的結構，從生產(chǎn)出一臺“能用”的測序儀到生產(chǎn)出多臺穩(wěn)定“好用”的測序儀，并不是一蹴而就的過程。個中種種，尚需時間以及用戶的反復驗證。

然而，更換測序平臺極有可能對研究工作以及檢測工作產(chǎn)生較大影響，因而平臺的選擇需要綜合考量，比對因美納的成立時間、全線產(chǎn)品線布局以及市場占有率等多種因素，當前國內(nèi)雖有數(shù)十家企業(yè)投身基因測序技術研發(fā)與設備生產(chǎn)賽道。但從目前來看，總部位于深圳鹽田的華大智造作為國內(nèi)龍頭，無論從測序平臺的全面性及穩(wěn)定性、客戶群體數(shù)量（超過 3000 家）、平臺支撐的文章數(shù)（超過 10000 篇）、全流程解決方案等多種角度來看，都無疑是最 具競爭力的公司。

另外，據(jù)華大智造官網(wǎng)介紹公司是“全球唯一同時擁有‘激發(fā)光’、‘自發(fā)光’和‘不發(fā)光’三大測序技術路線的企業(yè)”。筆者亦留意到華大智造近期動作頻頻，在剛剛落幕的 AGBT（基因組生物學技術進展大會）上，華大智造又推出了名為 DNBSEQ-T1+ 的測序儀，24 小時可完成 Tb 級測序，一次可運行一個人的 WGS、WGBS、RNA+meta 及腫瘤 ctDNA 多組學檢測。另外，全面擁抱 AI 算法，推出 E25 Flash 生成式 AI 閃速測序儀，最快 2 小時完成 SE50 測序。也側面能夠看到華大智造在激烈競爭格局下，在測序布局上不斷審視客戶需求、審視產(chǎn)品布局的應對。

本文羅列了部分對因美納測序平臺與華大智造測序平臺綜合性能進行比對的文章數(shù)據(jù)，涵蓋測序的基礎性能、宏基因組測序、古基因組測序、甲基化測序等方向，在這個時間節(jié)點，希望能夠給各位讀者提供參考。

基礎性能評價

由生物分子資源設施協(xié)會（Association of Biomolecular Resource Facilities，ARBF）主導的 ABRF NGS II 期研究成果發(fā)表于 Nature Biotechnology（圖1A）(Foox et al., 2021)。研究團隊基于多個商業(yè)化公司的多款測序平臺，在多個實驗室對同一人類基因組家族、三個單獨菌株和十種細菌的宏基因組混合物進行測序，并將各平臺數(shù)據(jù)進行全方位、系統(tǒng)性比較，分析各個測序平臺的性能差異和測序質量，以提供真實全面的參考證據(jù)。該研究發(fā)現(xiàn)在高通量測序儀中，華大智造的多款 DNBSEQ 測序平臺（MGISEQ-2000等）提供了最低的測序錯誤率（圖1B）(Jeon et al., 2021)。

而來自韓國大田的個性化基因組醫(yī)學研究中心（KRIBB）的研究團隊則綜合性地比較了華大智造的多款 DNBSEQ 測序平臺（MGISEQ-2000/DNBSEQ-T7）與因美納的 NovaSeq 6000 平臺在全基因組測序層面的性能，相關研究成果發(fā)表于 Genes & Genomics（圖1C）(Jeon et al., 2021)。

該研究利用此三平臺對來自韓國肺癌患者的正常和腫瘤組織進行測序，并對產(chǎn)生的數(shù)據(jù)做了平行比較后發(fā)現(xiàn)各測序平臺在全基因組測序（WGS）中的片段大小分布、基因覆蓋率和表達變異檢測方面的表現(xiàn)都很相似（圖1D,1E），表明了 MGISEQ-2000 和 DNBSEQ-T7 平臺的性能表現(xiàn)已經(jīng)達到了國際領先水平 (Jeon et al., 2021)。

圖1A. 生物分子資源設施協(xié)會ARBF所開展研究的發(fā)文封面；
圖1B. 基于包含DNBSEQ測序平臺在內(nèi)的多款測序儀的測序數(shù)據(jù)性能表現(xiàn)；
圖1C. 韓國某科研團隊開展肺癌研究的發(fā)文封面；
圖1D,1E. 多款測序平臺的原始測序數(shù)據(jù)質量的比較。

由于篇幅因素，在此兩項較為詳細介紹的案例之外，仍有多項研究表明：華大智造的 DNBSEQ 測序平臺在測序質量、覆蓋均勻性、GC 覆蓋率百分比和變異準確度等方面與因美納測序平臺無明顯區(qū)別，且可以以更低的成本用于廣泛的基因組學研究領域(Chen et al., 2019; Jeon et al., 2023; Kim et al., 2021)。

宏基因組測序

宏基因組高通量測序技術（mNGS）憑借其顯著優(yōu)勢，在傳染性病原體檢測領域的應用日益廣泛，正快速從實驗室理論研究階段邁向臨床實驗室實際應用。

來自天津醫(yī)科大學總醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學科的研究團隊基于不同高通量測序平臺開展肺部傳染病的診斷工作，相關成果發(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 測序需平臺與因美納測序平臺在檢測肺部病原體方面的表現(xiàn) (Han et al., 2023)。研究結果表明這兩種測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)。兩平臺的靈敏度和特異性無明顯差異，且病原體檢出率也無明顯差異，診斷性能相似，均優(yōu)于常規(guī)檢查 (Han et al., 2023)。

而來自中國人民解放軍疾病預防控制中心研究團隊則將將宏基因組測序應用于鸚鵡熱衣原體的人類致命感染診斷中，相關成果發(fā)表于 BMC Genomics（圖2C）(Wang et al., 2021)。該研究同樣使用了華大智造 DNBSEQ 測序平臺與因美納測序平臺，發(fā)現(xiàn)兩平臺均可快速識別未知感染（圖2D）并提供關于抗生素敏感性的信息，但 DNBSEQ 測序平臺可產(chǎn)生更多數(shù)據(jù)，從而提高測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序，但第三代長讀技術的進步提供了克服短讀測序局限性的機會。多篇系統(tǒng)性研究表明混合組裝是一種整合短讀和長讀優(yōu)勢的策略，而短讀長數(shù)據(jù)來源于華大智造 DNBSEQ 測序平臺或因美納測序平臺并不會產(chǎn)生顯著差異 (Meslier et al., 2022; Zhang et al., 2023)。

最近，中國疾病預防控制中心性病艾滋病預防控制中心病毒免疫室使用華大智造 MGISEQ-2000 高通量測序儀和華大序風 CycloneSEQ-WT02 納米孔測序儀，對HIV病毒近全長擴增子進行了測序分析，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.基于兩種測序平臺的宏基因組測序診斷結果與常規(guī)檢查結果對比；
圖2C.鸚鵡熱診斷研究的文章信息；
圖2D.基于DNBSEQ測序平臺對鸚鵡熱感染患者樣本開展mNGS研究檢測到的前十大物種；
圖2E. 基于DNBSEQ和CycloneSEQ測序平臺開展HIV全長測序文章信息；
圖2F. HIV-1CRF分枝CRF172 0755近全長基因組示意圖。

古基因組測序

隨著測序成本的下降和準確度的提高，高通量測序技術在古基因組研究中的應用愈發(fā)普及。目前，該技術已被廣泛用于構建古人、類人動物、其他動植物以及真菌的基因組。與此同時，群體基因組和宏基因組研究也在古基因組領域興起，部分研究更是拓展至轉錄組和表觀遺傳領域。

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

華大基因聯(lián)合丹麥哥本哈根大學、丹麥技術大學等組成的研究團隊綜合性比較了華大智造 DNBSEQ 測序平臺和因美納測序平臺在古基因組研究中的性能表現(xiàn)，相關成果發(fā)表于 GIGA Science（圖3A）(Mak et al., 2017)。在這項研究中，研究人員分別使用華大智造 DNBSEQ 和因美納 HiSeq 2500 平臺，對 91-14000 年前的 8 個古老大型犬科動物的 DNA 樣本進行測序并對測序性能和數(shù)據(jù)質量進行比較 (Mak et al., 2017)。研究結果表明，兩個測序平臺的數(shù)據(jù)表現(xiàn)基本相當（圖3B），DNBSEQ 測序平臺在古基因組測序領域極具潛力，是一種行之有效且價值頗高的潛在替代平臺，值得利用它對降解 DNA 展開進一步探索 (Mak et al., 2017)。

另一項研究中，復旦大學的研究團隊聯(lián)合廈門大學的研究團隊首次使用了公元前 1750 年到公元 60 年左右的四個古代中國人骨骼樣本，系統(tǒng)性比較了華大智造 MGISEQ-2000 和 Illumina X-Ten 平臺在古代人類 DNA 測序中的性能，相關成果發(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?shù)男阅埽梢宰鳛楣呕蚪M學研究的潛在選擇測序平臺（圖3D）(Zhu et al., 2021)。

圖3A.評估DNBNSEQ測序平臺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序平臺所獲數(shù)據(jù)總結；
圖3C.文少卿團隊相關研究的文章信息；
圖3D.MGISEQ-2000與X-Ten在100kb閱讀框中測序覆蓋率。

甲基化測序

高通量測序技術憑借輸出量高、準確度高的優(yōu)勢，已被大規(guī)模用于識別與惡性腫瘤相關的異常 DNA 甲基化，在輔助診斷、預后預測和病情監(jiān)測等臨床應用方面發(fā)揮重要作用。

來自鹍遠生物的研究團隊對比了華大智造 MGISEQ-2000 測序平臺和因美納 NovaSeq 6000 測序平臺用于亞硫酸氫鹽靶向測序的性能，相關研究成果發(fā)表于 Clinical Epigenetics（圖4A）(Sun et al., 2023)。結果表明，MGISEQ-2000 展現(xiàn)出與 NovaSeq6000 相似的測序質量、一致的甲基化水平、相當?shù)陌┌Y信號檢測能力和準確的臨床診斷結果，說明 MGISEQ-2000 可應用于臨床檢測 DNA 甲基化變化，特別是 cfDNA 甲基化檢測（圖4B）(Sun et al., 2023)。

圖4A.評估DNBNSEQ測序平臺在靶向甲基化測序中的性能的文章信息；
圖4B. 跨平臺甲基化測序對PDAC患者的預測分數(shù)。

總結

整體來看，來自全球各地的多個研究團隊，基于不同的應用場景發(fā)表的高水平同行評審研究論文表明：華大智造 DNBSEQ 測序平臺在 10 年的迭代升級中，經(jīng)過反復驗證，其 DNBSEQ 測序平臺性能與因美納測序平臺具備可比性，在部分指標有所領先。

論文也集中提及了一個觀點，華大智造錯誤率更低的原因，是由于華大智造 DNBSEQ 測序技術測序原理的優(yōu)勢——即具有高準確性，低重復序列率以及低標簽跳躍等重要特性。另外，“長讀長+短讀長”平臺結合也是華大智造現(xiàn)有測序平臺的差異優(yōu)勢點。

參考文獻：

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