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三代基因测序你所需要知道的都在这儿了

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-02-21  浏览次数:0
核心提示:来源:兴证医药(徐佳熹/项军/李鸣/孙媛媛/霍燃/赵垒/张佳博)一、导读:在大部分投资者对二代测序(NGS)还没有搞清技术细节的情
 

来源:兴证医药(徐佳熹/项军/李鸣/孙媛媛/霍燃/赵垒/张佳博)

一、导读:

在大部分投资者对“二代测序”(NGS)还没有搞清技术细节的情况下,“三代测序”(3GS)又火了。6月17日,医药板块中基因测序相关标的在“三代测序技术获得重大突破”的新闻影响上出现明显涨幅,我们也接到较多投资者对相关新闻的背景及观点的询问。为此,我们结合各方面资料归纳总结了三代基因测序的发展历史、原理、优劣势,以及国内外布局的公司等(也就是说,这是篇三代测序“科普文”)。此外,我们对该英文文献部分原文进行了意译,以期能够对最新的算法和行业技术有粗浅的了解,有不符合原文意思之处,望多多海涵。

新闻背景:

中科院昆明动物研究所研究员马占山与美国马里兰大学叶承曦博士在基因测序领域的合作再次取得重要突破。合作团队近日正式发布了一款代号为 Sparc 的软件,针对第三代基因测序仪硬件错误率高达15%-40%的问题,研发出“基于稀疏分解的线性复杂度算法”,Sparc软件基于该新算法完成。使用测序深度为30x的Pac Bio 数据, Sparc能够达到错误率低于0.5%;使用更具有挑战性的Oxford Nanopore数据,Sparc能够达到和NGS相似的错误率。与现行方法相比,Sparc对于一致序列的计算更加准确,并且节省80%的内存和时间。这一重要突破为推进基因测序技术迈向三代技术的产业升级提供了又一关键软件技术。

总体观点:

我们认为,以Helicos公司的Heliscope单分子测序仪、Pacific Biosciences公司的SMRT技术和Oxford Nanopore Technologies公司的纳米孔单分子技术为代表的三代测序技术在经过了多年发展后已经逐步趋于成熟。尽管当下该技术还有成本偏高、错误率较高、生物信息学分析软件不够丰富的问题,但其在读长、测序速度等方面都具有明显优势,三代测序设备已实现稳定性、小型化,未来随着准确度提升、平行测序能力和酶活性等问题的解决,第三代测序技术是未来发展的重要技术趋势,实现大规模商业化将是大势所趋。

具体到Sparc这一算法,根据文献我们认为其具有帮助提高测序精度、降低测序成本的可能性(特别是混合使用NGS和3GS数据时,或能够明显降低成本),值得给予关注。但是否能够实现商业化引用还有待观察(其发表的PeerJ期刊以影响因子及投稿命中率衡量并不是一线期刊)。而对于精准医疗板块,我们认为,虽然精准医疗在高估值和部分行业事件(如魏则西事件)的影响下表现平平,但也不乏催化剂,2016年3月8日,国家发布《科技部关于发布国家重点研发计划精准医学研究等重点专项2016年度项目申报指南的通知》。考虑到年初以来相关标的已有较大跌幅,如果后续市场风险偏好提升且有持续催化剂(如新的行业规划出台或者相关企业获得国家科技部精准医学研究重点专项支持),也是值得关注的领域,同时建议关注部分前期未完全发酵的新技术主题(如液体活检),关注新开源、丽珠集团、润达医疗、迪安诊断、美康生物。

风险提示:相关标的绝对估值较高,政策催化及技术革新具有不确定性。

二、三代测序行业背景:

1、基因测序技术发展的历史

1986年,第一台商用基因测序设备出现,间隔19年,第二代测序设备出现,从第二代设备到第三代设备只用了5年,说明基因测序设备更新换代速度加快。第一代测序技术,主要基于 Sanger双脱氧终止法的测序原理,结合荧光标记和毛细管阵列电泳技术来实现测序的自动化,基本方法是链终止或降解法,人类基因组计划就是基于一代测序技术。第二代测序技术,早期代表平台包括 Illumina 的 Solexa、LifeTechnologies的Solid、罗氏的454平台等,目前二代测序设备在通量、准确度上都有了较大的提高,同时测序成本也随之大幅度下降,成为商用测序的主流。第三代测序技术又称为单分子 DNA 测序,即通过现代光学、高分子、纳米技术等手段来区分碱基信号差异的原理,以达到直接读取序列信息的目的,三代测序设备在DNA 序列片段读长上优于二代设备,但在准确度上较二代设备差,未来随着技术的改善,三代测序设备将更为稳定和成熟。

 
 
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