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中国基因测序产业变革:从依赖进口到自主创新的转型之路

中国基因测序产业变革:从依赖进口到自主创新的转型之路 喀斯玛
2025-05-14
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今年以来,美国通过高端科研仪器出口管制和加征“对等关税”等措施,试图进一步遏制中国技术发展。出乎美国的意料,中方储备了充足反制措施,特别是使用了非关税政策工具反制,体现以技术自立、科技自强的应对全球挑战的决心。

“不可靠实体清单”反制美国企业

截至2025年4月,我国已累计将美国的58家实体列入“不可靠实体清单”。值得关注的是,与大多数因“严重损害中国国家主权、安全和发展利益”而被纳入该清单的公司不同,今年2月,美国因美纳公司(Illumina)被列入,是因为其“违反正常市场交易原则,中断与中国企业的正常交易,对中国企业采取歧视性措施,严重损害中国企业的合法权益。”基于此,我国决定禁止因美纳公司向中国出口基因测序仪。业内人士透露,因美纳公司存在对中国客户断供设备、抬高耗材价格等不当行为。

基因测序仪:技术突围打破国外垄断格局

基因测序仪是解读生命密码的关键工具,被誉为生命科学领域的光刻机。它通过测定DNA分子中四种碱基(A、T、C、G)的排列顺序,为基因检测、精准医疗、农业育种等应用提供基础技术支持。此外,在环境保护、法医学、考古学等多个领域,基因测序技术都发挥着不可替代的作用。

基因测序行业是典型的“剃须刀-刀片”商业模式,测序仪的全生命周期成本中,配套试剂与耗材支出可达设备购置费用的3-5倍。在国内市场,华大基因已实现测序仪及配套试剂耗材的自主研发与生产,以保障测序性能和数据质量。此外,一旦设备故障维修、维护、软件升级等技术支持更是只能依赖原厂。

2021年之前,因美纳是全球基因测序行业的绝对领导者,占全球市场份额最高达到78%,在中国的市场也接近70%。但随着国产设备崛起,其市场地位持续下滑。中研普华数据显示,因美纳在华市场份额从2021年的64.5%,骤降至2023年的54.2%。截至2024年上半年,其在中国的市场份额已萎缩至12.36%。到2024年,华大智造装机量以56.4%反超因美纳。这种断崖式下跌,既是技术封锁的反制效应,更是中国技术突围的结果。

国产基因测序仪:质量相当服务更好

面对核心技术受制于人的局面,中国地方政府和企业早在十多年前就开始了自主创新的探索广东省作为我国科学仪器研发的重要区域,已在高通量基因测序仪等领域取得突破性进展。深圳华大基因率先实现了高通量基因测序仪的国产化,其最新测序仪的数据质量与国际权威仪器因美纳相当,而测试通量更高[1]。

2021年生物分子资源设施协会(Association of Biomolecular Resource FacilitiesABRF)主导的研究成果在Nature BiotechnologyIF=68.164发表题为“Performance assessment of DNA sequencing platforms in the ABRF Next-Generation Sequencing Study”的研究论文。在该研究中,研究员在人和细菌参考DNA样本上对多个测序平台进行了评估,其中短读长平台上,因美纳HiSeq 4000X10提供了最一致和最高的基因组覆盖率,而华大的BGI/MGISEQ平台表现出最低的测序错误率[2]

韩国团队以韩国人基因组为研究对象,对7个测序平台(BGISEQ-500、DNBSEQ-T7HiSeq2000、HiSeq2500HiSeq4000HiSeqX10NovaSeq6000)进行了测试,研究表明BGI和因美纳测序平台展现了相当水平的测序质量,一致性的覆盖率、GC覆盖率和变异准确性[3]多项研究还指出,DNBSEQ测序平台在测序质量、GC覆盖率和变异准确度等方面与因美纳设备无明显差异,且成本更低,适用于广泛的基因组学研究领域

除了技术性能和成本优势,在国产设备加速替代的过程中最重要的是完善的维修维护体系。科研机构普遍反映国产设备在维修、维护的过程中,响应速度更快、沟通成本更低,是保障科研进度不受影响的重要因素。

打破国外垄断:服务是突破口

虽然我国已经在基因测序仪领域实现了自主可控,但由于中国科学仪器行业起步晚、基础较为薄弱,全球科研仪器仍由国际巨头占主导地位。近年来,国家通过多维度举措推动国产替代:在政策扶持方面,“十四五”期间,科技部设立“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项,以关键核心零部件国产化为突破口,支持高端科学仪器研制与开发,为相关产业发展注入强大动力;在产学研协同方面,大力支持产学研联合攻关,集中力量突破核心技术瓶颈,降低对国外专利的依赖。2024年11月,2024大湾区科学论坛高端科学仪器与高端医疗器械分论坛上,生物岛实验室与华大基因、万华化学、海尔生物、安图生物以及粤港澳大湾区国家技术创新中心等一批头部企业及产业平台签订战略合作协议,将进一步深化科技合作,推动科技成果转化,共享新一轮科技革命和产业变革机遇[4]

国产仪器具有快速响应、频繁迭代的优势。当客户反馈问题时,国产企业能迅速调配资源,短时间内提供解决方案,极大缩短设备故障停机时间。企业依据市场需求和技术发展趋势,不断对产品进行升级迭代这种快速响应市场变化和持续创新的能力,使得国产仪器逐步积累口碑,最终形成对进口仪器的替代之势。

下一个服务风口:仪器维修维护

当前,全国科研仪器保有量持续增长,但科研仪器维修维护及再制造产业尚处于起步阶段。多数科研机构依赖科研仪器厂商售后维修服务,面临维修周期长、成本高、灵活性差等问题。国内专注于维修维护及再制造企业数量少、规模小、技术水平参差不齐,行业标准缺失、市场监管不足,导致产业发展滞后,难以满足日益增长的科研需求,一定程度制约科研创新速度与效率提升。

这种“重设备采购、轻维护体系”的现状,恰是国产替代进程中必须补全的生态短板。在此背景下,易修通科研仪器维修维护平台应运而生。该平台由科技部平台中心指导,国基联盟仪器维修专委会支持建设及应用,聚集国内外知名的分析、通用仪器等维修服务商和工程师队伍,线上下单,线下服务,专属队伍跟踪。为科研单位提供整合打包,维修维护保养等服务一体化服务生态体系,促进科研仪器维修维护行业发展,为保障我国科技自立自强提供坚实根基。

(易修通官网:https://yxt.casmart.com.cn)

 

参考文献:

[1王友转, 等. 广东省科学仪器研发现状与对策研究[J]. 科技管理研究, 2022, 23: 98-103.

[2] Foox, J., Tighe, S.W., Nicolet, C.M. et al. Performance assessment of DNA sequencing platforms in the ABRF Next-Generation Sequencing Study. Nat Biotechnol 39, 1129–1140 (2021). https://doi.org/10.1038/s41587-021-01049-5.

[3] Kim HM., et al. Comparative analysis of 7 short-read sequencing platforms using the Korean Reference Genome: MGI and 因美纳 sequencing benchmark for whole-genome sequencing. GigaScience. 2021. 10: 1-9. doi: 10.1093/gigascience/giab014

[42024大湾区科学论坛:推动开放科学,迈向新质湾区 - 21经济网


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