北京时间2022年4月1日凌晨，《Science》连发6篇封面文章，宣布人类完整基因组测序计划正式完成。科研人员揭示的“人类组装拼图”不仅有助于我们更清晰的认知自己，认知疾病。更重要的是，它揭示了一个医疗全新时代的到来-基因测序时代。

众所周知，基因组携带了个体的全部遗传信息。基因测序技术能够直接对人体或病原微生物进行检测、定量及突变位点分析，弥补了细胞形态学、生物化学、微生物与免疫学的短板，这项技术的出现对生命科学和医学的发展起到了近乎革命性的作用，如同发动机之于汽车、芯片之于电子通信，测序仪无疑是整个基因产业链的核心。领跑基因检测这个黄金赛道，就能在未来国际竞争中占据有利位置。行文至此，美国意欲何为，昭然若揭。

中国苦二代测序久矣。其实不仅是中国，全球的基因测序仪市场几乎被美国企业垄断。美企Illumina占据全球基因测序仪装机量的62%，Thermo Fisher占据31%，两大巨头占据了全球已装备的基因测序仪数量的93%。由于极高的技术壁垒，Illumina和Thermo Fisher市场份额（销售额占比）也达到90%；是名副其实的二代测序巨头。

由于技术壁垒高，美企屡屡挑衅，不甘受制于人的中国企业开始奋起直追。2013年，收购了Complete Genomics之后的华大开始自主研发国产测序仪；2016年华大智造成立，开始了狂飙突进式的发展，短短六七年间，成为世界上仅有的三家可以量产临床测序仪的公司之一，并抢占了3.5%的全球市场份额。

尽管华大智造势头迅猛，但由于更换全套体系存在巨大的迁移成本，对于国内外已经使用 NGS 的液体活检厂商来说，将业已成型的NGS推倒再重建的可能性几乎是煎水作冰，微乎其微。对此，美国政府自然也是心知肚明；所以，如果单是二代测序竞争，美国还远不至于图穷匕见、磨刀霍霍。

让美国政府深感隐忧的，是藏在二代测序大幕背后的另一个赛场。

如果说基因测序是测序行业的皇冠，那么四代测序技术就是这顶皇冠上最璀璨的明珠。目前，二代测序技术已经处于市场发展的中后期阶段，其测序平台和高昂的测序成本以及大体量数据分析都限制了其发展。随着纳米孔测序技术（第四代测序技术）的出现，理想测序仪所应具备的低成本、高通量、高读长、高精确率都有可能变为现实。一旦第四代测序技术投入市场，将有望在几小时内以几百美元的成本完成全基因组测序，其市场价值不言而喻。

图为纳米孔测序基本原理：分子在通过纳米孔道时，会对通过纳米孔的电流，或横穿过纳米孔的电流（隧穿电流）产生影响，而每种不同的分子通过时，对电流产生的影响具有可区别的差异。于是利用这种差异，纳米孔测序技术就可以识别基因中碱基（对）的排列顺序。

目前，在四代测序技术领域，美中英三国是当之无愧的前三甲。过去20年间，美中英三国在该领域技术产出遥遥领先于其他国家，专利申请总量达7000余件；其他国家如瑞士、德国、日本、比利时、韩国等国虽然也有技术储备，但是明显数量较少（如图）。

图：过去20年纳米孔测序技术实力TOP10国家（数据来源：智慧芽）

尽管美国专利申请总量最多(4700余件)，但美国技术产出略早，且从2019年后申请数量持续走低；与之相反的是，除2022年受疫情影响之外，中国的专利申请量一直保持上涨的势头。从平均专利增长率（平均专利增长率定义为年专利申请量除以前年专利申请量的均值）来看，中国研究产出也略高于美国（中国平均专利增长率为123.5%，美国为100.8%）。

图为过去20年纳米孔测序技术中美英三国历年专利申请量对比（数据来源：智慧芽）

更让美国政府焦虑的是，在纳米孔基因测序仪商业化赛道上，目前仅有两家企业：一家是英国牛津纳米孔科技公司，另一家就是中国的齐碳科技；而在二代测序仪上傲视全球的美国，竟然没有任何企业进入赛道。一旦纳米孔测技术快速更新迭代，成为市场主流，其引发的蝴蝶效应会不会导致整个行业重新洗牌? 美国的行业霸主地位会不会一夕之间化为乌有?对于任何事都想要赢在起跑线上的美国政府来说，自然不能坐以待毙，为把威胁扼杀在萌芽之中而磨刀霍霍，就在情理之中了。

在中美贸易摩擦升级的今天，中国在生命健康领域已经成为美国重要的竞争对手。在可以想见的未来，美国还会不断加码制裁力度，短期内遏止了中国海外扩张的势头，长期来看却是倒逼中国进步，为国产替代提供了至关重要的市场空间。

风浪越大越向前。在这个充满不确定性的时代，需要我们不断增强科技创新实力，为我国构建新发展格局，实现高质量发展提供强劲动力，增添充足底气。