智慧芽：醫藥生物系列報告之四-基因測序前沿技術洞察報告（2022）（26頁）.pdf

1、報告目錄報告綜述CONTENT01智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告一. 基因測序基本情況1.1 基因測序技術定義 1.2 基因測序技術迭代 1.3 基因測序上下游競爭格局二. 納米孔測序技術發展2.1 技術原理 2.2 技術發展歷程 2.3 核心技術發展 2.4 國家競爭格局 2.5 技術市場布局 三. 納米孔測序企業競爭格局 3.1 全球企業整體競爭格局 3.2行業先驅-牛津納米孔科技3.3 國內領先-齊碳科技四. 納米孔測序技術未來展望 4.1納米孔測序技術將持續突破，應用場景將不斷延展4.2 前景與挑戰將并存，但技術商業化已在路上 數據說明 參考文獻 報告免責說明 關于智

2、慧芽創新研究中心 010204040506070708101214151519232525252626262702智慧芽醫藥生物系列之三 基因測序前沿技術洞察報告基因測序技術的巨大潛力從誕生就被科學界迅速認可。第一代測序技術 Sanger 測序法的發明建立了測序屆的黃金標準的同時也推動了“人類基因組計劃”的完成；第二代高通量測序技術的發明和商業化，將基因測序技術普及到更多實驗室和企業。近些年第三、四代測序技術的出現，有望滿足上述黃金標準，具有廣泛的潛在應用前景。智慧芽創新研究中心結合國內外公開資料 / 文獻、專利文獻、企業官方資料等針對第四代納米孔測序技術，進行綜合梳理和分析，形成基因測序前沿

3、技術洞察報告（以下簡稱 “報告 ”） 報告綜述報告主要包括四部分：1. 基因測序基本情況：簡述基因測序技術迭代及上下游競爭格局。2. 納米孔測序技術發展：納米孔測序技術定義、技術發展趨勢、國家間競爭格局以及技術市場布局情況。3. 納米孔測序企業競爭格局：淺析納米孔測序技術全球企業競爭總體格局；2 家代表性企業技術發展趨勢、全球技術布局。2 家代表性企業分別是牛津納米孔科技公司、齊碳科技。4. 納米孔測序技術未來展望：基于基礎調研、專利分析及代表性企業技術對比，對納米孔測序技術進行展望。報告主要包括以下結論：1. 從整體技術研發特性上看，全球納米孔測序技術領域的相關專利量共約 8.8 千件。自

4、2011 年起，相關技術專利量呈現逐年增加的態勢，2019 年專利申請量達到頂峰，近兩年專利申請略有回落。2. 從核心技術未來發展路線上看，孔蛋白和控速蛋白作為納米孔測序技術的核心技術決定著納米孔測序技術未來的發展方向。對比這兩種核心技術的研發情況，發現對納米孔（reader/ 孔蛋白 / 通道蛋白 / 跨膜蛋白）的研究熱度高于機動蛋白（motor/控速蛋白）。3. 從國家競爭格局上看，主要技術掌握在美英中三國。美國是該領域專利申請量最多的國家、英國發展速度最快。近幾年中國在納米孔測序技術領域呈現蓬勃發展態勢，中國齊碳科技在繼英國牛津孔納米科技公司后將成為全球第二家商業化納米孔測序儀的公司。

5、從技術市場格局上看， 美國、歐洲是納米孔測序技術應用最廣泛的目標市場。4. 從企業競爭格局上看：英國牛津納米孔科技公司測序技術在技術研發和專利儲備上遙遙領先。而中國企業齊碳科技作為行業黑馬，有望引領中國基因測序上游領域彎道超車，這或將對國際基因測序儀生產制造巨頭造成沖擊，從而引發整個市場格局重新洗牌。03智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告一 . 基因測序基本情況基因是遺傳的基本單元，攜帶有遺傳信息的 DNA 或 RNA 序列?；驕y序技術（DNA Sequencing），即指獲得目標 DNA 片段堿基（包括腺嘌呤 A、胸腺嘧啶 T、胞嘧啶 C與鳥嘌呤 G）排列順序的技術?；蚩萍?/p>

6、幫助人類對生命奧秘的探索不斷走向微觀，而基因測序技術的出現對生命科學和醫學的發展起到革命性的作用，該技術能夠直接對人體或病原微生物進行檢測、定量及突變位點分析，彌補了細胞形態學、生物化學、微生物與免疫學的短板，加深對疾?。ㄓ绕涫菒盒阅[瘤）的分子機制理解，在疾病診斷和治療方面有重要作用。1.1 基因測序技術定義04智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告第三代單分子測序技術是利用不同的技術手段實現對逐條 DNA 中單個堿基的識別，包括單分子合成測序技術、單分子直接測序技術等，與前兩代測序技術相比，該技術最大特點是測序過程無需進行PCR擴增。第四代納米孔測序技術是基于電信號而不是光信號的測

7、序技術，自牛津納米孔科技公司推出第一款商業化納米孔測序儀后，獲得科學界極大關注。該技術應用前景廣泛，被認為是最有望實現測序界黃金標準的技術之一?；驕y序技術一般分為四代，第一代測序技術為 Sanger 測序技術（合成終止測序），第二代為高通量測序，單分子測序技術被稱為第三代測序技術，在一些劃分方法中單分子測序技術中的納米孔測序技術被認為是第四代測序技術。這里需要注意的是，基因測序技術的代際關系并非是相互取代，而是同時存在并應用于不同的場景、滿足不同的需求。第一代 Sanger 雙脫氧終止法測序技術由F.Sanger 發明1，第一代測序技術的重要價值主要包括兩方面：1. 使得人類基因組計劃得以實

8、現，2. 建立測序界的四項黃金標準，即測序結果高精度、高通量、長片段和低費用，其中高精度意味著準確率決定可靠性；通量決定臨床測序可行性；讀長決定序列組裝的難易程度及其完整性；費用決定臨床測序能否大眾化。但一代測序技術存在測序成本高、通量低等問題，嚴重影響其真正大規模應用。第二代高通量測序技術（next generation sequencing，NGS）又稱大規模平行測序或深度測序，該技術誕生受益于 2004 年由美國國立衛生院下屬人類基因組研究所啟動的“$1,000 Genome”計劃，技術核心原理是邊合成邊測序。較第一代測序技術，該技測序速度提高且成本降低顯著，但仍無法同時達到四項黃金標準

9、的要求。1.2 基因測序技術迭代05智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告基因測序行業上游為設備端，包括測序設備制造廠商、試劑耗材提供商；中游主要為服務端，包括提供測序服務機構、數據分析服務商；下游應用端即測序服務使用者，包括科研機構 / 醫院 / 個人等。行業上中下游具有如下特點：1. 上游測序設備作為整個產業鏈的起點和整個中下游的支撐，技術壁壘高，呈現巨頭壟斷格局，如海外領先企業因美納 Illumina、賽默飛 ThermoFisher、羅氏Roche 等；國內頭部公司華大基因、貝瑞基因等。2. 中游測序服務和數據分析服務各有特點。中游測序服務因為準入門檻不高導致市場競爭激烈；中

10、游測序數據分析服務因為技術壁壘高導致行業集中度將逐漸提高。此外，整個基因測序行業未來也可能向數據平臺方向發展。1.3 基因測序上下游競爭格局3. 下游測序應用市場包括科研應用、臨床應用、 消費應用。 目前以科研應用市場為主，商業模式較成熟；臨床級應用市場尚缺乏巨大市場的成熟產品，但發展迅速；消費級應用市場將人群拓展至所有健康人群，想象空間巨大。（如圖表 1）圖表 1：中國基因測序產業鏈圖譜 （資源來源：網絡、智慧芽整理）上游（設備端） 中游（服務商） 下游（應用端）測序設備研發制造耗材及試劑生產基因測序服務 數據服務科研機構 醫院藥企個人06智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告二

11、. 納米孔測序技術發展納米孔測序技術本質上屬于單分子測序技術。其基本原理是將一個納米孔（Reader）固定在電阻膜上，在跨膜電場作用下，利用一個機動蛋白（Motor/ 控速蛋白 / 動力牽引蛋白）牽引 DNA 單鏈從負極向正極移動時通過納米孔，由于納米孔的直徑非常細小，通常僅可以讓單個堿基通過，因此不同堿基通過納米孔時對電流的干擾不同，通過捕獲電流變化來識別和確認堿基序列，從而實現測序，納米孔測序基本流程（如圖表 2）2.1 技術原理納米孔測序技術被稱為第四代測序技術，最近幾年獲得業界廣泛關注，發展迅速，目前已在多個應用領域（宏基因組測序、病原體測序、新物種基因組測序、表觀遺傳學測序等）逐漸展

12、示出不可替代的地位。同時研究顯示，納米孔測序技術可以實現RNA 直接測序，成為目前第一種真正直接測序 RNA 的方法。此外，納米孔測序技術也被業界認為是最有望實現測序界黃金標準（即測序結果的高精度、高通量、長片段和低費用）的技術。有鑒于此，本文后續內容主要針對納米孔測序技術展開。 圖表 2：納米孔基因測序基本原理（資料來源：網絡、智慧芽整理）07智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告納米孔測序的概念于 20 世紀 80 年代提出，經歷了三個細節革新成就了現今的納米孔測序儀的研制，首先是單分子 DNA從納米孔通過；其次是納米孔上的酶對于測序分子在單核苷酸精度的控制；最后是單核苷酸的測序

13、精度控制。首款商業化產品于 2014 年由牛津納米孔科技有限公司（Oxford Nanopore Technologies，以下簡稱牛津納米孔科技）推出。在使用納米孔測序的技術關鍵詞并結合主流研發企業進行檢索后，智慧芽數據顯示，納米孔測序全球累計相關專利申請約 8800件。整體來看，納米孔測序技術發展呈線性增長趨勢，其中 2011 年相關專利申請量較 2010 年專利申請量出現明顯增長。2.2 技術發展歷程究其原因，很可能是 2011 年左右納米孔測序技術取得重大技術突破（公開資料顯示2012 年牛津納米孔科技公司首次公開系列納米 DNA 測序和蛋白質分析相關數據，并對其后續發布產品 Grid

14、ION 和 MinION 的軟件及硬件系統進行了概述；其公開數據包括已經使用納米孔測序技術完成的數百萬個堿基序列，這也是自納米孔測序理論誕生以來， 世界上首次公開納米孔測序數據） ；此后納米孔測序技術專利申請量持續保持快速增長的發展勢頭。（如圖表 3）圖表 3：過去 20 年全球納米孔測序技術相關專利申請與授權量演變（數據來源：智慧芽）專利申請量 專利授權量08智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件納米孔測序技術涉及眾多交叉學科，包括生物學、計算機學、機械學等，技術難度大、壁壘高，目前申請專利類型以發明專利為主，發明專利申請量占全部專利申請量 98.2%, 實用新型專利申請量占全部

15、專利申請量 0.9%；外觀設計專利申請占全部專利申請量 0.9%。（如圖表 4）發明外觀設計實用新型0.9%0.9%98.2%圖表 4：過去 20 年全球納米孔測序技術專利申請類型及占比 （數據來源：智慧芽）03智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告納米孔測序技術的核心物質包括納米孔（reader/ 孔蛋白 / 通道蛋白 / 跨膜蛋白）、機動蛋白（motor/ 控速蛋白）、聚合物膜（membrane）、納米孔陣列、測序芯片、測序算法等。其中最重要是的納米孔（reader/ 孔蛋白 / 通道蛋白 / 跨膜蛋白）、機動蛋白（motor/ 控速蛋白）。 （如圖表 5）納米孔（reader/

16、 孔蛋白 / 通道蛋白 / 跨膜蛋白）的作用是用來提供納米尺寸的通道。根據納米孔取材不同，可分為生物納米孔（有機納米孔）和無機納米孔。1. 生物納米孔包括 溶血素納米孔和恥垢分枝桿菌孔蛋白 MspA 納米孔等；其中 溶血素（-hemolysin，-HL）是金黃色葡萄球菌分泌的分子質量為 232.4kDa 蛋白質，以七聚體方式侵染雙脂膜形成跨膜通道，作為眾多生物納米孔中結構組成相對簡單、研究較詳細、應用最廣泛的一種。2.3 核心技術發展同時也是牛津納米孔科技公司（Oxford Nanopore Technologies 公司）測序儀的技術基礎，有機納米孔的優點是容易重復，但缺點是持久性差。2.

17、無機納米孔主要是在氮化硅、二氧化硅和石墨烯等絕緣材料上用離子刻蝕技術、電子刻蝕技術、聚焦電子束 (FEB) 或離子束 (FIB) 等制作出的微小孔洞。資料顯示，哈佛大學 Li 等在 2001 年首次報道了使用離子刻蝕技術在 Si3N4 薄膜上制作出了直徑61nm 的孔，同時利用氬離子束輻射使納米孔收縮到 1.8nm。開啟了固態納米孔制備和研究的新時代，使固態納米孔技術日益成熟，豐富了納米孔單分子檢測技術研究。無機納米孔的缺點是孔深不易控制，孔內可同時容納多個堿基，造成信號干擾而無法分辨。機動蛋白（motor/ 控速蛋白）的作用是控制單鏈核酸通過納米孔蛋白的速度，提高了信噪比，從而捕獲更準確的序

18、列信息。圖表 5：納米孔測序基本原理（資料來源：Oxford Nanopore 官網）10智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告對比納米孔測序技術兩種核心技術的研發情況，對納米孔（reader/ 孔蛋白 / 通道蛋白 / 跨膜蛋白）的研究熱度高于機動蛋白（motor/ 控速蛋白）。智慧芽數據顯示和納米孔（reader/ 孔蛋白 / 通道蛋白 / 跨膜蛋白）相關專利申請約 1.7 千件、和機動蛋白（motor/ 控速蛋白）相關專利申請約500 多件專利。（如圖表 6）（如圖表 7）圖表 6：過去 12 年全球納米孔測序核心技術納米孔技術相關專利申請與授權量演變專利申請量專利授權量授權占

19、比（數據來源：智慧芽）圖表 7：過去 12 年全球納米孔測序核心技術機動蛋白技術相關專利申請與授權量演變專利申請量專利授權量授權占比（數據來源：智慧芽）11智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件件進一步分析納米孔測序技術專利申請人（專利權人）所在國家 / 地區：美國在該領域技術產出遙遙領先于其他國家，專利申請總量達 4700 多件，英國和中國緊隨其后，英國專利申請總量約 1200 多件，中國專利申請總量 1000 余件；其他國家如瑞士、德國、日本、比利時、韓國、加拿大等國雖然也有技術儲備，但是明顯數量減少。（如圖表 8）2.4 國家競爭格局圖表 8：過去 20 年納米孔測序技術實力

20、 TOP10 國家（數據來源：智慧芽）12智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件比較三大技術強國（美國、英國、中國）技術發展趨勢對：美國技術產出略早、專利申請總量最高，但英國專利平均專利增長率最高。近十年來美國在該領域年平均專利申請量約 388 件、英國在該領域年平均專利申請量約 108 件，中國在該領域年平均專利申請量約 92 件；但是從平均專利增長率來看，英國在該領域研究產出增速最快（平均專利增長率為 146%），中國研究產出增速稍遜于英國（平均專利增長率123.5%），美國最低（平均專利增長率為100.8%）（平均專利增長率定義為年專利申請量除以前年專利申請量的均值）。（如圖

21、表 9）圖表 9：過去 20 年納米孔測序技術中美英三國歷年專利申請量對比（數據來源：智慧芽）美國英國中國13智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件在市場布局方面，全球范圍內納米孔測序技術專利申請數量最多的 10 個國家 / 地區依次是美國、中國、世界知識產權組織、歐洲、澳大利亞、加拿大、德國、日本、中國香港、英國；其中在美國公開的相關專利申請數量最多（約 2300 件），這一定程度上反應了該技術在美國目前的受關注程度。（如圖表 10）2.5 技術市場布局統計分析納米孔測序技術專利申請類型發現，該領域技術主要掌握在專業測序公司手中，其次是學校 / 研究所。公司儲備專利申請約比歷年專

22、利申請總量約 74.2%，院校 / 研究機構儲備專利申請約比歷年專利申請總量約 20.0%。（如圖表 11）圖表 10：過去 20 年納米孔測序技術主要市場布局（數據來源：智慧芽）圖表 11：過去 20 年納米孔測序技術專利申請人類型分布（數據來源：智慧芽）公司院校 / 研究院個人74.2%5.8%20.0%14智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件三 . 納米孔測序企業競爭格局納米孔測序技術處于測序技術的最前沿，對該技術的探索既有行業巨頭也不乏突飛猛進新銳公司。首先分析納米孔測序領域整體技術領先 TOP10 公司，美國公司因 美 納 ILLUMINA INC. 以 千 余 件 專

23、 利 申請排名第一，發布全球首款商業化納米孔測序儀的牛津納米孔科技公司 OXFORD NANOPORE TECHNOLOGIES LIMITED（申請專利近 900 件）排名第二、羅氏 ROCHE排名第三，其他進入前十強榜單的公司包括太平洋生物科學 PACIFIC BIOSCIENCES OF CALIFORNIA, INC.、吉尼亞科技公司GENIA TECHNOLOGIES, INC.、華大基因、斯特拉托斯基因公司STRATOS GENOMICS, INC.、株式會社日立高新技術等等。3.1 全球企業競爭格局03智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告學校方面，哈佛大學、加利福尼亞

24、大學（簡稱加州大學）作為該領域技術創始者，專利申請量也進入歷年專利申請量前十榜單，其研究發展歷程在一定程度上也反映了納米孔 DNA 測序領域的發展方向。（如圖表12）圖表 12：納米孔測序技術全球專利申請量排名前二十申請人（數據來源：智慧芽）16智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件進一步分析納米孔測序技術中兩種核心技術（納米孔和機動蛋白） 的研究情況領先公司，智慧芽數據顯示牛津納米孔科技公司在納米孔（reader/ 孔蛋白 / 通道蛋白 /跨膜蛋白）和機動蛋白（motor/ 控速蛋白）這兩個方面均為技術領先者，另外中國齊碳科技在機動蛋白（motor/ 控速蛋白）方面的技術實力較強

25、，進行全球前十的排名榜單。（如圖表 13）（如圖表 14）圖表 13：納米孔測序核心技術納米孔技術全球專利申請量排名前十申請人（數據來源：智慧芽）圖表 14：納米孔測序核心技術機動蛋白技術全球專利申請量排名前十申請人（數據來源：智慧芽）17智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件件在商業化進程方面，由于技術較新大多數公司仍處于研發階段，固納米孔測序技術的市場占有率較傳統測序技術目前偏低?，F階段僅有牛津納米孔科技公司一家實現納米孔測序技術的商業化，此外海外公司如 Ontera（ 前 身 為 Two Pore Guys）、iNanoBio、Genia Technologies（已被羅 氏

26、 收 購 ）、Quantapore、Electronic Biosciences 等公司仍在研發階段。國內領先企業齊碳科技則是全球已知第二家即將商業化的公司，此外國內企業如安序源生物科技 （深圳） 有限公司、 今是科技、深圳儒翰基因有限公司、蘇州羅島納米科技有限公司等處于厚積薄發狀態。資料顯示羅島納米于 2020 年、安序源及今是科技于 2021 年已研發出樣機。其中安序源在工程樣機后已聯合合作方進行研發測試使用和優化，今是科技在完成工程樣機研發后計劃首先聚焦非臨床市場，推出中通量納米孔測序儀，后針對臨床市場，推出超高通量納米孔測序儀。18智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告結合以

27、上對納米孔整體技術發展及核心技術研究分析后，本文選擇全球唯二將納米孔測序技術商業化 / 即將商業化的公司：（1）牛津納米孔科技有限公司 Oxford Nanopore Technologies 和（2）成都齊碳科技有限公司進一步分析。作為納米孔測序的技術先驅，牛津納米孔科技公司 Oxford Nanopore Technologies（牛津大學的衍生公司），由 H. Bayley 作為奠基人之一成立于 2005 年。該司已于2021 年成功登陸倫敦證卷交易所（股票代碼：ONT.L）。3.2 行業先驅 - 牛津納米孔科技智慧芽數據顯示，該公司自 2005 年成立以來累計申請專利約千件，平均專利增

28、長率為230%；其中發明專利申請占比為 93.51%，外觀設計專利申請占比為 6.49%。自 2007年起牛津納米孔科技公司開始申請納米孔測序相關專利；經歷了 5 年探索階段后，牛津納米孔科技公司從技術萌芽期轉變為技術成長期，于 2012 年首次公布一系列納米孔 DNA 測序和蛋白質分析的相關數據。3.2.1 技術研發趨勢19智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告并對后來發布的 GridION 和 MinION 的軟件及硬件系統做了概述，公開數據包括已經使用該技術測序完成的小分子 DNA 的正鏈及反鏈，包括數百萬個堿基序列，這也是自納米孔測序理論誕生以來，世界上首次公開納米孔測序數據

29、后，在經歷 2013年 -2014 年快速發展階段后，2014 年推出全球首款商業化產品。2016 年初，因美納 Illumina 對牛津納米孔科技公司發起專利訴訟，稱后者侵犯了其兩項專利（專利號分別為 No.8,673,550 和No.9,170,230，專利名稱均為“MSP 納米孔和相關方法”）。本案中，Illumina 公司起訴牛津納米孔科技公司使用細菌驅動孔隙 - 恥垢分枝桿菌孔蛋白 A（MspA）侵犯其 MSP 納米孔和相關方法專利，案件涉及牛津納米孔科技公司兩款產品（MinIon 和 PromethIon 設備）。同年末雖然兩家達成庭外和解，但該案件的發生導致同年牛津納米孔科技公司

30、專利申請觸底。資料顯示，牛津納米孔科技公司同意不再出口或售賣包含氨基酸序列納米孔的產品，并銷毀目前相關庫存產品，同時升級測序系統（從 R7 升至 R9），值得注意的是 R9 系統不僅精度提升，而且牛津納米孔科技公司對該技術有獨家專利。此后牛津納米孔科技公司不斷改進納米孔和馬達蛋白，截止到目前已發布了 8 個版本的測序系統（從 R6 到 R10.3）（如圖表15）（如圖表 16）圖表 15：牛津納米孔科技公司在納米孔測序技術歷年專利申請與授權量演變（數據來源：智慧芽）專利申請量專利授權量授權占比20智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件圖表 16：牛津納米孔科技公司測序發展歷程（資料

31、來源：網絡）從技術的市場布局情況來看，牛津納米孔科技的技術市場布局符合基因測序行業整體市場分布趨勢。據公開資料顯示，2020年全球基因測序市場分布最多的是歐洲，其次是美洲，歐美市場合計占比就高達72%，亞太地區排名第三，占比 20%。牛津納米孔科技除了在英國本土進行技術布局外，以美國、歐洲作為主要市場進行布局，綜合來看其在上述主要市場專利申請量占歷年來總申請量 49%，此外牛津納米孔科技公司在中國、澳大利亞、德國、加拿大、印度和巴西等地進行了相關技術專利布局。（如圖表 17）3.2.2 全球技術布局21智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告圖表 17：牛津納米孔科技納米孔測序技術全球

32、專利布局 （數據來源：智慧芽）測序設備作為基因測序整個產業鏈的起點和支撐點，測序設備制備技術壁壘很高、大單品催生大市值公司，導致該領域一直處于巨頭壟斷格局。因此當新一代測序技術的出現推動新銳公司意圖瓜分測序市場一杯羹時，專利訴訟就成為老牌巨頭試圖打壓競爭對手的方式，如 2016 年因美納公司為了阻止牛津納米孔科技公司通過納米孔測序儀占據快速測序儀及相關制品的市場份額，對牛津納米孔科技公司發起的專利訴求；此外，值得注意的是專利訴訟發生在擁有專利技術的企業和產品已上市的企業之間。3.2.3 企業間商業戰如太平洋生物科學（Pacific Biosciences of California,Inc.）

33、和牛津納米孔（Oxford Nanopore Technologies, Inc.）之間的專利訴訟，案件涉及牛津納米孔公司多款產品及太平洋生物科學的 8 件專利。智慧芽數據顯示近年來主要涉訴多為國外公司/研究機構， 如太平洋生物科學 （Pacific Biosciences of California,Inc.）、因美納公司（Illumina, Inc.）、牛津納米孔科技公司（Oxford Nanopore Technologies, Inc.）、加 州 大 學 董 事 會（The Regents of the University Of California）、Sequenom, Inc.、

34、Verinata Health, Inc. 等。22智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件作為全球第二個商業化納米孔測序技術的公司，齊碳科技立于基因測序領域上游，正在商業化道路上前進。齊碳科技成立于 2016 年，由跨學科研發團隊組建，專注納米孔基因測序儀及配套試劑耗材的自主研發、制造與應用。作為中國第一家成功研發出納米孔基因測序儀原理樣機、工程樣機，并成功推出產品樣機的企業。與此同時該司也獲得資本關注，目前已于2020年6月完成四億元B輪融資，這也是 2021 年國內基因測序行業上游企業中最大的一筆融資。3.3 國內領先 - 齊碳科技齊碳科技累計申請納米孔測序相關專利 48件專利

35、， 其中發明專利45件、 實用新型2件。公司 2017 年成功研制出 16 通道的原理樣機，自 2018 年申請第一件專利申請；2020年 9 月發布中國首臺自主研發的納米孔單分子基因測序儀，資料顯示其產品樣機在Alpha Test 階段，已與病原體研究、遺傳病研究、腫瘤研究、司法刑偵、動植物保護等領域的多家頭部企業、高校、科研院所等機構開展合作，涉及 70 個項目、1500 多個樣本，但產品準確率僅為 85%；2021 年12 月推出中國首款即將量產型全自主研發納米孔單分子基因測序儀 QNome-3841，配套專有測序芯片 Qcell-384 以及建庫、測序試劑盒。3.3.1 技術研發趨勢2

36、3智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告QNome-3841 為一款小通量測序儀，8 小時可產出 1-1.5Gb 數據，單次準確率達 90%，一致性準確率（50 x）達 99.9%。具有長讀長、實時、快速、小巧便攜等特點。（如圖表 18）圖表 18：齊碳科技納米孔測序技術歷年專利申請趨勢（數據來源：智慧芽）作為新成立僅五年的新銳公司，齊碳科技在加大科研投入的同時，已啟動并加速了產業化進程。而作為中國首個通過自主研發，將納米孔測序技術正式推向市場的本土企業，目前公司以中國、中國香港為主要市場，同時也已經通過 PCT 途徑逐漸進行海外市場的布局。3.3.2 全球技術布局中國中國香港世界知

37、識產權組織78%10%12%圖表 19：齊碳科技納米孔測序技術全球專利布局（數據來源：智慧芽）24智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告件四 . 納米孔測序技術未來展望利用納米孔研究出新型的快速、準確、低成本、高精度及高通量的 DNA 測序技術是后人類基因組計劃的熱點之一。相信隨著納米孔技術的深入研究，以及各項科學技術的結合使用，將使其在化學、物理學、生物學、電子學和醫藥學中的應用更加廣泛，對生命奧秘的探索、疾病的治療，以及整個生命科學的發展起到巨大的推動作用。從納米孔測序技術路線發展趨勢來看，生物納米孔在一定時期內仍將是主流，短期內（預計 3-5 年之內）較難有成熟的固態孔技術出現

38、，主要原因包括固態孔技術本身還不成熟，且存在過孔檢測的速度控制問題。從納米孔測序技術的應用場景來看，除DNA 測序外，納米孔的無需標記、無需放大的單分子檢測技術還可以在 RNA 檢測、蛋白質檢測等各種重大疾病的生物標志物檢測方面得到應用。4.1 納米孔測序技術將持續突破，應用場景將不斷延展 從 2010 年開始至今，中國整個基因測序行業的市場規模一直處于高速發展階段，政策支持及巨量資本的注入給基因測序行業的發展帶來了強大的推動力。雖然市場潛力巨大，但納米孔技術測序的商業化應用，還面臨著挑戰，如提高通道的選擇性和靈敏度、控制 DNA 穿越速度及提高信噪比等。目前僅有英國牛津納米孔科技公司一家商業化成功，但其產品也存在迭代較慢 / 精度等問題，導致未完全打開市場，此外大多數海外企業也仍處于研究開發階段。但值得一提的是，隨著中國基因測序領先企業齊碳科技的新產品即將正式推向市場，一方面有望從根本上改變我國基因測序設備嚴重依賴進口的現狀，降低單次測序成本，讓即時檢測的基因測序技術走進千家萬戶，同時有望引領中國基因測序上游領域彎道超車，這或將對國際基因測序儀生產制造巨頭造成沖擊，從而引發整個市場格局重新洗牌。4.2 前景與挑戰將并存，但技術商業化已在路上25智慧芽醫藥生物系列之四 基因測序前沿技術洞察報告