禁止美国公司向中国出口基因测序仪，这事儿有啥影响？

近日，美国因美纳公司（Illumina, Inc.）被商务部列入“不可靠实体清单”，并禁止其向中国出口基因测序仪，一时引发了行业关注。

商务部网站截图

Illumina公司可以说是国际基因测序巨头，2019年，Illumina公司的基因测序仪曾经占据全球市场超80%的份额，也曾占据中国市场近70%的份额。如果没有了它，会对我们的生物科技领域产生什么影响？

其实，在中国市场Illumina测序仪的影响力正在快速下降，市场份额从2019年的62%下降至2022年的38%。这个过程，也是中国国产仪器快速崛起的过程。

今天，我们就来说说基因测序仪的故事。

基因测序仪，生命科学领域里的“光刻机”

基因测序仪是一种用于确定DNA分子中碱基序列的设备。它通过检测DNA链中四种碱基（腺嘌呤A、胸腺嘧啶T、胞嘧啶C和鸟嘌呤G）的排列顺序，帮助科学家解读遗传信息，为基因检测、基因编辑、基因合成等应用提供底层支撑。

图片来源：veer图库

下面是几种基因测序仪的常见应用。

基因测序仪在精准医疗中发挥核心作用，它能够分析个体的基因组信息，帮助医生识别遗传病变、筛查罕见病，并制定个性化治疗方案。例如，在癌症治疗中，通过测序肿瘤基因，可以确定特定靶向药物的适用性，提高治疗效果，减少无效或有害的药物使用。此外，基因测序技术还广泛应用于产前筛查、新生儿筛查，帮助及早发现遗传病，提高干预效果。

在环境保护方面，基因测序仪帮助研究微生物群落的多样性，监测水源污染，甚至在生态修复中发挥作用，如通过微生物基因组学优化生物降解技术。

在法医学领域，基因测序仪是身份鉴定、亲缘关系确认和犯罪侦查的重要工具。现代测序技术可以分析极少量的DNA样本，例如毛发、唾液或血液中的微量遗传物质。

在考古学和人类学研究中，古DNA测序技术揭示了人类迁徙历史、进化路径，甚至可以重构古代人类的基因组，为历史研究提供新的视角。

卖基因测序仪，可不是一锤子买卖

你也许可以理解，一台基因测序仪的价格动辄几十上百万，但是你大概率不会理解，购买仪器只是成本投入的第一步。

电视买回来插上电就能看节目，但购买基因测序仪后，无法单独使用测序仪进行测序，必须搭配专用的试剂和耗材才能完成工作。测序流程包括样本制备、文库构建、测序反应和数据分析，前三步都需要特定的试剂和消耗品。这些试剂对测序的准确性和效率至关重要，缺少任何一项都无法完成实验。所以，后续的试剂采购和消耗才是决定测序成本和实验可持续性的关键因素。

不同测序平台的试剂耗材成本各不相同，但使用一段时间后，所用的试剂耗材的成本常比测序仪本身更昂贵。不同于Sanger测序等传统方法，高通量测序试剂成本较高更多，每次运行可能需要数千至数万元，尤其是大规模基因组测序项目。

总之，购买测序仪要花很多钱，用测序仪还会花更多的钱。

那些不得不使用Illumina测序仪的日子

这次美国因美纳公司被列入清单的原因是：违反正常的市场交易原则，中断与中国企业的正常交易，对中国企业采取歧视性措施，严重损害中国企业合法权益。

违反正常交易、中断正常交易、歧视中国企业，这事可以从二十几年前说起了。

1999年中国的华大基因公司成立，代表中国科学家承担了人类基因组计划的人类三号染色体短臂上 3000 万个碱基对的测序重任。在华大基因完成人类基因组计划的过程中，曾采用 MegaBACE1000 测序仪进行研究工作，那是一种基于毛细管电泳技术的 DNA 测序仪。

随着高通量测序技术的发展，传统的毛细管电泳测序仪逐渐被市场淘汰，市场上主要都是在使用Illumina的高通量测序仪，最高峰时期Illumina的高通量测序仪占据了全球市场超过80%的份额。

2010年，华大基因斥资几亿元人民币一举购入了128台Illumina的HiSeq2000测序仪，正是凭借这款设备，华大基因首次将测序平台通量推升至全球最高水平。依托当时Illumina强大的测序平台，华大在相当长的一段时期内，为全球动植物基因组的测序数据贡献了超过40%的份额。

然而，随着生物科技的发展，当华大基因等一些测序企业试图进军临床应用测序服务市场时，发现自己所依赖的核心技术并非自家所有，设备出现故障后无法得到及时修复，试剂耗材的价格更是涨了十余倍之多，也就是说，企业能买得起Illumina测序平台，却用不起了。

面对Illumina“用不起”的现实，中国的测序企业在十几年就开始了自主研发测序仪的尝试。

以华大基因为例，该公司在2013 年成功收购了美国Complete Genomics（CG）公司。CG公司也是做基因测序仪的，因市场竞争激烈、研发投入高且商业化能力不足，长期处于亏损状态。华大基因通过收购，直接获得了这些底层技术专利，为其后续自主研发测序仪奠定了基础。

随着自主研发能力的提高，中国企业逐渐开始摆脱对Illumina测序平台的依赖。目前，国产测序仪在性能上已经能够媲美甚至超越进口设备。

根据生物分子资源设施协会（ARBF）在《Nature Biotechnology》上发表的研究，中国企业研发的DNBSEQ测序平台在测序错误率上优于高通量测序市场中的其他产品。而韩国个性化基因组医学研究中心的研究表明，中国的DNBSEQ-T7和MGISEQ-2000测序仪在全基因组测序（WGS）中的基因覆盖率、片段大小分布和表达变异检测等核心指标上与Illumina的NovaSeq 6000表现相当，达到国际领先水平。此外，多项研究还表明，DNBSEQ测序平台在测序质量、GC覆盖率和变异准确度等方面与Illumina设备无明显区别，同时成本更低，适用于广泛的基因组学研究领域。

不过，当中国企业成为全球排行前三的基因测序设备生产商时，Illumina跟我们的竞争舞台就从实验室转到了法庭。

2019年，Illumina公司开始对华大发起多起专利诉讼，指控对方窃取知识产权。华大方面毫不示弱，对Illumina公司发起专利侵权反诉。2022年，美国特拉华州法院最终做出令人震惊的裁决：Illumina公司侵犯了华大智造的双色测序专利，需赔偿3.34亿美元。最终，双方达成和解，华大智造宣布与因美纳就美国境内的所有未决诉讼达成和解，后者同意向华大智造支付3.25亿美元的净赔偿费。

制裁Illumina有何影响？

Illumina公司被列入不可靠实体清单后，短期内可能对部分依赖其设备的机构造成技术过渡压力，但长期来看，国产替代将加速，限制影响有限。一方面，Illumina在中国市场已连续五年收入下滑，2024年市场份额降至13.59%。另一方面，政策扶持，如政府采购优先国产设备以及企业创新如各测序仪厂家的置换补贴计划为行业注入动力，国内测序服务成本下降，应用场景加速拓展。此外，Illumina的退出将释放万亿级市场空间，推动国产企业在全球竞争中占据更有利地位。

目前，中国基因测序仪领域的代表性企业包括华大智造、贝瑞基因、达安基因、迪安诊断等。华大智造依托2013年收购美国CG的核心技术，已实现从低通量到超高通量临床级测序仪的自主研发与量产，并成为全球唯一同时掌握“激发光”“自发光”和“不发光”三种测序技术的企业，前两者是二代高通量测序，而后者则代表三代的纳米孔测序。此外，真迈生物和思坤生物等新兴企业也在加速布局，推出与Illumina设备兼容的替代方案，进一步推动国产化进程。截至2024年，国内公司在国内新增测序仪装机市场份额已超50%，并覆盖全球100多个国家和地区。

中国生命科学领域仪器已逐渐从技术依赖转向自主可控。随着数据安全担忧和政策红利的双重驱动，国产测序仪将主导国内市场，并加速开拓海外市场。制裁事件不仅不会限制中国生物科技发展，反而可能成为打破垄断、重塑行业格局的关键转折点。

作者：Denovo （基因科技领域从业人员）