一、前奏：第一代測序 (Sanger測序時代)
在NGS出現(xiàn)之前，由Frederick Sanger發(fā)明的鏈終止法（桑格測序）是絕對主流。人類基因組計劃（1990-2003）主要是基于這種方法完成的，耗資30億美元，歷時十多年。雖然準確率高，但其通量低、成本高、速度慢的缺點極大地限制了大規(guī)模應用的需求。
二、奠基與誕生 (2005年前后)
第二代測序技術(shù)的誕生并非一蹴而就，而是基于一系列關鍵技術(shù)的突破，包括大規(guī)模并行化、芯片技術(shù)、熒光信號采集和數(shù)據(jù)分析算法。
2005年：里程碑式的元年
Roche (454 Life Sciences)：推出了首臺商業(yè)化二代測序儀Genome Sequencer 20 System。它采用了?“焦磷酸測序”(Pyrosequencing)?原理并結(jié)合了?“乳化PCR”(emPCR)?的模板擴增技術(shù)。其通量比桑格法高出近百倍，完成了第一個人類個體基因組（James Watson）的測序，震驚世界。雖然讀長較長（當時可達200-300bp），但成本依然較高且對同聚物（連續(xù)相同的堿基）測序容易出錯。
Illumina (Solexa)：同年，Solexa公司推出了Genome Analyzer (GA)。其核心技術(shù)是?“邊合成邊測序”(Sequencing By Synthesis, SBS)?和?“橋式PCR”(Bridge PCR)?的簇生成技術(shù)。初期讀長很短（僅35bp），但通量巨大、成本極低、準確性高。Illumina在2007年收購了Solexa，這項核心技術(shù)成為了日后Illumina統(tǒng)治市場的基石。
Applied Biosystems (ABI)：推出了SOLiD (Supported Oligo Ligation Detection) 測序儀。它采用連接法測序，通過寡核苷酸的連接和熒光解碼來讀取序列。其特點是準確率非常高（因為每兩個堿基檢測兩次），但速度慢、讀長短，數(shù)據(jù)分析復雜，最終在競爭中逐漸被淘汰。
這一階段是“群雄并起”，不同技術(shù)路線相互競爭。
三、競爭與演進 (2006-2010)
Illumina的技術(shù)路線顯示出巨大的潛力和可擴展性。
Illumina?持續(xù)推出Hiseq 2000等機型，通量不斷翻倍，成本持續(xù)下降，讀長也逐漸增加（達到100bp以上），迅速成為市場的主力機型。
Roche (454)?試圖通過GS FLX+等機型延長讀長（達到700bp）來保持優(yōu)勢，但因其高昂的單次測序成本和在通量競賽中的落后，最終于2016年宣布關閉454測序業(yè)務。
Life Technologies (收購了ABI)?的SOLiD系統(tǒng)也因性能問題逐漸退出主流競爭。
四、整合與壟斷 (2010-2015) - Illumina的霸主時代
這一時期，Illumina通過強大的工程技術(shù)優(yōu)化，確立了絕對統(tǒng)治地位。
通量飆升：Hiseq 2500/3000/4000系列將每輪運行的數(shù)據(jù)產(chǎn)出推向了太字節(jié)(Tera-base)?級別。
成本暴跌：完成一個人類基因組測序的成本從數(shù)千萬美元迅速降至1000美元以下（2014年），實現(xiàn)了“千元基因組”的目標。
應用爆發(fā)：成本的降低使得NGS從大型基因組中心走向普通實驗室，催生了無數(shù)新應用：
☆ 全基因組測序 (WGS)
☆? 全外顯子組測序 (WES)
☆? 轉(zhuǎn)錄組測序 (RNA-Seq)
☆? 染色質(zhì)免疫共沉淀測序 (ChIP-Seq)
☆? 腫瘤基因panel檢測?等。
五、分化與細分市場 (2015年至今)
市場不再追求單一的通量極限，而是向更靈活、更快速、更便攜的方向發(fā)展。
臺式測序儀 (Benchtop Sequencers)
Illumina?推出?MiSeq、NextSeq、iSeq?系列，滿足中小通量、快速出結(jié)果的需求。
Thermo Fisher (收購了Life Technologies)?憑借?Ion Torrent?技術(shù)重返戰(zhàn)場。其特點是使用?半導體芯片?直接檢測合成過程中釋放的氫離子（pH變化），無需光學系統(tǒng)，儀器小巧、速度快。但其讀長較短且對同聚物錯誤率高的缺點依然存在，主要占據(jù)部分中小通量和快速檢測市場（如病原檢測）。
超高通量測序儀
Illumina 推出?NovaSeq?系列，成為新的通量王者，旨在進一步降低超大規(guī)模測序的成本，推動百萬基因組計劃等大型項目。
“精準醫(yī)療”與臨床化
測序儀的設計更加注重自動化、一體化、試劑穩(wěn)定性，以滿足臨床診斷對標準化、重現(xiàn)性和易用性的苛刻要求。例如Illumina的?NextSeq 550Dx?和?iSeq 100Dx?是首批獲得FDA批準用于體外診斷的NGS系統(tǒng)。
中國力量的崛起
華大智造 (MGI) 通過收購Complete Genomics獲得核心技術(shù)，并自主研發(fā)了?DNBSEQ??技術(shù)（基于DNA納米球與聯(lián)合探針錨定聚合技術(shù)）。其測序儀（如MGISEQ、DNBSEQ-T7等）在全球市場，特別是中國市場，成為了Illumina的重要競爭者，打破了技術(shù)壟斷。
總結(jié)與展望
二代測序的發(fā)展史是一部從技術(shù)多元化競爭到Illumina近乎壟斷，再到市場細分化和新競爭者出現(xiàn)的歷史。
其影響是革命性的，它使得基因組學從一門描述性科學轉(zhuǎn)變?yōu)橐婚T數(shù)據(jù)驅(qū)動的科學，直接推動了精準醫(yī)學時代的到來。
