什么是單細(xì)胞測(cè)序?單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

• 陳觀秋 2024年2月6日 來(lái)源：央視新聞客戶端 中研普華報(bào)告 百度 553 30
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單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)是指在單個(gè)細(xì)胞水平上，對(duì)基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組進(jìn)行高通量測(cè)序分析的一項(xiàng)技術(shù)。它能夠揭示單個(gè)細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)狀態(tài)，反映細(xì)胞間的異質(zhì)性，在腫瘤、發(fā)育生物學(xué)、微生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，正成為生命科學(xué)研究的焦點(diǎn)。單細(xì)胞測(cè)序在

細(xì)胞是生物學(xué)的基本單位，研究人員正更加努力地嘗試將它們進(jìn)行單個(gè)分離、研究和比較。更大更復(fù)雜的人類細(xì)胞基因組。

什么是單細(xì)胞測(cè)序?

單細(xì)胞測(cè)序是指DNA研究中涉及測(cè)序單細(xì)胞微生物相對(duì)簡(jiǎn)單的基因組，更大更復(fù)雜的人類細(xì)胞基因組。

以前，需要從大量細(xì)胞中獲取足夠多的DNA進(jìn)行測(cè)序，因此測(cè)序結(jié)果是這些細(xì)胞"整體"的表征。然而，由于細(xì)胞異質(zhì)性，相同表型的細(xì)胞的遺傳信息可能存在顯著性差異，很多低豐度的信息會(huì)在整體表征中丟失。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)高通量測(cè)序的局限性，單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)是指在單個(gè)細(xì)胞水平上，對(duì)基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組進(jìn)行高通量測(cè)序分析的一項(xiàng)技術(shù)。它能夠揭示單個(gè)細(xì)胞的基因結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)狀態(tài)，反映細(xì)胞間的異質(zhì)性，在腫瘤、發(fā)育生物學(xué)、微生物學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，正成為生命科學(xué)研究的焦點(diǎn)。

隨著第二代測(cè)序(next generation sequencing，NGS)技術(shù)和第三代測(cè)序( third generation sequencing，TGS)技術(shù)的飛速發(fā)展，引起生物研究領(lǐng)域的巨大變革。

有別于傳統(tǒng)的基因芯片，從超過(guò)混合數(shù)萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中提取的 DNA 或者 RNA 進(jìn)行測(cè)序，得出平均值。單細(xì)胞測(cè)序可以在單個(gè)細(xì)胞層面解析基因組及其表達(dá)調(diào)控特征，能更全面掌握細(xì)胞的功能。 比如在個(gè)體的發(fā)育過(guò)程中，從受精卵到個(gè)體，我們可以通過(guò)單細(xì)胞測(cè)序來(lái)觀察每個(gè)細(xì)胞到底發(fā)生了什么樣的變化，再比如臨床治療中，為什么有些藥物對(duì)部分人有效，卻對(duì)另外一些人沒(méi)有效果，這些差別可以通過(guò)單細(xì)胞測(cè)序得出結(jié)論。

為什么要做單細(xì)胞測(cè)序?

對(duì)于多細(xì)胞生物來(lái)說(shuō)，在細(xì)胞的分裂和分化過(guò)程中，必然會(huì)逐漸產(chǎn)生或大或小的差異，即遺傳信息的異質(zhì)性。例如，同一腫瘤組織中的不同細(xì)胞內(nèi)涵不同基因組和轉(zhuǎn)錄組等遺傳信息，就臨床利用上而言，這種差異或能影響某種療法對(duì)該腫瘤起到的作用。

傳統(tǒng)的研究方法是在多細(xì)胞基礎(chǔ)上完成檢測(cè)，即一次處理成千上萬(wàn)個(gè)細(xì)胞。比如，當(dāng)研究人員想要檢測(cè)某個(gè)蛋白的表達(dá)量，常用的方法如Western Blot等，最終得到的信號(hào)值反映的其實(shí)是基因在群體細(xì)胞中的表達(dá)平均后水平，這就會(huì)導(dǎo)致不同細(xì)胞間表達(dá)異質(zhì)性信息的丟失。但如果運(yùn)用單細(xì)胞測(cè)序方法，如流式細(xì)胞術(shù)技術(shù)，在單細(xì)胞水平對(duì)熒光強(qiáng)度加以測(cè)定，就能完全反應(yīng)同一個(gè)細(xì)胞群里不同細(xì)胞的基因組和轉(zhuǎn)錄組等遺傳信息的狀況。

單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

細(xì)胞是生物體內(nèi)發(fā)揮功能的基本結(jié)構(gòu)單元。單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)是近年來(lái)生命科學(xué)領(lǐng)域的突破性技術(shù)，能夠檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的多種遺傳物質(zhì)與功能分子，有助于更加深入地理解細(xì)胞功能，探索生命發(fā)育和疾病發(fā)生等機(jī)制。然而，不同組學(xué)組合、不同測(cè)序技術(shù)、不同測(cè)序樣本的“馬賽克”式單細(xì)胞數(shù)據(jù)的整合是巨大的挑戰(zhàn)。

為此，應(yīng)曉敏團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了基于生成式人工智能的新算法，在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了通用的單細(xì)胞多組學(xué)馬賽克數(shù)據(jù)的模態(tài)對(duì)齊、數(shù)據(jù)補(bǔ)全、批次校正等整合功能，為構(gòu)建大規(guī)模多組學(xué)細(xì)胞圖譜、實(shí)現(xiàn)大規(guī)模單細(xì)胞多組學(xué)分析與知識(shí)遷移提供了關(guān)鍵性的原創(chuàng)技術(shù)，性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

近日，軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院應(yīng)曉敏團(tuán)隊(duì)在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·生物技術(shù)》以Article類長(zhǎng)文形式在線發(fā)表重大原創(chuàng)研究成果。該團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的用于單細(xì)胞多組學(xué)數(shù)據(jù)馬賽克整合的人工智能算法取得新突破。

據(jù)中研產(chǎn)業(yè)研究院《2023-2028年全球及中國(guó)單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》分析：

單細(xì)胞測(cè)序主要有四個(gè)工作流程：?jiǎn)渭?xì)胞制備、單細(xì)胞分離和文庫(kù)制備、測(cè)序和初級(jí)分析、生信分析。單細(xì)胞制備通常采用機(jī)械法、酶解法或其他組合方案將組織裂解，隨后將特定的細(xì)胞群富集、標(biāo)記，成為單細(xì)胞樣本。單細(xì)胞分離與文庫(kù)制備是單細(xì)胞測(cè)序的關(guān)鍵步驟，與最終單細(xì)胞數(shù)據(jù)的質(zhì)量、精準(zhǔn)度息息相關(guān)。

從商業(yè)模式來(lái)看，國(guó)內(nèi)的單細(xì)胞測(cè)序廠商主要分為兩類，一類是以自有設(shè)備耗材研發(fā)為主線的產(chǎn)品提供商，國(guó)內(nèi)外廠商如10X、BD、墨卓、德運(yùn)康瑞、達(dá)普、M20等;一類是以提供單細(xì)胞測(cè)序服務(wù)為主要業(yè)務(wù)形態(tài)的科研服務(wù)商(目前單細(xì)胞測(cè)序以服務(wù)科研用戶為主)，國(guó)內(nèi)廠商如諾禾致源、安諾優(yōu)達(dá)、博奧晶典、百奧智匯、烈冰生物等。還有一類是像新格元、尋因生物這種起先以10X平臺(tái)對(duì)外提供科研服務(wù)的廠商，后來(lái)逐漸推出自己的單細(xì)胞測(cè)序平臺(tái)，既可以對(duì)外提供單細(xì)胞測(cè)序服務(wù)，又可以對(duì)外提供設(shè)備耗材。

單細(xì)胞測(cè)序在國(guó)內(nèi)外主要的目標(biāo)人群包括科研機(jī)構(gòu)、高校、醫(yī)院、診斷機(jī)構(gòu)、以及生物技術(shù)公司和藥企等。目前主要以科研市場(chǎng)為主，臨床應(yīng)用端還未有成熟的產(chǎn)品落地。

本報(bào)告根據(jù)單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)的發(fā)展軌跡及多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)中國(guó)單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)的內(nèi)外部環(huán)境、行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展?fàn)顩r、市場(chǎng)供需、競(jìng)爭(zhēng)格局、標(biāo)桿企業(yè)、發(fā)展趨勢(shì)、機(jī)會(huì)風(fēng)險(xiǎn)、發(fā)展策略與投資建議等進(jìn)行了分析，并重點(diǎn)分析了我國(guó)單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)將面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對(duì)單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)及前景作出審慎分析與預(yù)測(cè)。

想要了解更多單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)詳情分析，可以點(diǎn)擊查看中研普華研究報(bào)告《2023-2028年全球及中國(guó)單細(xì)胞測(cè)序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研及投資前景分析報(bào)告》。

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  細(xì)胞是生物學(xué)的基本單位，研究人員正更加努力地嘗試將它們進(jìn)行單個(gè)分離、研究和比較。更大更復(fù)雜的人類細(xì)胞基因組。單細(xì)胞測(cè)序是指DNA研究中涉及測(cè)序單細(xì)胞微生物相對(duì)簡(jiǎn)單的基因組，更大更復(fù)雜n...

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