什么是單細胞測序?單細胞測序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

• 陳觀秋 2024年2月6日 來源：央視新聞客戶端 中研普華報告 百度 553 30
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單細胞測序技術(shù)是指在單個細胞水平上，對基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組進行高通量測序分析的一項技術(shù)。它能夠揭示單個細胞的基因結(jié)構(gòu)和基因表達狀態(tài)，反映細胞間的異質(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。單細胞測序在

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

什么是單細胞測序?

單細胞測序是指DNA研究中涉及測序單細胞微生物相對簡單的基因組，更大更復(fù)雜的人類細胞基因組。

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

單細胞測序技術(shù)是指在單個細胞水平上，對基因組、轉(zhuǎn)錄組、表觀組進行高通量測序分析的一項技術(shù)。它能夠揭示單個細胞的基因結(jié)構(gòu)和基因表達狀態(tài)，反映細胞間的異質(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。

隨著第二代測序(next generation sequencing，NGS)技術(shù)和第三代測序( 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，從超過混合數(shù)萬個細胞中提取的 DNA 或者 RNA 進行測序，得出平均值。單細胞測序可以在單個細胞層面解析基因組及其表達調(diào)控特征，能更全面掌握細胞的功能。 比如在個體的發(fā)育過程中，從受精卵到個體，我們可以通過單細胞測序來觀察每個細胞到底發(fā)生了什么樣的變化，再比如臨床治療中，為什么有些藥物對部分人有效，卻對另外一些人沒有效果，這些差別可以通過單細胞測序得出結(jié)論。

為什么要做單細胞測序?

對于多細胞生物來說，在細胞的分裂和分化過程中，必然會逐漸產(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該腫瘤起到的作用。

傳統(tǒng)的研究方法是在多細胞基礎(chǔ)上完成檢測，即一次處理成千上萬個細胞。比如，當研究人員想要檢測某個蛋白的表達量，常用的方法如Western Blot等，最終得到的信號值反映的其實是基因在群體細胞中的表達平均后水平，這就會導(dǎo)致不同細胞間表達異質(zhì)性信息的丟失。但如果運用單細胞測序方法，如流式細胞術(shù)技術(shù)，在單細胞水平對熒光強度加以測定，就能完全反應(yīng)同一個細胞群里不同細胞的基因組和轉(zhuǎn)錄組等遺傳信息的狀況。

單細胞測序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

細胞是生物體內(nèi)發(fā)揮功能的基本結(jié)構(gòu)單元。單細胞測序技術(shù)是近年來生命科學(xué)領(lǐng)域的突破性技術(shù)，能夠檢測單個細胞內(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胞功能，探索生命發(fā)育和疾病發(fā)生等機制。然而，不同組學(xué)組合、不同測序技術(shù)、不同測序樣本的“馬賽克”式單細胞數(shù)據(jù)的整合是巨大的挑戰(zhàn)。

為此，應(yīng)曉敏團隊自主研發(fā)了基于生成式人工智能的新算法，在國際上首次實現(xiàn)了通用的單細胞多組學(xué)馬賽克數(shù)據(jù)的模態(tài)對齊、數(shù)據(jù)補全、批次校正等整合功能，為構(gòu)建大規(guī)模多組學(xué)細胞圖譜、實現(xiàn)大規(guī)模單細胞多組學(xué)分析與知識遷移提供了關(guān)鍵性的原創(chuàng)技術(shù)，性能達到國際領(lǐng)先水平。

近日，軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院應(yīng)曉敏團隊在國際著名學(xué)術(shù)期刊《自然·生物技術(shù)》以Article類長文形式在線發(fā)表重大原創(chuàng)研究成果。該團隊自主研發(fā)的用于單細胞多組學(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年全球及中國單細胞測序行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研及投資前景分析報告》分析：

單細胞測序主要有四個工作流程：單細胞制備、單細胞分離和文庫制備、測序和初級分析、生信分析。單細胞制備通常采用機械法、酶解法或其他組合方案將組織裂解，隨后將特定的細胞群富集、標記，成為單細胞樣本。單細胞分離與文庫制備是單細胞測序的關(guān)鍵步驟，與最終單細胞數(shù)據(jù)的質(zhì)量、精準度息息相關(guān)。

從商業(yè)模式來看，國內(nèi)的單細胞測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，國內(nèi)外廠商如10X、BD、墨卓、德運康瑞、達普、M20等;一類是以提供單細胞測序服務(wù)為主要業(yè)務(wù)形態(tài)的科研服務(wù)商(目前單細胞測序以服務(wù)科研用戶為主)，國內(nèi)廠商如諾禾致源、安諾優(yōu)達、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平臺對外提供科研服務(wù)的廠商，后來逐漸推出自己的單細胞測序平臺，既可以對外提供單細胞測序服務(wù)，又可以對外提供設(shè)備耗材。

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

本報告根據(jù)單細胞測序行業(yè)的發(fā)展軌跡及多年的實踐經(jīng)驗，對中國單細胞測序行業(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)展狀況、市場供需、競爭格局、標桿企業(yè)、發(fā)展趨勢、機會風(fēng)險、發(fā)展策略與投資建議等進行了分析，并重點分析了我國單細胞測序行業(yè)將面臨的機遇與挑戰(zhàn)，對單細胞測序行業(yè)未來的發(fā)展趨勢及前景作出審慎分析與預(yù)測。

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

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