單細胞 RNA 定序 (scRNA-seq) 技術近年來蓬勃發展,成為解析細胞異質性、探索基因表現奧秘的重要工具。隨著技術不斷演進,市面上湧現了各式各樣的 scRNA-seq 平台,研究人員在選擇時面臨著諸多考量。本文將深入探討兩項創新單細胞 RNA 定序平台,並與業界領先的 10x Genomics 系統進行比較,旨在為研究人員提供更全面的資訊,以選擇最適合其研究需求的平台。

單細胞 RNA 定序市場現況與發展趨勢

根據 MarketsandMarkets 的市場報告預測,單細胞 RNA 定序市場將持續成長,應用範圍涵蓋基礎研究、轉譯研究、藥物開發以及臨床應用,尤其是在癌症、神經系統疾病和傳染病等領域。目前,學術和研究機構、製藥和生物技術公司、醫院和診斷實驗室以及合約研究組織 (CRO) 都是單細胞 RNA 定序技術的主要使用者。

市場上主要的廠商包括 10x Genomics、Illumina、BD、Danaher Corporation、Thermo Fisher Scientific、Merck KGaA、QIAGEN、Takara Bio Inc.、Cytek Biosciences、PacBio 和 Oxford Nanopore Technologies Plc 等。其中,10x Genomics 在市場上佔據領先地位,擁有廣泛的產品組合,並被廣泛應用於研究和臨床領域。Takara Bio 和 Bio-Rad Laboratories 等新興領導者則透過針對性的產品開發和不斷增長的市場佔有率,逐漸嶄露頭角。

創新平台挑戰者:Parse Biosciences 與 MobiDrop

Parse Biosciences 的 Evercode 技術

Parse Biosciences 推出 Evercode WT Penta 和 Penta 384,這項技術允許在單次運行中對多達 500 萬個細胞和 384 個樣本進行單細胞 RNA 定序。Evercode 技術採用獨特的細胞內多輪條碼標記方法,無需額外的試劑或專用微流體設備,即可在標準的 96 孔板中分析更多細胞。

MobiDrop 的 MobiNova-100 平台

MobiDrop 的 MobiNova-100 平台也是一種基於液滴的單細胞 RNA 定序解決方案。一項研究比較了 MobiNova-100 平台與 10x Genomics 的 Chromium X 平台、SeekGene 的 SeekOne 平台以及 BGI 的 C4 平台,結果顯示 MobiNova-100 平台的綜合性能接近 10x Genomics 的 Chromium X 平台。

平台比較:10x Genomics vs. Parse Biosciences

一項發表在 BMC Genomics 上的研究,針對 10x Genomics 和 Parse Biosciences 的單細胞 RNA 定序技術進行了比較,使用了小鼠胸腺作為複雜的免疫組織樣本。研究結果顯示:

基因檢測數量:

Parse 檢測到的基因數量幾乎是 10x 的兩倍,但每個平台檢測到的基因種類有所不同。

技術變異性:

10x 數據的技術變異性較低,能夠更精確地註釋胸腺中的生物狀態。

雙細胞檢測:

使用細胞標籤 (cell hashing) 的 10x 數據集中,雙細胞 (doublets) 佔 14%,而使用 scDblFinder 軟體進行計算分析後,Parse 數據集中檢測到的雙細胞比例為 26%。

UMI 和基因分佈:

兩種平台的 UMI 和每個細胞檢測到的基因數量相當。然而,Parse 的 UMI 和基因分佈在小提琴圖中顯示出更長的尾部,表明具有高基因表現計數的離群細胞更多。

核醣體和 lncRNA 轉錄本:

10x 檢測到的核醣體編碼基因比例是 Parse 的十倍以上,lncRNA 編碼基因的比例是 Parse 的兩倍。

高變異基因 (HVG):

每個數據集中高變異基因的數量,平台間的共同 HVG 數量低於每個平台內的重疊。

KEGG 途徑富集分析:

基因本體分析表明,10x 和 Parse 樣本都富集了相同的生物過程。

該研究總結指出,Parse 協議不需要購買微流體設備 (Chromium Controller),但與 10x 相比,需要更多的人工操作步驟和試劑。然而,10x 需要額外的試劑和步驟進行樣本多路復用,而這些都已整合到 Parse 工作流程中。10x 可能會出現潤濕失敗和堵塞等技術問題,而使用 Parse 則可以避免這些問題。Parse 套件的工作流程(包括樣本處理和文庫製備)所需的時間幾乎是 10x 套件的兩倍,並且需要更多的實驗操作。

長讀長定序平台的崛起

除了上述基於短讀長定序的平台外,PacBio 等公司也正在開發基於長讀長定序的單細胞 RNA 定序技術。長讀長定序能夠提供更完整的轉錄本資訊,有助於解析基因異構體和複雜的基因表現模式。PacBio 的 Kinnex 技術和 Oxford Nanopore Technologies (ONT) 定序技術,都正在與 10x Genomics 的 scRNA-seq 進行比較研究。

市場動態與未來展望

單細胞 RNA 定序市場競爭激烈,各家廠商不斷推出新的技術和產品,以滿足不同研究人員的需求。10x Genomics 仍然是市場領導者,但 Parse Biosciences、MobiDrop 和 PacBio 等公司正在透過創新技術和差異化策略,挑戰其主導地位。

隨著單細胞 RNA 定序技術的普及,相關服務的需求也將持續增長。MarketsandMarkets 的報告預測,與單細胞 RNA 定序相關的服務(包括定序服務、數據分析和生物資訊學服務)將在預測期內實現最高的增長。

結論與研判

單細胞 RNA 定序技術的發展日新月異,研究人員在選擇平台時需要綜合考量多個因素,包括成本、通量、準確性、靈敏度以及數據分析的複雜性。10x Genomics 仍然是市場上最受歡迎的平台之一,但 Parse Biosciences 和 MobiDrop 等新興平台在某些方面具有優勢,例如基因檢測數量和成本效益。長讀長定序平台則有望在解析複雜基因表現模式方面發揮重要作用。

總體而言,單細胞 RNA 定序技術的未來發展趨勢將朝著更高通量、更高準確性、更低成本和更易於使用的方向發展。隨著技術不斷成熟,單細胞 RNA 定序將在生物醫學研究和臨床應用中發揮越來越重要的作用。研究人員應密切關注市場動態,並根據自身的研究需求,選擇最適合的平台和技術。

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原始資料來源: GO-AI-6號機 Date: December 1, 2025