王躍，毛開(kāi)云，王恒哲，馬征遠(yuǎn)

中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，上海 200031

技術(shù)與市場(chǎng)

轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)應(yīng)用與市場(chǎng)分析

王躍，毛開(kāi)云，王恒哲，馬征遠(yuǎn)

中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，上海 200031

轉(zhuǎn)錄組學(xué)是功能基因組學(xué)研究的重要組成部分，是一門(mén)在整體水平研究基因功能以及基因結(jié)構(gòu)，揭示基因轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律以及疾病發(fā)生過(guò)程中的分子機(jī)理的學(xué)科。隨著分子生物學(xué)技術(shù)、高通量技術(shù)的高速發(fā)展，轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)已逐漸成為轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究中不可或缺的研究手段。從應(yīng)用和市場(chǎng)兩個(gè)角度，對(duì)轉(zhuǎn)錄組學(xué)的現(xiàn)狀和未來(lái)趨勢(shì)進(jìn)行調(diào)研，為我國(guó)轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及相關(guān)政策的制定提供參考。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)；高通量測(cè)序；RNA-seq；市場(chǎng)分析

廣義上，轉(zhuǎn)錄組（transcriptome）是指特定的組織或細(xì)胞在某一生長(zhǎng)階段或功能狀態(tài)下所轉(zhuǎn)錄出來(lái)的RNA總和，包括編碼蛋白質(zhì)的mRNA和各種非編碼RNA（ncRNA），如rRNA、tRNA、snoRNA、snRNA、microRNA，以及其他非編碼RNA等[1]。狹義上，通常僅以mRNA作為研究對(duì)象。

隨著人類基因組計(jì)劃的完成，研究人員逐漸認(rèn)識(shí)到對(duì)基因結(jié)構(gòu)序列的研究?jī)H僅是基因組學(xué)研究的一部分，并不能揭示所有的生命奧秘，所以生物醫(yī)學(xué)研究已從結(jié)構(gòu)基因組學(xué)過(guò)渡到功能基因組學(xué)。隨著后基因組時(shí)代的到來(lái)，轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等各種組學(xué)技術(shù)相繼出現(xiàn)，其中轉(zhuǎn)錄組學(xué)是率先發(fā)展起來(lái)以及應(yīng)用最廣泛的技術(shù)[2]。

轉(zhuǎn)錄組學(xué)（transcriptomics）是功能基因組學(xué)研究的重要組成部分，是一門(mén)在整體水平研究基因功能以及基因結(jié)構(gòu)，揭示基因轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律以及疾病發(fā)生過(guò)程中的分子機(jī)理的學(xué)科[3]。最近十幾年，隨著分子生物學(xué)技術(shù)以及高通量技術(shù)等的快速發(fā)展，使得真正意義上的轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究成為可能。尤其是隨著下一代測(cè)序（next-generation sequencing，NGS）平臺(tái)的市場(chǎng)化，轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)已經(jīng)徹底改變了轉(zhuǎn)錄組學(xué)的思維方式。目前，成熟的轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)以其整體性、系統(tǒng)性、個(gè)體組織差異性、時(shí)間獨(dú)立性等優(yōu)勢(shì)，更好地推動(dòng)轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究。本文從技術(shù)應(yīng)用和市場(chǎng)兩個(gè)角度，梳理了目前轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，并對(duì)其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析。

1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用前景

1.1 測(cè)序技術(shù)的發(fā)展進(jìn)程

一般來(lái)說(shuō)，任何一種DNA測(cè)序技術(shù)均可用于轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序。整體而言，隨著測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展，目前主要有三代測(cè)序技術(shù)劃分（圖1）。

測(cè)序技術(shù)最早可追溯到20世紀(jì)50年代由P. R. Whitfeld發(fā)明的多聚核糖核苷酸測(cè)序技術(shù)。隨著F. Sanger在20世紀(jì)70年代發(fā)明了DNA末端終止法測(cè)序技術(shù)，以及隨后A. M. Maxam和W. Gilbert發(fā)明的化學(xué)降解法測(cè)序技術(shù)，標(biāo)志著第一代測(cè)序技術(shù)的產(chǎn)生和建立。第一代測(cè)序技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高，但同時(shí)由于其測(cè)序通量低、成本高昂、速度慢等技術(shù)缺陷，限制了其在商業(yè)上的應(yīng)用。

隨著人類基因組計(jì)劃的完成，人類進(jìn)入了后基因組時(shí)代，傳統(tǒng)的測(cè)序方法已經(jīng)不能滿足深度測(cè)序和重復(fù)測(cè)序等大規(guī)?；蚪M測(cè)序的需求，促使了新一代測(cè)序技術(shù)的誕生。第二代測(cè)序技術(shù)是利用一系列高通量測(cè)序技術(shù)（highthroughput sequencing）進(jìn)行大規(guī)模的基因組DNA或RNA測(cè)序，能夠快速準(zhǔn)確地獲得基因組編碼序列，滿足極短時(shí)間內(nèi)對(duì)基因組進(jìn)行高分辨率檢測(cè)的要求[5]。第二代測(cè)序技術(shù)的主要特征是高通量和邊合成邊測(cè)序，因此大規(guī)模、測(cè)序速度快是其相對(duì)于第一代測(cè)序技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)，而劣勢(shì)是較短的序列讀長(zhǎng)和需要模板擴(kuò)增過(guò)程。

圖 1 測(cè)序技術(shù)發(fā)展時(shí)間表[4]

第三代測(cè)序技術(shù)是指在單個(gè)細(xì)胞、單分子水平上對(duì)基因組進(jìn)行測(cè)序的一項(xiàng)新技術(shù)，主要包括Helicos Biosciences單分子測(cè)序技術(shù)、Paci fi c Biosciences單分子實(shí)時(shí)（single molecule real time，SMRT）測(cè)序技術(shù)和Oxford Nanopore納米孔單分子測(cè)序技術(shù)3種[4]。第三代測(cè)序技術(shù)具有測(cè)序速度快、測(cè)序序列長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，但也存在著測(cè)序準(zhǔn)確度不高的問(wèn)題，大大限制了其商業(yè)化的應(yīng)用。因此，目前測(cè)序市場(chǎng)仍以第二代高通量測(cè)序技術(shù)為主。

1.2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)應(yīng)用前景

近幾年，隨著精準(zhǔn)醫(yī)療、個(gè)性化醫(yī)療等大計(jì)劃的提出，促使以轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究為代表的功能基因組學(xué)日益成為研究熱點(diǎn)。轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)能有效幫助科學(xué)家在轉(zhuǎn)錄層面找到疾病的直接或者間接的病因，了解疾病的發(fā)生、發(fā)展機(jī)制，從而制定個(gè)體化的精準(zhǔn)醫(yī)療方案，以期達(dá)到治療效果的最大化和副作用的最小化。

同時(shí)，隨著第二代測(cè)序技術(shù)高通量、高準(zhǔn)確率、低成本等優(yōu)點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)，轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)也隨之得到了更廣泛的應(yīng)用。由于測(cè)序深度的優(yōu)勢(shì)，基于NGS的轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)更能全面地揭示生物個(gè)體在特定時(shí)刻和特定組織的全局基因表達(dá)情況，具有更好的整體性、系統(tǒng)性、個(gè)體組織差異性以及時(shí)間獨(dú)立性等優(yōu)勢(shì)。目前，轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究、臨床研究、相關(guān)疾病研究和藥物開(kāi)發(fā)等[6]。據(jù)Illumina的預(yù)估，未來(lái)全球測(cè)序服務(wù)市場(chǎng)容量將達(dá)到200億美元，其中腫瘤學(xué)市場(chǎng)約占60%，達(dá)到120億美元左右；生命科學(xué)市場(chǎng)約占25%，規(guī)模約50億美元，具體包括生命科學(xué)工具、復(fù)雜病癥、農(nóng)業(yè)基因以及影響因子和宏基因組等；生育和基因健康市場(chǎng)約20億美元，占比10%，具體業(yè)務(wù)包含孕婦和新生兒童的監(jiān)測(cè)，以及基因健康等；其他應(yīng)用市場(chǎng)約10億美元[7]。

2 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)應(yīng)用發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

2.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)的主要分類

目前，轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)包括表達(dá)序列標(biāo)簽技術(shù)（expressed sequence tags，EST）、基因表達(dá)系列分析技術(shù)（serial analysis of gene expression，SAGE）、大規(guī)模平行測(cè)序技術(shù)（massively parallel signature sequencing，MPSS），以及RNA測(cè)序技術(shù)（RNA sequencing，RNA-seq）[8]。其中，EST是較早發(fā)展起來(lái)的先驅(qū)技術(shù)，SAGE、MPSS和RNA-seq是高通量測(cè)序條件下實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究方法（圖2），RNA-seq更是基于NGS技術(shù)發(fā)展的測(cè)序技術(shù)，具有測(cè)序通量高、速度快、價(jià)格低、信噪比高等優(yōu)勢(shì)，已超越上述其他方法，成為轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析的主要手段。

圖2 主要轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)工作流程比較

2.2 目前主要的轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)

EST技術(shù)雖然可以直接檢測(cè)cDNA序列，但其檢測(cè)量較低、價(jià)格昂貴且很難達(dá)到定量分析的目的。相比之下，SAGE和MASS技術(shù)是基于EST技術(shù)的升級(jí)，克服了EST技術(shù)的缺點(diǎn)，采用了數(shù)字化信號(hào)技術(shù)，具有高通量、精確性高等特點(diǎn)。但是，上述兩種技術(shù)仍是基于Sanger測(cè)序技術(shù)，其測(cè)序成本昂貴，且短的標(biāo)簽序列的有效部分不能特異性地匹配到參照物基因組上[3]。

RNA-seq，又稱為高通量RNA測(cè)序，是利用深度測(cè)序技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組分析的技術(shù)，其基本原理是將RNA先反轉(zhuǎn)錄成cDNA，再對(duì)cDNA全部進(jìn)行測(cè)序。RNA-seq是第二代測(cè)序技術(shù)的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，與其他轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)相比，具有數(shù)字化信號(hào)、高靈敏度、任意物種的全基因組分析、更廣的檢測(cè)范圍等諸多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)（表1），目前已成為轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究中定量基因表達(dá)和進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測(cè)序、分析的主流工具[9]。此外，RNA-seq具有重復(fù)性好、無(wú)需技術(shù)重復(fù)、起始樣品少等優(yōu)勢(shì)。該技術(shù)能夠在單核苷酸水平對(duì)任意物種的整體轉(zhuǎn)錄活動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，在分析轉(zhuǎn)錄本的結(jié)構(gòu)和表達(dá)水平的同時(shí)，還能發(fā)現(xiàn)未知轉(zhuǎn)錄本和稀有轉(zhuǎn)錄本，精確地識(shí)別可變剪切位點(diǎn)以及編碼序列單核苷酸多態(tài)性（cSNP），提供更為全面的轉(zhuǎn)錄信息[9]。

2.3 轉(zhuǎn)錄組測(cè)序主要應(yīng)用平臺(tái)

從測(cè)序技術(shù)的原理來(lái)說(shuō)，所有的高通量測(cè)序技術(shù)均可用于轉(zhuǎn)錄組測(cè)序。自2005年以來(lái)，以Roche公司的454技術(shù)、Illumina公司的Solexa技術(shù)以及ABI公司（后與Invitrogen公司合并為L(zhǎng)ife Technologies公司，Life Technologies公司于2013年被Thermo Fisher Scienti fi c公司收購(gòu)）的SOLiD技術(shù)為代表的第二代測(cè)序技術(shù)逐漸成熟，并迅速成為目前市場(chǎng)上轉(zhuǎn)錄組測(cè)序的主流應(yīng)用平臺(tái)[10]。相對(duì)于傳統(tǒng)的Sanger測(cè)序技術(shù)，新一代測(cè)序技術(shù)的主要特點(diǎn)是測(cè)序通量高，測(cè)序周期和成本顯著下降。目前，全球的轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序業(yè)務(wù)幾乎被上述三大巨頭所壟斷（圖3）。

2.3.1 Roche公司454 Genome Sequencer

454公司在2003年推出了具有革命性意義的基于焦磷酸測(cè)序法（pyrosequencing）的超高通量基因組測(cè)序系統(tǒng)，是邊合成邊測(cè)序（sequencing by synthesis，SBS）技術(shù)發(fā)明的先驅(qū)。隨后，454公司被Roche公司收購(gòu)，推出了第二代測(cè)序系統(tǒng)Genome Sequencer FLX System，該技術(shù)的核心在于 微 乳 滴PCR（emulsion PCR，emPCR）和并行焦磷酸測(cè)序法（parallelized pyrosequencing），避免了傳統(tǒng)測(cè)序進(jìn)行熒光標(biāo)記以及跑膠等繁瑣步驟，同時(shí)利用乳膠系統(tǒng)對(duì)DNA分子進(jìn)行擴(kuò)增，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模并行測(cè)序[12]。

表1 主要轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)比較

圖3 2013年全球轉(zhuǎn)錄組測(cè)序市場(chǎng)份額[11]

2.3.2 Illumina公司Solexa Genome Analyzer

相對(duì)于454測(cè)序，Solexa測(cè)序出現(xiàn)較晚，是合成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和延伸，由基因測(cè)序公司Solexa開(kāi)發(fā)。2007年，Illumina公司以6億美元收購(gòu)Solexa公司，并推出了成熟的商業(yè)產(chǎn)品Genome Analyzer[13]。該技術(shù)核心是“DNA簇（DNA clusters）”和“可逆性末端終結(jié)（reversible terminator）”，同樣采用邊合成邊測(cè)序的原理，同時(shí)借助高密度的DNA單分子陣列，使測(cè)序成本和效率均有了較大改善。雖然片段長(zhǎng)度較短仍是Solexa技術(shù)的瓶頸，但與454技術(shù)相比，Solexa測(cè)序擁有更高的通量，更低的成本，使其成為第二代測(cè)序平臺(tái)的首選[14]。目前Illumina公司具有涵蓋了低、中、高端不同層次的測(cè)序產(chǎn)品，2011年年底推出的MiSeq以其性價(jià)比高、操作界面友好、數(shù)據(jù)產(chǎn)出易于分析等特點(diǎn)迅速打入全球市場(chǎng)。其中，Genome Analyzer IIx被稱為是全球應(yīng)用最廣、性價(jià)比最高、產(chǎn)出最多的測(cè)序儀。

2.3.3 ABI公司SOLiD System似，SOLiD系統(tǒng)同樣采用了emPCR技術(shù)和SBS技術(shù)。同時(shí)，該系統(tǒng)的創(chuàng)新之處在于應(yīng)用雙堿基編碼，因此大大減少了測(cè)序帶來(lái)的錯(cuò)誤率，同時(shí)可以方便地區(qū)分SNP和測(cè)序錯(cuò)誤[15]。具有較高的序列讀取精度和數(shù)據(jù)輸出量是SOLiD系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)所在，因此相同數(shù)據(jù)量的測(cè)序價(jià)格略低于Solexa測(cè)序的價(jià)格。然而從目前應(yīng)用來(lái)看，SOLiD系統(tǒng)的測(cè)序應(yīng)用范圍不及454技術(shù)和Solexa技術(shù)廣泛，主要原因是SOLiD系統(tǒng)沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，其讀長(zhǎng)不及Solexa技術(shù)，更比不上454技術(shù)，而數(shù)據(jù)產(chǎn)出也遠(yuǎn)無(wú)法和Solexa技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)。

總之，雖然3種技術(shù)各具優(yōu)缺點(diǎn)，但它們都使用了反應(yīng)信號(hào)的實(shí)時(shí)閱讀，即邊合成邊測(cè)序，省去了第一代基因測(cè)序中所需要的利用電泳將序列片段分離后觀察結(jié)果的步驟，降低了測(cè)序所需時(shí)間和成本（表2）[3]。

2007年，美國(guó)ABI公司研發(fā)出基于連接測(cè)序法（sequencing by ligation） 的SOLid（sequencing by oligonucleotide ligation and detection）測(cè)序技術(shù)。與454技術(shù)類

2.4 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

高通量測(cè)序技術(shù)的發(fā)展使得以轉(zhuǎn)錄組學(xué)為代表的功能基因組學(xué)得到了前所未有的機(jī)遇和發(fā)展。以RNA-seq為代表的轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)已經(jīng)顯示出了較其他轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究技術(shù)巨大的優(yōu)勢(shì)，如為物種提供單堿基分辨率的轉(zhuǎn)錄組注釋、提供全基因組范圍的“數(shù)字化”基因表達(dá)譜、成本比芯片和Sanger測(cè)序更低等[16]。但是，不可否認(rèn)的是，轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)仍有很多方面有待進(jìn)一步完善。一是，測(cè)序技術(shù)的改進(jìn)和測(cè)序費(fèi)用的進(jìn)一步降低。前述的三大平臺(tái)測(cè)序過(guò)程中仍存在一定的錯(cuò)誤率，且讀長(zhǎng)普遍較短，進(jìn)行數(shù)據(jù)拼接時(shí)會(huì)遇到麻煩。而以單分子測(cè)序和納米孔測(cè)序?yàn)闃?biāo)志的第三代測(cè)序技術(shù)將有望改善上述缺陷。第三代測(cè)序技術(shù)在具有超高通量的同時(shí)，也將保證測(cè)序片段更長(zhǎng)和出錯(cuò)率更低，并將進(jìn)一步降低測(cè)序的成本[17]。因此，基于第三代高通量測(cè)序技術(shù)的轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)將是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。二是，測(cè)序上游的樣品準(zhǔn)備。目前的高通量測(cè)序技術(shù)大多需要較多的樣品起始量，同時(shí)樣品的準(zhǔn)備步驟繁瑣，需經(jīng)過(guò)加接頭、反轉(zhuǎn)、擴(kuò)增、割膠等多重步驟，這使得有限的生物樣品分析受到限制且成本巨大，因此如何對(duì)少量樣本甚至單細(xì)胞進(jìn)行測(cè)序亟待解決[3]。三是，生物信息學(xué)分析軟件的再開(kāi)發(fā)。轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)帶來(lái)了海量的數(shù)據(jù)，如何將海量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為有用的數(shù)據(jù)也將是轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究的一個(gè)重要挑戰(zhàn)[18]。

表2 主要高通量測(cè)序平臺(tái)比較[3]

3 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)市場(chǎng)發(fā)展的現(xiàn)狀與趨勢(shì)

3.1 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)市場(chǎng)潛力巨大

美國(guó)市場(chǎng)研究公司Grand View Research發(fā)布的報(bào)告顯示[19]，2014年全球轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)市場(chǎng)（包括微陣列技術(shù)市場(chǎng)、PCR技術(shù)市場(chǎng)、基因調(diào)控技術(shù)市場(chǎng)以及下一代測(cè)序技術(shù)市場(chǎng)）為22億美元，預(yù)計(jì)到2022年，這一數(shù)字將達(dá)到69.8億美元。報(bào)告還揭示，推動(dòng)該市場(chǎng)發(fā)展的主導(dǎo)因素包括藥物制造商與用戶對(duì)個(gè)性化藥物的追求以及對(duì)精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的追求等。如美國(guó)Cofactor Genomics公司的首席執(zhí)行官J. Glasscock表示，公司約80%的工作是與大型制藥企業(yè)合作，利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)技術(shù)開(kāi)發(fā)藥物靶標(biāo)、疾病生物標(biāo)志物以及確定藥物的不良反應(yīng)等[20]。

同時(shí)，Grand View Research的報(bào)告還揭示[19]，個(gè)性化醫(yī)療以及基因檢測(cè)等需求的增長(zhǎng)、個(gè)人及政府對(duì)藥物研究投資的增加也是促進(jìn)轉(zhuǎn)錄組學(xué)市場(chǎng)發(fā)展的重要因素。此外，致癌物質(zhì)以及遺傳變異等因素導(dǎo)致慢性疾?。ǜ窝?、糖尿病、癌癥等）發(fā)病率的上升，也是另一個(gè)推動(dòng)轉(zhuǎn)錄組學(xué)市場(chǎng)增長(zhǎng)的因素。

3.2 基于NGS的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序技術(shù)將成為市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力

2017年，全球第二大市場(chǎng)研究咨詢機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets?發(fā)布的最新報(bào)告顯示[21]，預(yù)計(jì)到2020年，全球以RNA-seq為代表的轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序市場(chǎng)將從2017年的10.5億美元達(dá)到26.5億美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)在20.2%左右。RNA-seq產(chǎn)品相比于微陣列技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、功能基因組學(xué)研究活動(dòng)數(shù)量的增加以及個(gè)性化醫(yī)藥快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求是促進(jìn)轉(zhuǎn)錄組學(xué)市場(chǎng)增長(zhǎng)的關(guān)鍵因素。另一方面，該報(bào)告還指出，診斷測(cè)試中技術(shù)專業(yè)人員的缺乏以及RNA-seq技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題是限制該市場(chǎng)增長(zhǎng)的瓶頸。

3.3 北美地區(qū)仍是目前全球最大的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序市場(chǎng)

2016年，北美地區(qū)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序市場(chǎng)占全球主導(dǎo)份額，其次是歐洲地區(qū)。促進(jìn)北美市場(chǎng)發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)力是政府在基因組研究方面提供的大量資金支持、RNA-seq產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)步、目標(biāo)疾病流行率的增加、癌癥和遺傳性稀有疾病的研究，以及有大量的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序主要參與者[19]。如報(bào)告指出[21]，以RNA-seq為例，全球該市場(chǎng)前十位的參與者中，有一半是位于美國(guó)的公司，如Illumina、Thermo Fisher Scienti fi c、Paci fi c Biosciences、PerkinElmer和Agilent Technologies，其余公司包括QIAGEN N. V.（德國(guó)）、華大基因（BGI，中國(guó)）、Oxford Nanopore （英國(guó)）、GATC Biotech AG（德國(guó)）以及Roche（瑞士）。

此外，報(bào)告還指出，亞太地區(qū)預(yù)計(jì)在2017～2022年將會(huì)成為轉(zhuǎn)錄組測(cè)序發(fā)展增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)[19]。與其他地區(qū)相比，亞太地區(qū)人口眾多，來(lái)自中國(guó)、印度等新興市場(chǎng)的研發(fā)活動(dòng)日益增強(qiáng)，同時(shí)RNA-seq應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，以及測(cè)序技術(shù)成本整體的降低，巨大的人口基數(shù)和不斷遞增的醫(yī)療需求，均是促進(jìn)亞太地區(qū)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序市場(chǎng)快速發(fā)展的重要因素。

3.4 轉(zhuǎn)錄組學(xué)測(cè)序技術(shù)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈

整體而言，目前轉(zhuǎn)錄組測(cè)序市場(chǎng)的特點(diǎn)是競(jìng)爭(zhēng)激烈，以及創(chuàng)新產(chǎn)品世代更迭快。如自2005年以來(lái)，Roche、Illumina、Life Tech（現(xiàn)已歸屬Thermo Fisher Scientific公司）等公司相繼推出或改良第二代測(cè)序的新技術(shù)、新儀器和新平臺(tái)（圖4）[11]。除了第二代測(cè)序技術(shù)的不斷更新與發(fā)展外，新一代和第三代測(cè)序技術(shù)與產(chǎn)品也在不斷被發(fā)明和完善中。Helicos Biosciences的HeliScope單分子測(cè)序技術(shù)、Pacific Biosciences的SMRT測(cè)序技術(shù)和Oxford Nanopore的納米孔單分子測(cè)序技術(shù)等正逐漸進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。2014年6月，Roche公司收購(gòu)了Genia Technologies公司，以增強(qiáng)其使用納米孔技術(shù)的測(cè)序平臺(tái)功能[19]。2016年12月，Oxford Nanopore公司向少數(shù)研究人員推出了直接的RNA測(cè)序試劑盒。目前，新的測(cè)序技術(shù)還在不斷被發(fā)明，每項(xiàng)技術(shù)都有超過(guò)前代產(chǎn)品的特色。而低成本、低耗時(shí)、高通量是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，隨著序列技術(shù)的發(fā)展，其用途也將更加廣泛。

圖 4 第二代測(cè)序平臺(tái)的發(fā)展

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Application and market analysis of transcriptomic sequencing technologies

WANG Yue，MAO Kaiyun，WANG Hengzhe，MA Zhengyuan
Shanghai Information Center for Life Sciences, CAS, Shanghai 200031, China

Transcriptomics is one of the important part of functional genomics, which is the study of the transcriptome—the complete set of RNA transcripts that are produced by the genome, under specificcircumstances or in a specific cell—using high-throughput methods. With the development of modern molecular technologies and high-throughput technologies, sequencing technologies such as RNA-seq have become increasingly important and indispensable in transcriptomic research. This paper made a research on the development of application, the market size and trends of transcriptomic sequencing technologies. We expect this paper provides an information and perspective of future development for related research and policy-making.

transcriptomics; high throughput sequencing; RNA-seq; market analysis

10.3969/j.issn.1674-0319.2017.05.002

王躍，碩士，助理館員。主要從事生物醫(yī)藥、生物技術(shù)、生物制造等生物產(chǎn)業(yè)各子領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)與技術(shù)情報(bào)研究。E-mail：wangyue2016@sibs.ac.cn