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2016年度十大立异成品,全球测序行当的10大巨头

发布时间:2020-01-04 22:10编辑:生命科学浏览(71)

    The Scientist:2015年度十大创新产品 TheScientist杂志终于揭晓了2015年的十大创新产品,评出了对科研和医学领域影响较大的测序仪、试剂盒、基因组编辑产品和其他技术。

    近日,GEN网站推出“Top 10 Sequencing Companies”榜单,盘点了全球测序行业10大巨头。其中,Illumina拔得头筹,中国企业占得2个席位,分别是华大基因。

    值得注意的是,在高科技大行其道的时代一个增强版的传统技术强势逆袭:光学显微镜3DCellExplorer不需要标记就可以揭示活细胞中的显着细节。此外,生命科学领域近来最火的CRISPR基因组编辑技术在十大创新产品里面独占两席。

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    Top1:GemCode测序平台

    图片来源:16sucaiwang

    如今越来越多的实验室配备了自己的DNA测序系统,比如Illumina台式测序仪。但这些测序仪只生成几百bp的读取,会丢失一些长距离基因组信息。

    近年来,随着“精准医疗”的深入布局,基因测序行业市场迎来了大的爆发。得益于平台技术的进步、测序应用的拓展、各机构合作的拓宽以及测序成本的下降,下一代测序市场正在扩大。

    10XGenomics公司近年夏天发布的GemCode测序平台解决了这一问题。作为一体化的分子条码和分析工具,GemCode将大片段DNA分配到凝胶珠里,然后用特殊oligo标记这些片段。对这些oligo和DNA进行测序,就可以用分析软件重建出准确的长距离基因组信息。

    预计到2022年,全球NGS市场预计将达到105亿美元、124.5亿美元(MarketsandMarkets公司数据)。不过BIS Research的预测较为保守,认为市场增长速度将相对缓慢一些,预计2024年达到119.2亿美元。

    这个系统目前售价为$75,000,可兼容Illumina测序仪。

    无论具体数值将达到多少,毫无疑问的是,基因测序成本正在下降,从2007年底的1000万美元降至2013年底的5000美元,下降了4个数量级。2014年,Illumina公司在J.P. Morgan大会上发布了人们期待已久的HiSeq X10,开启了个人基因组1000美元测序的新格局。2017年,同样是在J.P. Morgan大会上,Illumina再一次“惊艳”业界——推出带有“百元基因组”光环的NovaSeq系列测序仪。

    点评:GemCode能与短读取测序仪兼容,很容易整合到现有的工作流程中。该平台用1.2ng材料就能给出定相的结构变异、单体型和其他遗传学信息,对于临床样本来说非常实用。

    在这一份最新的“Top 10 Sequencing Companies”名单中,GEN官网罗列了全球10大顶尖测序公司,包括公司简介、2017年收入等信息。

    Top2:MiSeqFGx法医基因组系统

    1Illumina

    Illumina公司今年一月份发布的MiSeqFGxForensicGenomicsSystem,将二代测序带入了法医实验室。法医实验室过去依赖于低分辨率的毛细管电泳测序方法,而现在他们可以享受到高分辨率的基因分型。

    2017年收入:27.52亿美元

    MiSeqFGx配备有自定义的控制软件和分析软件,以及专门的法医文库制备试剂盒。该系统分析所有短串联重复序列,还追踪近两百个与法医相关的单核苷酸多态性。MiSeqFGx能够很好的检测高度降解的DNA样本或混合性样本,解决传统方法难以处理的问题。

    在今年1月的J.P. Morgan大会上,基因测序行业龙头企业Illumina推出了一款更小的系统——iSeq™ 100,以“低成本”、“小尺寸”、“高精度”为优势的新型DNA测序仪。这一款只有一立方英尺的小盒子,售价仅为19900美元。这一变革有望让全球所有的实验室都有机会拥有DNA测序仪。去年,Illumina推出NextSeq 550Dx测序系统,旨在将NGS扩展至临床实验室。同时,Illumina与金域检验合作,将NGS技术应用于新的肿瘤学和遗传病检测领域。

    点评:MiSeqFGx为法医鉴定领域带来了很大的改变,使人们首次可以同时分析常染色体STR、其他类型STR和一系列SNP。

    2Thermo Fisher Scientific

    Top3:IonS5和IonS5XL

    2017年收入:略低于4.1836亿美元

    ThermoFisher公司九月一日发布的两款新一代测序仪,为人们提供了更流畅的测序流程。从DNA到测序数据,整个过程的手动时间不到45分钟。IonS5和IonS5XL在IonTorrent技术的基础上添加了新的流体系统。据介绍,这两款测序仪得出的数据更加可靠,重现性更高,不会受到水质异常的干扰。运行该系统只需要用户准备好电源和网络连接。

    今年1月31日,Thermo Fisher首席执行官Marc Casper为其NGS业务构建了一个“蓝图”,虽然这一部分收入不足公司总营收的2%,但是Marc Casper对NGS行业很乐观。2018年,公司将为研究人员提供Ion AmpliSeq技术。作为世界科学服务领域的领导者,Thermo Fisher 2017销售额达到209.2亿美元,较去年增长了14%。

    IonS5和IonS5XL采用即插即用的试剂,简化了测序仪的设置和相关操作。它们配备了三款新Ion芯片,Ion520、530和540芯片。S5和S5XL型号之间的主要区别在于计算能力。IonS5系统适合对周转时间没有限制的科研或转化实验室,而IonS5XL适合需要更快周转或更高通量的临床研究实验室。

    3华大基因

    点评:该产品显着简化了测序过程,用很少的样本就能快速得到测序结果,在基础研究和临床研究中都很有用。

    2017年收入:3.323亿美元

    Top4:OnDemandDeletionsinHumanHap1Cells

    自2017年7月成功上市以来,华大基因承诺将推出更多的服务。今年1月,华大基因在J.P. Morgan大会上发布一项基于SMRT的测序服务,用于实现其旨在保护生物学的“生命周期表计划”。该计划旨在通过基因测序对物种进行数据挖掘,发现隐藏在数据背后的生命规律,最终实现“数字化动植物、数字化地球”的宏伟目标。

    HorizonDiscovery公司推出的OnDemandDeletions人Hap1细胞系,可以根据用户要求用CRISPR-Cas9技术删除特定基因组区域。HAP1是类似成纤维细胞的永生细胞系,主要用于生物医学研究。这种细胞系的独特之处在于,它很接近单倍体,绝大部分染色体只有一个拷贝。

    4安捷伦科技

    去年,Haplogen的人基因敲除细胞系曾被评上十大创新产品。该产品主要通过引入小插入或缺失,改变人类基因的编码区域。Horizon公司今年五月发布的OnDemandDeletions细胞系,进一步扩展了基因组修饰规模,可以研究去除非编码区域的效果。在指定要修改的基因组区域之后,研究者们可以在12周内拿到细胞。

    2017年收入:约2.3亿美元

    点评:CRISPR-Cas9系统为基因组编辑带来了一场革命,被认为有望问鼎诺贝尔奖。Horizon公司的精确基因组编辑产品,对转化基因组研究很有帮助。

    安捷伦科技的诊断和基因集团发布的2017年营收额达到7.72亿美元,其中NGS业务占额“不足30%”。2016年,安捷伦向DNA测序技术开发公司Lasergen投资8000万美元,并获得其48%的股份。2017年,安捷伦进一步获得用于人类遗传学技术的分子和样本条形码专利组合,这些技术可以提高NGS检测的准确性和灵敏度。今年4月3日,安捷伦宣布与Lasergen签订一份最终协议,以1.05亿美元收购其剩余股份。

    Top5:NanoLucBinaryInteractionTechnology

    5Qiagen

    Promega公司19.1kDa的NanoLuc萤光素酶报告系统采用了NanoBiT技术(NanoLucBinaryInteractionTechnology),能够在活细胞中研究蛋白互作。这个荧光标记系统是围绕一对互补亚基建立起来的,发光明亮而且易于检测。与类似系统相比,NanoBiT“要灵敏得多,而且能用于难以转染的细胞,”爱荷华大学的StefanStrack教授说。

    2017年收入:超1.15亿美元

    “NanoBiT能够检测和定量非常低水平的蛋白互作,这是它与先前技术的显着差异。过去我们需要大规模过表达这些蛋白,才能看到它们的互作,”Promega公司的KeithWood说。

    在1月31日发布2017年全年及第四季度业绩时,Qiagen公开了其NGS业务的销售额,并表示了2018年NGS业务的目标——1.4亿美元,增长22%。“我们正在整合一系列新产品和平台,构建多重QIAseq NGS panel组合,继续提供NGS服务。” Qiagen CEO Peer M. Schatz对外表示。上个月,Qiagen和Natera公司表示将合作开发一种游离DNA检测技术,重点用于产前筛查。这一合作能为Natera带来高达5000万美元的收入。

    点评:能够比较简便地对小规模分子动态进行更加高通量的分析。用低分子量部件改进了蛋白互作的检测,对生物学功能的干扰比较小。

    6Macrogen

    Top6:CRISPREpigeneticActivator

    2017年收入:9540万美元

    Sigma公司九月份推出的CRISPR表观遗传学激活子,通过乙酰化相应组蛋白来启动目标基因。这一产品将CRISPR应用从基因组编辑拓展到表观基因组编辑。

    作为韩国最大的测序公司,Macrogen已成立21年,2017年公司的收入比2016年增长了12%。“今年,我们将以高质量的基因分析服务为基石,加快未来医疗创新,提高在基因治疗领域的战略灵活性。”公司首席执行官Moon ji-young在一份声明中表示。Macrogen在美国马里兰州罗克维尔市设立的分支机构,2017年的销售额达到280万美元。

    JohnsHopkins大学的RichardLee指出,该产品很适合研究压力对大脑功能的影响。压力主要通过表观遗传学改变来影响大脑的基因表达,表观基因组编辑能够更好的模拟这种效果。“我感兴趣的不是敲除基因废除其功能,而是希望逆转已建立的表观遗传学标签。”

    7Pacific Biosciences of California

    CRISPR表观遗传学激活子就能做到这一点,用户可以根据自己的基因进行定制。除了CRISPR激活子以外,该产品还提供靶标Oct4的对照。CRISPR激活效果取决于目的基因,就Oct4而言表达水平可增加二十倍,Sigma公司的QingzhouJi介绍到。

    2017年收入:9350万美元

    点评:Sigmap300–basedCRISPR活化工具可以对目的基因进行表观遗传学修饰,对生物学研究和新药开发有很大的帮助。虽然现在只能作用于组蛋白,但修饰指定表观遗传学位点的能力,有望彻底改变表观遗传学驱动的肿瘤,比如AML、结肠癌和一些脑癌。

    相比于2016年7860万美元的收入值,PacBio在2017年实现了19%的快速增长,其中一个关键原因在于中国企业对于测序产品的青睐,占据其销售额的30%之多。今年,PacBio宣布,安诺优达、华大基因先后引进Sequel® 系统测序仪,这一平台被广泛应用于植物、动物测序领域。

    Top7:Phenoptics

    8金唯智

    个性化的癌症免疫疗法需要收集大量的患者数据。在微环境中研究患者免疫细胞,对于癌症免疫疗法非常有帮助,加州大学的PaulTumeh说。Tumeh及其同事近三年来一直在和PerkinElmer公司合作开发Phenoptics平台。

    2016年收入:8310万美元

    这个新推出的平台包括染色试剂盒、成像系统和分析软件,可以在福尔马林固定的组织中对免疫细胞进行原位表型分析。研究人员去年十一月曾在Nature杂志上描述过Phenoptics平台的应用:用anti-PD-1药物治疗黑色素瘤,并通过Phenoptics检测一系列免疫细胞的密度、定位和接近程度,比较患者对治疗的不同反应。“这是一个很有前景的平台,”Tumeh说。

    金唯智是专注于基因组研究和基因技术应用的生物技术公司,提供DNA测序、基因合成、高通量测序、引物合成、分子生物学服务及GLP标准规范服务。自1999年成立至今,金唯智已成为业界增长最快的平台型企业。2017年,公司推出CLIA Sanger测序服务,将其扩展为临床基因组学测试,同时提供Amplicon-EZ系统化服务,为研究人员提供混合PCR产品测序。

    点评:该平台可对FFPE切片进行高度定量的表型检测,每批自动化处理200个样本。适用于基础和临床研究,有望给癌症研究和个性化医疗带来一场革命。

    910x Genomics

    Top8:XFpCellEnergyPhenotypeTestKit

    2017年收入:7100万美元

    SeahorseBioscience的XFp细胞能量表型检测试剂盒,可同时测定活细胞中的两个主要能量生产通路,使用起来也非常简便。

    这一收入值是2016年的两倍多。在今年1月的J.P. Morgan大会上,10x Genomics宣布推出Chromium系统的新版本,匹配有一个新软件“Supernova 2.0”。此外,公司还研发出一款产品Linked-Reads,一种旨在从较短reads数据中获得长片段基因组信息的测序技术。2016年,10x Genomics完成5500万美元的C轮融资,用于长读长测序技术的开发。

    XFp可以实时检测线粒体呼吸和糖酵解,计算基线代谢和压力代谢之间的差异。据介绍,XFp是唯一能测定细胞代谢潜能的产品。西奈山伊坎医学院的MadhavikaSerasinghe用这一试剂盒在黑色素瘤细胞中研究癌症突变与线粒体功能的相互影响。“我们看到了清晰的代谢改变,”她说。氧电极或ELISA微流体芯片也可以提供一些这样的信息,但XFp更加灵活和灵敏,速度也比较快。

    10Oxford Nanopore Technologies

    点评:在生命科学研究中适用范围很广,比如代谢、药物、基因组和蛋白组学研究。

    澳门威斯尼斯人娱乐网,2016年收入:630万美元

    Top9:CelseePREP400和CelseeANALYZER

    Oxford Nanopore以开发制造“小型便携式测序仪”而闻名,旗下的MinION测序仪开启了手持式纳米孔测序的热潮。上个月,Oxford Nanopore完成最新一轮融资。这笔资金将用于支持下一阶段的商业扩展,包括在Harwell建立34000平方英尺的工厂。据外媒报道,Oxford Nanopore去年的订单增加了2倍,约为2350万美元,并预计今年将再涨3倍,达到7500万美元。

    液体活检是跟踪人体癌症发展的微创途径,非常有吸引力。循环肿瘤细胞分析是近年来液体活检的热门,能提供蛋白、DNA和RNA活性的全面信息。但在血液样本中收集罕见的CTC并不容易。

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    今年面世的CelseePREP400样品制备系统,是一种从血液样本分离CTC的自动化设备。“可以处理大量血液,无需任何预处理,”CelseeDiagnostics公司CEOKalyanHandique说。除了捕获活CTC,CelseePREP400还能将其染色以便进行多种分析。CelseeANALYZER可以对这些细胞进行快速的成像分析。ThomasJefferson大学的PaoloFortina认为,这一套产品的表现非常可靠。

    图片来源:Pixabay

    点评:这个平台在许多实验室获得成功,口碑很好。增加了实验的简便性,有望显着推动癌症研究的发展。

    除了这10家巨头之外,业内还有很多公司在测序行业扎实布局,例如2017年收购GATC的 Eurofins Group以及与Illumina合作开发bioMérieux EpiSeq™的bioMérieux公司。

    Top10:3DCellExplorer

    此外,GEN网站并未囊括提供测序解决方案的知名企业,包括:

    Nanolive公司的3DCellExplorer显微镜可以观察到活细胞的内部运作,无需任何染色或标记。这个显微镜利用不同角度的光折射检测细胞,分辨率可达200nm。

    2013年,罗氏关闭了6年前从CuraGen收购的454生命科学业务,但保留了罗氏测序基因测序解决方案业务,专注于简化工作流程和分析服务。去年,罗氏推出AVENIO循环肿瘤DNA分析试剂盒。

    激光在照射样本时转动360度进行全方位扫描。“通过这种扫描,我们建立了许多全息图并由此获得3D结构,”Nanolive公司的LisaPollaro说。“我们检测细胞部件的折射率,这取决于它们的组成和光密度。”随后电脑屏幕会出现一个灰度图,用户可以对其进行数字化染色。3DCellExplorer可以用来实时成像分裂、受精等细胞过程。

    美国BD公司(Becton, Dickinson, and Co.)通过其生物科学部门向生命医学提供NGS解决方案。2017年,BD公司年收入为11.39亿美元。去年,BD推出BD Rhapsody,一种分析RNA表达的单细胞平台,可以节省测序的成本。

    点评:这是一种非侵入性的观察途径,能实时检测细胞过程和动力学,实现单细胞和亚细胞水平的分析,适用范围很广。

    PerkinElmer同样也布局了NGS方案提供的业务。今年2月,公司宣布以1940万美元收入RHS公司,从而获得DOPlify平台。同时,PerkinElmer整合一系列不同的NGS平台和工作流程实现细胞内线粒体DNA的检测工作。

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