随着现代生物学的发展，细胞异质性难题使细胞群体研究方法已无法满足科研及临床的诸多需求。应运而生的单细胞测序技术解决了细胞异质性难题，为研究解析单个细胞的状态、机制、与机体的关系等提供了新方向，在肿瘤研究、免疫研究、神经生物学研究及发育研究等领域都有重要应用。

图片来源：Svensson et al. 2018

单细胞测序技术经过十余年的发展，已经从单个细胞分析进入了高通量与自动化的全新时代。单细胞分选及分析检测是实现单细胞测序技术的重要前提，随着单细胞测序技术的不断发展，最终单细胞分选技术发展为两大主流技术：微孔法及油包水法。

图片来源：SeekGene

微孔法通过微孔芯片及Barcode Beads实现单细胞的捕获和标记，构建高通量单细胞转录组文库，用于后续上机测序及生信分析。目前，国外企业BD医疗的微孔平台在研究中应用较多。

图片来源：SeekGene

油包水法基于微流控技术原理，通过油包水实现单细胞的分离捕获，并利用Barcode Beads 对不同细胞及其mRNA进行分子标记，构建高通量单细胞转录组文库，用于后续上机测序及生信分析。目前，10X Genomics 的油包水平台应用较为广泛。

据了解，北京寻因生物科技有限公司于2021年9月启动了“行知计划”，面向全国科研工作者招募“行知体验官”，参与体验国内首款商业测试油包水平台SeekOne^® DD，多位科研及临床专家成为首批“行知体验官”。测序中国邀请了参与此次计划的五位“行知体验官”：瑞金医院季策老师、复旦大学肿瘤医院赵振雄老师、南方医科大学于光涛老师、天津医科大学肿瘤医院马莹老师、湖北省人民医院张老师进行对话。对话中，五位专家深入交流了国内单细胞技术的应用和发展，并分享了对寻因生物SeekOne^®DD的真实体验。

1. 单细胞测序技术可高分辨率反映细胞异质性，在基础研究、临床研究以及生物制药等领域都有发挥了重要作用。您认为单细胞测序技术可以帮助解决哪些研究或临床痛点？

张老师：

单细胞测序技术是一个新兴领域。经过十几年的发展，这项技术日益成熟。我们在研究中也更多使用到单细胞测序技术。单细胞测序相比其他基因技术检测更加精准，例如RNA技术、蛋白质组学测序，对于微观变化跟表达信息，都没有单细胞数据精准。因此我认为对于基因检测，单细胞测序技术检测结果对于后续选择治疗靶点及药物方面，都有很强的参考意义。

于老师：

我的研究方向主要是头颈鳞状细胞癌肿瘤免疫领域。单细胞测序技术与常规的NGS基因检测相比，最大的一个特点是从宏观到微观的转变。单细胞测序技术能够促进更多治疗手段的革新，我相信通过单细胞测序技术的辅助，未来可以实现更加精准的个性化治疗。

赵老师：

我主要研究肿瘤微环境。在这个领域，单细胞测序技术可以帮我们深入了解肿瘤微环境中多种不同细胞对肿瘤细胞的作用。常规NGS测序得到的是基因整体信息，单细胞测序技术能够将肿瘤微环境中不同细胞分开检测，从微观角度单独检测某一类细胞，更加精准。如果说常规NGS测序引领了精准诊疗1.0时代，那么单细胞测序可以说正在引领精准治疗2.0时代。

马老师：

我们研究团队之前通过小鼠模型发现，经过共刺激因子通路激活的T淋巴细胞具有强效的抗肿瘤免疫效应，接下来的目标是希望单细胞测序能够告诉我们，杀伤肿瘤的免疫细胞的“精兵强将”是谁？在肿瘤治疗这片战场上，免疫系统发挥着至关重要的作用，CD8+和CD4+淋巴细胞、巨噬细胞、树突状细胞以及自然杀伤细胞等免疫细胞就像海陆空三军，但我们不知道谁发挥了主要作用，是谁去做的先锋，谁是最有用的兵，所以希望单细胞测序能告诉我们海陆空分别是谁。虽然现在是摸索阶段，但我们希望借助单细胞测序技术从宏观到微观角度深入了解肿瘤免疫。

季老师：

转录组测序是目前研究常用的一种测序技术，我们发现，其实很多问题转录组测序也无法解释清楚，包括细胞异质性等问题。通过单细胞测序技术，我们可以很精准地找到关键细胞以及关键通路，有助于快速、精准的找到潜在的靶点，提升对疾病分子机制、发病机制的定位及研究，甚至帮助定制一些解决方案，这对临床研究是很大的帮助。

2. 一直以来，主流单细胞平台以进口为主。近年来，生物医药行业一直提倡国产替代，您如何看待这个问题？

于老师：

我特别支持国产品牌的发展。目前，国内科研和临床研究应用的单细胞技术平台主要以进口为主，如果仪器出现问题，动辄就需要一两个月甚至更长的时间从国外调配件，大大影响我们的科研进度。据了解，很多国产品牌的质量并不输于进口品牌，在可以预见的将来国产品牌将在生物医药领域有更大的应用空间。

马老师：

国产单细胞技术的发展有众多有利之处。从经济角度来说，可以避免关税等费用，节约研发经费。此外，国产单细胞平台更易普及，为我们提供了更多选择性，可以帮助实现国内科研水平的普遍提高。

3. 我们国内首款商用测试的油包水仪器上线，相信很多人都和我们一样关注并想了解这个平台究竟性能如何，您作为首批体验者，如何评价该平台性能？与已有的主流单细胞平台相比，该平台在实际应用中有哪些独特之处？

马老师：

我们参与体验的最大感受就是高效。首先寻因生物的工作效率高，样本可以很快获得结果；其次，产品检测效率比较高，可在3分钟内产生15万个油包水液滴。我们知道活细胞样本在离体之后经过的处理时间越短，可检测细胞的状态越好，能在三分钟之内产生这么多的油包水液滴非常高效。

赵老师：

该平台性能很好，在细胞捕获数和基因检测数方面比较优越，比较符合我们的研究需求。此外，针对单细胞研究中较为困难的解离环节，寻因生物单细胞平台的样本解离活性非常好，也比较稳定。团队处理过很多种样本，值得信任。

季老师：

参加体验项目是想比较一下这个平台是否可以达到我想要的研究水平，所以我用的样本是在10x平台上做过测序的。从两个平台获得的数据比较结果来看，我们国产平台在细胞捕获数、基因检测方面不输于10X平台，达到了我们的研究需求。此外，该平台在前期解离以及后期上机测序得到的结果稍稍优于10X平台，我认为该平台在前期解离和整体的油包水之后建库过程都比较独特，值得期待。

于老师：

这款平台有很多特点，例如快速成油、稳定高效等。其中可无线升级、国产自研平台可实现快速到货这些特点，恰好解决了全球新冠疫情下，进口平台供应上的风险。

张老师：

这款平台的检测数据不比国外平台差，至少我们的样本检测数据足够用，也给了我很大的惊喜，这让我在观念上对国产平台有了一定的转变。我相信作为研究者来说，有好的平台，而且是国产，有一样的条件、一样的效果，大家都会想着去用国产。

图：SeekOne® DD部分数据展示

4. 您希望国产平台继续推出什么样的单细胞产品来突破进口单细胞平台形成的壁垒，解决研究难题？

赵老师：

希望国产平台尽快推出免疫组库、细胞膜表面蛋白、CRISPR等试剂盒、能够让科研更加快捷便利。同时，现在很多课题组对空间转录组是非常关注的，希望有更多更优秀的国产化平台尽快推出空间转录组的技术路线。

马老师：

单细胞测序主要是转录组和基因组测序，如果实现同一个细胞的多组学测序，同时将蛋白质组检测出来会更好。希望我们国内企业在相关方面继续发力，为医学和科研水平提升提供帮助，不再被国外新技术引领。

季老师：

除了免疫组库、空间转录组这些新产品外，我们还希望国内企业提高样本解离水平。单细胞测序要将组织解离到单细胞水平才能上机建库，所以前期解离水平直接影响到后期数据质量。另外，临床上很多样本很难实现获取后直接进行单细胞测序，所以开发可以延长组织活性的保存液也是一个可以提升的方面。

5. 您认为如何能尽快推动国产单细胞平台落地应用，使其成为有价值的生产力工具，而不仅仅是科研工具？

于老师：

推进单细胞测序平台的临床应用即要推进产学研的转化，主要包括两个方面：第一，企业层面，国产单细胞平台需要继续加强技术的创新和产业链的把控，例如推出更多的试剂盒，或者更新的技术，实现更多的专利保证，使技术平台能够不断提高性能，同时降低成本。这样既能降低使用单细胞测序的门槛，也能服务于更多医学科研院校和生物制药等客户群体。第二，用户层面，随着国产平台性能的提高和稳定，各项性能指标已经不输国外的一些大品牌，我们要鼓励终端用户积极响应国家政策，积极使用国产技术，进而促进企业研发更好的单细胞产品，最终能服务到客户群体。

张老师：

单细胞测序目前主要用于基础科研，但一般来说所有的基础科研最终是向着临床方向迈进的，最后的受益者是患者。单细胞技术应用到临床首先要经过伦理实验，同时有效性也必须经过验证。所以单细胞企业、科研工作者需要通力合作，共同推进临床有效性实验，帮助单细胞测序技术早日应用于临床。

编后语：

与传统Bulk测序不同，单细胞测序可在单细胞水平分析细胞群体异质性，在肿瘤、免疫、细胞发育等领域均有广泛的应用空间，是近几年较为火热的研究领域。国内的科研机构大都已基于单细胞技术开展研究，虽然目前主流平台仍以进口为主，但国产平台发展也较为迅猛，检测质量不输国外品牌，同时还配备样本解离到生信分析的全链条服务，在生物医药领域应用空间更大。希望随着国产平台的发展，越来越多的科研工作者可以开展单细胞研究，在大家的共同推动下，使单细胞技术尽快走到临床，最终造福患者。

 

近日，寻因生物SeekOne^® DD开启了第二轮样本免费测试活动，成功参与活动的专家、学者仅需负担测序环节费用，即可体验国内首款液滴平台及寻因全链条服务。活动详情请联系官方客服或各地客户经理。

客服微信二维码