Nature：测序技术走出实验室，进入"答"时代

yhs210

012年是测序技术高歌猛进的一年，技术日新月异、价格则一跌再跌。到了2013年，价格暴跌的进程开始放慢，然而2月20-23日参加AGBT会议的研究人员们并没有因此抱怨。目前，人基因组测序价格低至5000-10000美元，测序已经足够廉价而可靠，研究者无需再等待下一代测序仪。

近期的受益者有两个：继试管婴儿之后的胚胎筛选技术以及宏基因组医学。其中宏基因组医学是对不同的微生物集合进行测序，然后梳理出单个基因组用于诊断其中哪些对人体健康是有益或有害的。"这一领域正日益成熟。"华盛顿大学的Jay Shendure如是说。

去年的AGBT会议上，Oxford公司推出了令人震惊的新型测序仪，空前地廉价而高速--不过这一测序仪尚未上市。今年，引人注目的新技术并没有受到应有的期待，Illumina公司生产的HiSeq测序仪反而占据了高端市场。冷泉实验室的定量科学家Michael Schatz用计算机电路比喻说，经过多年技术革新的"滴"，这一领域现业已进入"答"时代--技术微调和应用范围扩张的时代。

表：价格合理的基因组测序平台

Name
Machine cost
Read length (bases)
Cost per megabase
Illumina MiSeq
US$125,000
500
14–70 cents
Illumina HiSeq
US$690,000
300
4–5 cents
PacBio RS
US$695,000
4,575
$2–17
Ion Torrent PGM
US$49,000
400
60 cents–$5
Ion Torrent Proton
US$224,000
200
1–9 cents
其中一个应用是今年会议的焦点之一 --单细胞基因组技术。以前为了测序，不得不先扩增DNA，序列错误随之引入；新的扩增技术可从单细胞中获得精确的序列，包括从人胚胎中取出的珍贵细胞。

会上，Oxford大学的Dagan Wells描述了如何将这一技术应用于筛选最有可能发育成健康宝宝的由体外受精获得的胚胎。与常规技术不同，Wells从细胞提取DNA，扩增，然后用Life Technologies的子公司Ion Torrent生产的个人基因组测序仪进行测序。一天之内，Wells就能检测整个染色体上的重复或缺失--这是胚胎早起发育中最常见的异常情况。用这一技术筛选得到的胚胎已使数位女性受孕，更大的临床试验则计划于今年晚些时候实施。Wells指出，这一技术价格只有常规技术的50%，应该使更多的女性从中受益。

另外一些研究者则改进现有技术以增加测序系统的平均读长。现在的主流测序系统只能对较短的DNA片段进行测序，读长不超过数百bp，而且常常会漏掉基因组的一些片段。更长的读长经常是必需的，例如区分关系十分相近的微生物--这对研究肠道或阴道里过多的微生物是否会使患者更易感染一系列病症是十分重要的。

去年年底，Illumina公司收购了Moleculo，Moleculo公司的技术可使Illumina测序系统的读长增加数千--相比之前增加了一个数量级。Pacific Biosciences公司生产的测序仪由于工程化的聚合酶，读长也能达到数千，似乎也已经克服了初期可靠性上的问题。

在测序界，企业收购一直是投机炒作的一大主题。Life Technologies公司或将出售测序业务的传言使其股价暴涨到历史最高，Illumina也于一个月前击退了Roche公司的敌意收购。但基本格局并未有多大改变。

任何主要玩家的洗牌须得等待下一个本领域的"滴"周期，不论是像Life Technologies公司的Ion Proton测序系统还是像Oxford Nanopore公司的GridION 和MinION测序系统那样。与此同时，"本年度的会议将不那么光彩炫目，但更加科学。" Shendure说。