2020单细胞行研报告.pdf

2020 单细胞行 研 报告 2 / 108 2020 单细胞行 研 报告 3 / 108 单细胞行 研 报告 编委会 顾问 张泽民 主 编 汪亮 张宇 编 委 汪亮 张宇 武多娇 曹友培 胡学达 贝锦新 郑玲燕 侯睿 王亚俊 崔亚洲 王越 廖坤鹏 Liya 苏荒 Jeffrey 颜颖 2020 单细胞行 研 报告 4 / 108 策 划 张宇 汪亮 颜颖 2020 单细胞行 研 报告 5 / 108 300 多年前， Robert Hooke 发现细胞是生命的基本单元； 30 年前，人类基因组计划（ HGP）启动，将遗传基本单元序列化； 3 年前，人类细胞图谱计划启动，在 HGP 基础上，与 NIH 的 “ 脑计划 ” 相辅相成。 单细胞技术 是革命性的突破，让我们第一次能够研究组织内每一个不同细胞的 基因组 、 转录组 、甚至多组学 的系统研究 。通过与荧光标记、显微切割等其他技术结合，单细胞技术还可以测定组织中所有细胞的空间属性和相互作用。这些技术正在或将在肿瘤、生殖、免疫等等许多生物医学领域中得到广泛的应用，引领新一波基础和临床医学的技术革命。 加入北京大学之前我曾在 罗氏制药和 基因泰克工作多年， 利用基因组和生物信息技术寻找癌症制药靶点。 如今基础研究转化到药物研发的时间越来越短甚至同步 ， 将二者紧密融合 一直是我追求的 科研模式。近年来 生物医学突破中伴随着很多新的疑惑 。例如， 造成疾病最相关的细胞到底是哪几类亚型？生物标志物 是不是有真正的 内在联系和相互 作用 的 ？ 肿瘤位点和基因组变异 是如何塑造和选择肿瘤微环境中的免疫细胞？我们 通过 绘制免疫细胞的单细胞图谱，发现有临床应用价值的 靶点和 生物标志物，让癌症患者早日获益。 单细胞让传统技术如虎添翼，引发生物医学领域的革 命 ， 这需要产学研的紧密合作 ， 基因慧发布的单细胞行研报告恰逢其时。我和基因慧创始人汪亮先生于 2017 年认识并开始了解，他带领基因慧团队一直在传播和研究基因 及生命健康产业创新，发布了历年行业报告。希望这份报告推 动单细胞创新创业，更好地造福大众。 张泽民教授 北京大学生物医学前沿创新中心研究员 百奥智汇创始人 序 言 2020 单细胞行 研 报告 6 / 108 肿瘤存在高度异质性，是制约肿瘤疗效长足提高的内在因素。随着单细胞和多组学技术的融合发展和应用，我们将能够在更高的精度揭示肿瘤组织微环境的复杂性、细胞间相互作用、分子调控网络及其时空变化等，最终鉴定有效、低毒的肿瘤治疗靶标和方案，实现肿瘤精准治疗并提高患者生活质量。 贝锦新 教授 中山大学肿瘤防治中心研究员 、 华南肿瘤学国家重点实验室 PI “ 从 宏 观到微观，从低维到高维，从平行到交叉 ” 一直是科学领域的发展基调。近年来，以单细胞技术为代表的革命技术正源源不断地给生命科学和医学注入活力，帮助人们从更微观的细胞水平，更高维的时空角度，更交叉的组学视野来探索生命的未知，拓展医学的边界。基因慧作为优秀的新媒体，适时捕捉到了这个大势，发起单细胞行业报告，促进了单细胞行业的产学融合。非常荣幸伯豪生物能作为领先的行业代表与众多杰出的专家和学者们一起发布这份报告，分享我们在单细胞实验、分析和转化应用方面的成果和经验，也期待未来能与更多同行者一起，秉持匠心，厉 兵秣 马， 为我国单细胞行业的发展添砖加瓦。 肖华胜 上海伯豪生物技术有限公司 总经理 技术进步带来生命科学新发现， 单细胞多组学技术的发展将会大大改变人类的科学研究以及临床应用 。自 1973 年为世界带来第一台商用流式细胞仪以来， BD 始终致力于成为流式细胞仪的领跑者及流式细胞术的领军者。 BD 将带着我们在流式细胞术的领先技术与先天优势，全面发力单细胞多组学领域，专注前沿科学技术应用，持续为生命科学领域的研究注入中坚力量，为中国健康事业做出更大贡献。 胡轶清 BD 大中华区生物科学业务 副总裁 单细胞组学技术的快速发展拓宽了我们对生命活动的理解，为疾病研究和药物开发提供了强有力的工具。以人类细胞图谱计划（ HCA）为代表的单细胞研究项目正在构建人类器官的细胞全景视图，这为生命科学和医学研究开启了新时代。 Illumina 因美纳始终致力于通过解码基因组来改善人类健康， 与全球单细胞研究的科学家合作，共同推动单细胞行业的发展，实现单细胞组学技术的划时代突破。 王飚 Illumina 因美纳（中国）科学器材有限公司 市场总监 2020 单细胞行 研 报告 7 / 108 过去，我们 习惯于将临 床肿瘤样本作为一个整体进行研究，努力识别肿瘤中的异常通路和开发针对它们的“杀手锏”。但肿瘤微环境复杂且多样化，当我们把它看作一个整体时，我们不 仅失去了表达异质性的知识，还失去了关于细胞类型、细胞状态和细胞间相互作用的重要信息。因此，我们比以往任何时候都更需要考虑单个细胞水平下的情况。单细胞测序技术的最新进展为我们提供了最强有力的方法，使我们能够重新审视分子和遗传过程，为肿瘤等疾病的治疗和诊断带来新的研究视角和解决方案。 洪涛 百奥智汇科技有限公司 首席运营官 单细胞测序技术是近几年的热门方向。为了得到更高的数据产出及质量，单细胞测序整个流程中各个步骤的质检必不可少。厚泽生物致力于 NGS 的配套质检仪器 Qsep 毛细管电泳仪，可以很好的应用于单细胞测序的质检，希望可以在更好的实验结果的前提下，以更方便的使用，更好的服务，以及可以更多的降低广大测序用户的质检成本，我们会一直持续为之而努力。 郑玲燕 杭州厚泽生物科技有限公司 创始人 2020 单细胞行 研 报告 8 / 108 报告宗旨 面向专业人士免费传播，推动单细胞技术科学普及和推广、转化 应用及创新创业的专业行业报告。 面向对象 对单细胞有一定基础了解的政策制定者、临床医生、创业者和投资者、科研工作者（器械耗材、实验设计、生物信息、新药研发等）、跨界人士以及其他对单细胞技术和转化应用有浓厚兴趣的专业人士。 内容范围 内容上，围绕单细胞市场背景、技术、应用及产业分析展开（考虑篇幅，除特别说明，检测方面以测序为主 、 质谱为辅展开）。时间上，基于近年的信息梳理、归纳和预测，立足于 2019-2020 年，展望未来3 年发展趋势。地理上，以中国大陆地区的市场范围为主，对照全球的市场环境和产业格局综合分析 。 更多需求 基于 “ 使连接产生价值，用数据看见未来 ” 的理念，我们尽可能严谨、客观、细致地 进行收集信息和 分析，信息源于基因慧旗下 GeneMail 资讯、大咖论健、产业大数据平台 YourMap、专家顾问、市场调研及联合撰写团队提供的信息等合规素材。但由于行业特殊性和信息披露的时效性等因素，内容难免存在不足，信息颗粒度可能无法满足所有场景，如有错漏，欢迎您向我们反馈；如需了解更多范围和更细颗粒度内容，请联络我们定制行研报告 。 报告 说明 2020 单细胞行 研 报告 9 / 108 法律声明 本报告由北京基因界科技信息咨询有限公司（以下简称 “ 基因慧 ” ）联 合 合作方 研究的成果，旨在推动单细胞科技普及、转化应用和创新创业。本报告 版权 归基因慧所有 。 未经基因慧的书面授权，任何机构、个人不得以任何形式使用、复制和传播本报告的任何部分用于商业目的。学术研究和引用时请注明来自基因慧。 基因慧未受聘于任何企业从事此报告研究。本报告不得解释为基因慧专业的医疗决策、产业咨询及投融资等意见，亦不得解释为基因慧对个别产品 、机构 前景的观点。读者接收本报告即视为同意以下声明：任何机构或个人在引用本报告信息时，须对本报告的数据和结果进行独立调查和判断；由于信息时效性，基因慧对本报告 所含信息的准确性或完整性不作任何担保或保证，且明确声明对任何机构和个人不承担基于本报告决策而产生的任何责任。 2020 单细胞行 研 报告 10 / 108 第一 部分 背景 12 第一章 行业环境 13 1.1 技术背景 13 1.2 政策环境 21 1.3 市场背景 23 第二 部分 技术应用 27 第二章 单细胞应用 28 2.1 肿瘤 28 2.2 生殖健康 31 2.3 免疫性疾病 35 2.4 干细胞生物学 37 2.5 神经生物学及发育 39 2.6 宏基因组学及 微生态 42 2.7 新药研发 43 第三章 单细胞测序技术及流程 45 3.1 单细胞悬液制备 45 3.2 单细胞分选和文库制备 45 3.3 单细胞高通量测序 54 3.4 生物信息分析和数据解读 54 第四章 其它单细胞技术 60 4.1 质谱流式细胞技术 60 4.2 单细胞多组学技术 65 4.3 多重原位分析及其他空间技术 68 4.4 细胞系谱测定 71 目 录