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第四代測序(納米孔測序)有望全面代替邊合成邊測序嗎?

2018年12月07日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 1 ℃ 次

【調和級數的回答(13票)】:

個人覺得不會。

目前納米孔究竟算三代還是四代,說法尚不統一。下面對此不加以區分。

二代測序如此成熟的今天,一代測序也沒有消失。你要是構個載體,直接18塊錢做Sanger測序,24小時拿到結果,何必做二代測序燒錢?

同樣,如果三代或四代測序成熟了,只會造成測序市場的進一步細分,而不是完全取代二代測序的地位。

至於市場將會如何細分,因為三、四代畢竟尚未成熟,所以只能猜測。考慮到納米孔測序對製作工藝的高要求,很難保證每個納米孔高度一致,因此其通量可能很難提高;而二代測序的代表Illumina的芯片就是一塊平整的流動單元(flow-cell),只要芯片保持足夠平整,提高通量很容易(HiSeq X10的通量已經令人恐怖了)。即使納米孔的工藝改進,使得通量達到數十G的級別,二代也不會閒著,通量估計繼續甩三、四代兩個數量級問題不大。因此對某些需要極高通量的測序項目,二代測序會繼續保持優勢。

以下是根據目前測序技術的現狀和趨勢,作出未來幾年可能發生情況的推測:

  1. 二代測序的通量會進一步提高,讀長也會相應增加,但不會非常顯著。三、四代測序的準確度提高到可以接受的水平(起碼得到95%)。
  2. 在1的假設下,二代測序可能繼續保持優勢的領域可能是全民級別的基因組、某些重要組織的轉錄組的測序。可能基因組測序會進一步普及和平民化。這時二代測序由於通量大,因而成本低,更容易被市場接受。測序的準確度可以由通量來保證。而基因組上的低複雜度區域(重複序列),可以選擇不關心,因為那裡存在重要SNP的概率比較低。
  3. 在1的假設下,三、四代首先會奪去的市場可能是單細胞測序,和醫療、司法、海關等不要求極高通量的生物檢測應用。目前用二代測序做單細胞測序,無論是測基因組還是轉錄組,都需要先擴增再測,而擴增不可避免地會引入偏差和錯誤。而三、四代測序則先天性可以避免擴增,直接測單細胞,這是二代測序無法比擬的優點。醫療上檢測病人樣品,司法上檢測兇手DNA等,都不需要二代那樣龐大的通量,而要求快速、靈活和超長讀長,這也是二代難以抗衡的。

但說實在的,三、四代先把準確度提高了再說吧……

【知乎用戶的回答(1票)】:

考量一種測序技術主要有以下幾個參數:通量,讀長,準確度,單位成本。而單位成本一般可以簡單認為和通量成反比,所以簡單點就直接考慮前三個因素就行了。

其中讀長和準確度都是越長越準確越好,但通量就要看情況了,Sanger測序之所以還在用,一方面是其讀長較NGS長,準確度好,另一方面也是因為其通量低,操作簡單快速成本低,這使得Sanger測序在某些應用上有其特有的優勢,試想某個研究項目中我只想知道某個300bp的外顯子的序列,難道還非得用NGS去測嗎?當然如果有一天NGS發展到測完整個exome的成本、時間、準確度都比Sanger測一個外顯子還有優勢的時候,估計Sanger測序也就沒人用了。

納米孔測序也同理,包括PacBio的單分子測序(還有Helicos,不過貌似破產了),這些單分子測序目前最大的優勢是讀長很長(Helicos除外,難怪破產orz),但通病是通量低、準確度低(注意這幾個平台的測序錯誤與NGS的不太一樣,其測序錯誤都是隨機的,也就是說理論上可以通過循環多測幾次來矯正,所以準確度低從根本上來說是通量低)。從這個角度看,如果單分子測序的通量能夠跟上NGS,那全面取代NGS是早晚的事;如果不行,那只會在某些需要通量不高的應用中逐漸取代NGS,而對於諸如腫瘤這種需要極高通量的somatic測序項目要取代NGS則不太可能(除非通量跟上去)。

【王蓬的回答(1票)】:

謝謝邀請,納米孔單分子測序(更傾向於被稱為第三代測序技術)理論很美好,現實還需努力。

納米孔測序相對SBS的主要的優勢:

首先速度快,最快24小時完成樣品建庫到測序數據收集,鹼基讀取速度即酶自身的合成速度。

其次單read讀長超長,讀長可超過10K,方便數據組裝。

然後文庫構建簡單,無需PCR,避免了建庫過程中可能引入的錯誤,得到的是最原始的DNA序列信息。

然而,目前這些優勢實現的還不太順利。

現在二代測序技術相對成熟,巨頭公司還在不斷升級自家的測序平台,推出性價比更高功能更強的儀器,三代測序公司也在為了更好的實現其理論描述的種種優勢繼續研發。

如果三代測序技術真的實現了它描述的這些優勢(醫療檢測急需啊),完全替代二代測序是肯定的。

【XiYang的回答(0票)】:

先等技術可靠了再說吧。聽說納米孔的錯誤率暫時還無法直視。

【SZJiao的回答(0票)】:

大家都在潛伏,等待全面取代那一天;這之前呢?先好好用二代賺錢吧

標籤:-生物技術 -DNA測序


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