近日上海—— 科學(xué)服務(wù)領(lǐng)域的世界領(lǐng)導(dǎo)者賽默飛世爾科技（以下簡稱：賽默飛）于上周在佛洛里達(dá)州馬可島舉辦的基因組生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展年會(AGBT)上發(fā)布了Ion Torrent測序技術(shù)的最新進(jìn)展情況，充分展示賽默飛在研發(fā)新一代測序業(yè)務(wù)上的努力和成果，從而進(jìn)一步表明其致力于將新技術(shù)應(yīng)用于臨床研究的決心。

在此次會議上，Ion Torrent 研發(fā)副總裁Allan Williams提前預(yù)告公司正在籌備Ion PGM和Ion Proton平臺的新產(chǎn)品和新應(yīng)用，其中包括Proton PII芯片、PI芯片改進(jìn)情況、Ion Proton的Hi-Q測序試劑、HLA測序等溫擴(kuò)增、AmpliSeq文庫的直接制備（從血液樣本），以及Ion測序技術(shù)與Cynvenio的 LiquidBiopsy平臺結(jié)合進(jìn)行的腫瘤分析。

Williams表示：“自去年收購 Life Technologies之后，賽默飛一直關(guān)注測序技術(shù)的研究和發(fā)展，并在該項目上投資了充足的資金和人才。未來，賽默飛將繼續(xù)加大在Ion Torrent上的投入。尤其針對靶向重測序和定量應(yīng)用，我們將力爭全面改善測序通量、準(zhǔn)確性和讀長”。

PII芯片，2015重磅之作

在去年的基因組生物學(xué)技術(shù)進(jìn)展年會(AGBT)(詳情：http://www.genomeweb.com/sequencing/agbt-life-tech-updates-pii-chip-customers-present-early-data-ion-chef-hi-q-chemi)上，公司宣布計劃在2014年將PII芯片投入早期試用并實現(xiàn)商業(yè)化。該芯片有望提高Ion Proton平臺的測序通量。然而，縮小微孔意味著信號變?nèi)?，而大量?shù)據(jù)從芯片上快速傳出則意味著公司不得不重新設(shè)計該款芯片。

Williams表示，Ion Torrent研發(fā)團(tuán)隊在改良PII芯片上已經(jīng)花費了約一個月的時間，并且計劃在今年上半年投入早期試用，下半年全面進(jìn)入市場。

據(jù)公司調(diào)查顯示，研發(fā)人員使用插入片段長度為125bp的人片段文庫上樣，單次PII 芯片運行能得到40G數(shù)據(jù)，約350M讀段，讀長集中在115bp。商業(yè)化芯片的數(shù)據(jù)產(chǎn)量很可能為30G，200-300M讀段，讀長100bp。

公司已針對PII芯片的應(yīng)用進(jìn)行了測試，其中一個測試是使用Ion AmpliSeq 人轉(zhuǎn)錄組基因表達(dá)試劑盒進(jìn)行定向轉(zhuǎn)錄組測序。該試劑盒可靶向檢測約20000個來自于不同樣本（包括福爾馬林固定組織）的轉(zhuǎn)錄本。Williams表 示，PI和PII芯片所得數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)RNA-seq所得數(shù)據(jù)顯示出良好的相關(guān)性。

Ion Torrent高級產(chǎn)品營銷總監(jiān)Andy Felton表示，PII芯片得到的讀段質(zhì)量目前足以滿足計數(shù)應(yīng)用需要，但在外顯子測序應(yīng)用方面仍稍顯不足。Williams 指出，PII芯片真正的優(yōu)勢并不在于數(shù)據(jù)質(zhì)量的提高，而在于數(shù)據(jù)產(chǎn)量達(dá)到了PI芯片的5倍。

PII芯片一次運行花費不到1000美元，并且單次運行可多重分析24組AmpliSeq轉(zhuǎn)錄組樣本或6組RNA-seq樣本。

除此以外，公司還針對PII芯片的另一計數(shù)應(yīng)用——母體血液中的游離DNA分析進(jìn)行了測試。該反應(yīng)使用插入片段長度為120bp的文庫，并對21組樣品進(jìn)行多重分析，可鑒定出染色體非整倍體。

Williams表示，“PII芯片在讀長和準(zhǔn)確性上仍有進(jìn)一步提升的空間”。

PI芯片升級完成

基于增加讀長和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的需要，該公司對PI芯片進(jìn)行了升級。芯片微孔結(jié)構(gòu)（包括芯片表面化學(xué)試劑）的改變，使得PI芯片單次運行數(shù)據(jù)量將達(dá)到30G，60-80M讀段，讀長為400bp，準(zhǔn)確率達(dá)到99%。

Ion Torrent研發(fā)人員使用3張新的PI芯片完成了覆蓋30X人類基因組的測序。Williams提到，公司計劃在下半年為早期試用者提供試用版PI芯 片，這為Ion Torrent平臺應(yīng)用于全基因組測序（和更長讀長的靶向panel的多重分析）創(chuàng)造了有利條件。

用于Proton 的Hi-Q測序試劑

在反應(yīng)試劑方面，Ion Torrent最近推出了Hi-Q測序試劑，可提高Proton PI芯片測序數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。起初，該試劑盒主要是為了配合Ion OneTouch 2模板制備系統(tǒng)使用，但公司計劃在接下來的幾周內(nèi)推動PI芯片的Hi-Q試劑，使其同時適用于Ion Chef系統(tǒng)。Hi-Q試劑盒在去年便可用于PGM平臺。

Williams指出，對于Proton平臺，Hi-Q試劑盒可使SNP和插入缺失突變的假陽性率降低75%（從35個/M降到8個/M）。PGM平臺也得到了相似數(shù)據(jù)，Hi-Q使假陽性的插入缺失突變從4個/M降到1個/M。

應(yīng)用于快速HLA分型的等溫擴(kuò)增

憑借更快的速度和更長的讀段，等溫擴(kuò)增成為了目前乳液PCR的替代方法。目前該技術(shù)已允許早期試用者在PGM上手動操作。公司計劃推動等溫擴(kuò)增支持Ion Chef系統(tǒng)，從而實現(xiàn)高達(dá)600bp的讀長。

Williams指出，在現(xiàn)有模板擴(kuò)增技術(shù)的支持下，Ion Chef單次運行一般需要10小時，而使用等溫擴(kuò)增技術(shù)則可將時間縮短至5小時。

Ion Torrent已與賽默飛旗下的另一家公司——即致力于HLA分型的One Lambda公司——合作測試一種運用等溫擴(kuò)增技術(shù)以達(dá)到測序時間短、讀長長（500-600bp）目的的HLA測序試劑盒。

去年12月，One Lambda推出了僅作研究用途的NXType試劑盒。NXType適用于PGM平臺，能在3天之內(nèi)完成全部HLA I型和HLA II型基因測序。

Felton表示，由于等溫擴(kuò)增速度較快，今后還可能應(yīng)用于胚胎植入前遺傳學(xué)篩查。

AmpliSeq自動化及其應(yīng)用

Ion Torrent目前還正在尋求可以在Ion Chef系統(tǒng)上實現(xiàn)AmpliSeq文庫的自動制備。盡管自動制備文庫的運行時間比手動實驗方案長幾小時，但手動建立實驗的操作僅需幾分鐘。整個流程，包 括測序在內(nèi)，一共需要24個小時，而用戶自己制備文庫則需要21個小時。AmpliSeq已經(jīng)開始提供早期試用，并計劃在今年下半年實現(xiàn)商業(yè)化。

另一項研發(fā)內(nèi)容是由血樣和口腔樣本直接制備AmpliSeq文庫，省去DNA提取步驟。Felton表示，公司已對此進(jìn)行了理論驗證，但還未確定商業(yè)化的時間期限。

針對現(xiàn)有的AmpliSeq試劑盒，公司大大降低了DNA起始需求量。現(xiàn)有的實驗方案要求DNA的量為10ng，但公司研發(fā)人員展示了改良后的實驗方案：當(dāng)DNA起始量低至0.1ng（相當(dāng)于20個細(xì)胞含有的DNA量）時，仍然能得到不錯的結(jié)果。

Ion Torrent已結(jié)合Cynvenios的LiquidBiopsy平臺對AmpliSeq Cancer Hotspot panel進(jìn)行了檢測——賽默飛最近已成為LiquidBiopsy平臺的經(jīng)銷商。LiquidBiopsy儀器可分離血液中的循環(huán)腫瘤細(xì)胞、游離DNA 和細(xì)胞DNA。

在改良試劑的同時，Ion Torrent還研發(fā)了能檢測低至1%的低頻率突變的新算法——Ion Reporter軟件4.4版本已整合該算法。

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關(guān)于賽默飛世爾科技

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