Personalis的實驗室通過對1 mm[3]的患者腫瘤組織樣本進行全基因組測序，可識別多達1800種單核苷酸變體。所檢測出的患者特異性突變隨后被用來制作針對這些特定突變部位的引物，以便在未來的血液活檢中進行測序。
Personalis公司產品管理副總監Dan Norton說，該檢測方法也涵蓋了針對其他已知的癌癥相關基因的引物。“借助此方法，我們可以了解患者體內是否產生了其他變異，這或許可以為患者提供更為有效的精準治療。”
BC Cancer中心和英屬哥倫比亞大學的腫瘤學家Jonathan Loree于2022年8月開始與Personalis公司開展合作研究，研究對象是胰腺或結腸腫瘤切除患者，該項研究旨在測試NeXT Personal這一工具在“患者的治愈窗口期”診斷疾病復發的能力。Loree說，如果這種檢測方法可以取代傳統的CT掃描診斷和血液檢查，“那么它將有可能節省資金并改善治療結果。”
Norton說，NeXT Personal目前僅用于研究，計劃明年擴展到臨床試驗階段。Personalis公司當前拒絕透露NeXT Personal的售價，并解釋說具體售價將基于用戶需求而定。
評語：NeXT Personal為許多尚未完全攻克的腫瘤的分析提供了希望，在幫助識別腫瘤及管理患者疾病方面具有重要意義。
② NanoString Technologies公司 CosMx Spatial Molecular Imager
CosMx Spatial Molecular Imager（SMI）可以在單個細胞甚至亞細胞分辨率上實現RNA和蛋白質水平的可視化和量化。
該平臺由NanoString Technologies公司開發，允許用戶按照標準流程來制備特定的探針和抗體，并將其與樣本雜交，這些樣本可以是冷凍組織切片，也可以是福爾馬林固定的石蠟包埋切片。在自動化儀器中，報告探針/抗體會與樣本進行雜交并成像，隨后用紫外線照射熒光染料并進行清洗，再繼續將下一個報告探針/抗體與樣本的雜交，這使得研究人員可以在一個樣本中實現對多個靶標的成像。
NanoString公司空間基因組學事務部高級總監Vikram Devgan表示， CosMx SMI定價295000美元，它包含一個高分辨率顯微鏡，“可以讓研究人員在100多萬個細胞中以亞細胞分辨率可視化和量化1000種RNA和100種蛋白質靶標”。他補充說，用戶也可以購買NanoString公司旗下的軟件AtoMx Spatial Informatics Platform，對CosMx生成的數據進行可視化和分析。
Miranda Orrzai是北卡羅來納州維克森林大學醫學院阿爾茨海默病領域的研究員，她在使用NanoString公司旗下另一款產品后，又購買了CosMx SMI。她表示：“CosMx是唯一一款能讓我們在亞細胞分辨率水平上，同時實現對整個組織切片中所有細胞上的數千種基因進行可視化的儀器。基于此，我們能夠以前所未有的分辨率來繪制大腦圖譜。”
評語：此產品或將推動原位空間生物學和分子病理學領域產生新的重大變革。
③ Ultima Genomics公司UG100
Ultima Genomics公司于今年5月宣布，成功開發了一項僅需100美元成本即可實現對整個人類基因組進行測序的技術。
迄今為止，僅有早期試用客戶才有機會使用該公司的新平臺UG100。不過，Ultima Genomics公司預計將在2023年上半年面向更廣泛的市場發布該產品。該公司首席商務官Josh Lauer說，對比其他測序儀，UG100擁有較多優點，包括速度更快、效率更高和浪費更少等。
Lauer稱，UG100的眾多優點可歸因于該產品所擁有的一個獨特之處：一個圓形、開放式流通池。他解釋說，相較傳統流通池采用的泵送方式，該產品是通過晶圓中心的噴嘴將試劑分配到旋轉的硅晶片上，從而實現分配，這一方式更為高效。
此外，旋轉設計提高了數據收集和成像的速度，使Ultima的測序儀能夠在大約20小時內完成一次運行，對此Lauer表示，這一處理速度約為現有技術的兩倍。“就像CD播放器一樣，它可以實現對遺傳物質進行超高速掃描。”
Whitehead研究所遺傳學研究生Reuben Saunders說：“我對這個平臺的通量和成本十分感興趣。”他曾與Ultima Genomics公司開展合作，在最新研究中使用了UG100。“這預示著一個令人振奮的時代的來臨，屆時或許可以進行非常大規模的實驗……就提高人類對于遺傳學和細胞生物學的認知方面而言，這一測序技術或具切實可行性。”
Lauer表示100美元的測序成本包括了晶片和化學試劑，但Ultima Genomics公司拒絕透露那個冰箱大小的具有執行測序功能的硬件的價格。
評語：這是首個成本低于100美元的基因組測序技術，該公司通過技術創新成功實現了這一目標。
④ Seer公司Proteograph Product Suite
生物技術公司Seer的產品管理總監Rebecca Rutherford說，通常而言，蛋白質組學研究面臨兩大關鍵挑戰：一是對蛋白質的研究需要先進行標記處理，這限制了對已知蛋白質的進一步研究，二是蛋白質組數量龐大且結構多樣，加大了低豐度蛋白質的研究難度。
她表示，Seer公司于2022年1月推出的Proteograph Product Suite成功解決了這兩大難題。這款產品使用了基于納米粒子的分析方法，可以實現對生物流體樣本中的所有多肽進行無偏取樣。
“事實上，Proteograph Product Suite的創新點在于我們專有的工程納米粒子。這類粒子具有獨特的表面功能化特性，可以吸引全動態范圍內的蛋白質。”Rutherford表示，這使得研究人員能夠追蹤與疾病相關的小分子變化情況，并揭示轉錄后修飾而成的獨特的蛋白質變體，從而識別出具有生物學相關性的蛋白質新形態。
美國俄勒岡健康與科學大學奈特癌癥研究所癌癥早期檢測高級研究中心的Mark Flory在與Seer公司合作測試這個新平臺后，成為了該平臺的首位付費客戶。他說：“從發現蛋白質組學的角度來看，我們無法從血液、血清和血漿等復雜的液體活檢樣本中發現蛋白質。而Proteograph產品可以實現從上述非常復雜的液體活檢樣本中進行深度取樣。”
他的研究團隊正在該平臺開展關于前列腺癌的大型隊列研究，以期識別新的生物標志物。Rutherford表示，該產品也正被應用于肺癌和阿爾茨海默病的研究。
Seer公司拒絕透露Proteograph產品套件的價格。
評語：該產品不僅實現了蛋白質組的無偏取樣，而且，其對于蛋白質組學研究的意義不亞于新一代測序技術之于基因組學的意義。
⑤ Nanolive公司LIVE T Cell Assay
過去十年間，Nanolive公司基于對無標記樣本的3D全息影像重構技術，開發了數款成像平臺。2021年9月，該公司推出了他們的首款專用數字檢測方法LIVE T Cell Assay。該方法可以檢測T細胞是如何定位、結合、破壞并消滅靶標細胞的，包括受感染的細胞、外來細胞和癌細胞。
Nanolive公司的科學傳播部門經理Emma Gibbin-Lameira表示，這種檢測方法可以測量T細胞和靶細胞的表型和形態參數，不過“該產品真正的創新之處在于，我們可以從兩者之間發生的相互作用中提取到一些信息”，而這些信息在測試某種藥物的療效方面或許會非常有用。例如，你可以評估某種特異性抗體是否能讓T細胞更接近期望靶標，以及它是否能提高細胞殺傷率。
Valery Moine是瑞士Light Chain Bioscience公司藥理學部門負責人，正在與Nanolive公司開展合作。他說“為了突出和推廣他們公司所研發的雙特異性抗體的作用模式”，他于一年前開始使用LIVE T Cell Assay來制作營銷視頻。最近他正用這個平臺來進一步表征這些抗體。他補充道，這款產品所提供的信息對于最佳候選藥物排序的確定具有重要作用。
Nanolive公司拒絕透露該產品價格，但其首席營銷官Lisa Pollaro在電子郵件中提到，“它已經取得了年度許可證，價格與市場上現有的化學檢測試劑盒相近。”
評語：對于藥物研究這一快速發展領域來說，非終點檢測法是一項促進其進步的巨大進步。
⑥ Applied Cells公司MARS Bar
分選細胞最有效的方法之一是免疫磁分離法，這項技術基于附著在特定細胞表面抗原上的磁珠對細胞進行分選。
雖然市場上有幾種產品采用了這種方法，但Applied Cells公司推出的全新的MARS Bar系統依然具有多項優勢，該公司的應用副總裁Liping Yu表示。例如，MARS Bar系統是一個帶有無菌流體套件的全封閉系統，這使得它“更容易管理”，因此它的使用不再局限于潔凈室或生物安全柜。此外，該設備包含三個模塊，允許它能并行處理三個樣本。
哥倫比亞大學的助理教授Sergei Rudchenko與Applied Cells一直在進行科學合作。自2022年2月份以來，他一直在使用該產品的一個版本——MARS Bar flex，其與MARS Bar系統非常相似，但帶有開放式流體套件——用于一項旨在在細胞輸注過程中從外周血單核細胞中去除初始T細胞的方案。
Rudchenko表示，他有興趣將該方案開發為一種臨床應用，以預防移植物抗宿主病。根據他的說法，MARS Bar Flex在耗盡不需要的細胞后，其血細胞回收率比其他市面上已發布的方案高出約8倍，此外，該系統在純度方面也相當具有競爭力。
據Yu介紹，MARS Bar系統是可定制的，不過標準的三個模塊配置就將花費約15萬美元。該公司從去年11月開始就已在客戶現場演示這款新模型。
評語：在無需固定磁鐵的情況下，創新地使用了磁分離技術，以實現高通量分選。
⑦ 橫河電機Single Cellome System SS2000
橫河電機株式會社推出的Single Cellome System SS2000是一臺亞細胞自動采樣系統，它包含了一臺用于觀察組織的雙轉盤共聚焦顯微鏡，以及一個用于從單細胞中收集全細胞或細胞內成分的采樣裝置。
該系統于2022年2月在日本、美國和中國推出，可以實現完全自動化，使用戶能夠根據細胞質面積、細胞核大小或其他形態學特征來定義應該對哪些細胞進行采樣。將符合特定輪廓的細胞吸出并沉積在96孔板中以進行進一步分析。該系統還可以直接采集細胞內成分，如細胞器或細胞質的一部分，并將這些信息與全細胞采樣相結合。
Yokogawa全球營銷主管Takanobu Kiuchi表示：“SS2000的高分辨率3D圖像使研究人員能夠以高度精確的方式控制細胞和亞細胞采樣的位置，并保留空間背景。”
“我們可以從同一個細胞中多次采樣，收集一小份細胞內樣本用于代謝組學研究，然后收集細胞的其余部分用于單細胞轉錄組學研究。”葛蘭素史克（GSK）細胞成像與動力學副主任Carla Newman說。作為beta測試研究合作協議的一部分，他從Yokogawa收到了SS2000。
她指出，對于罕見表型來說，SS2000針對特定特征進行采樣的能力會變得特別有用，而且能對少量的患者細胞進行采樣。“它允許單細胞級別的粒度來捕捉罕見事件。”Newman補充說，SS2000系統比傳統的顯微操作器更快更簡單，采樣速度至少提高了10倍。
根據技術配置和所需支持的不同，該儀器的價格從65萬歐元（65.18萬美元）到72.5萬歐元（72.7萬美元）不等。
評語：這是一個高度創新的系統，將高分辨率細胞成像技術與亞細胞采樣技術相結合。
⑧ Yourgene Health公司LightBench Detect
LightBench Detect是一款DNA處理工具，可用于無創產前檢測（NIPT），包括從母親血液中采集的胎兒DNA。Yourgene Health公司的產品經理Becky Underwood解釋說，LightBench Detect是根據長度從母體DNA簇中分離出胎兒DNA微小片段。
Underwood表示，該產品采用Yourgene公司的成像系統Ranger Technology對凝膠進行成像，并對電壓進行實時調整以優化DNA鏈的分離。他補充道，LightBench Detect是市場上唯一一款可以使用塑料EDTA采血管的儀器，這種采血管比行業標準的玻璃采血器更便宜，更不易破損，并且更高效。根據Yourgene的產品頁面，LightBench Detect的一系列特點使每個樣本的胎兒DNA產量增加了50%到75%。
Yourgene表示這臺耗資5萬美元的儀器，于2022年6月初推出，目前仍處于公司的科學家和一些外部研究人員的測試階段。
正在使用該產品的Yourgene公司的基因組服務實驗室主任Bhavika Patel表示，EDTA管的使用大大降低了實驗室的成本和失敗率，還可能減輕患者的壓力，并更快地得到結果。Patel說：“這是一臺非常漂亮、整潔的儀器。”
Underwood表示，除了用于NIPT之外，LightBench Detect還有更廣泛的應用，包括掃描血液樣本以獲取腫瘤DNA或傳染性病原體。Underwood表示：“我們希望積極地影響臨床實踐，改善患者的預后。”
評語：該儀器可能會改變目前在全球廣泛使用的診斷方法，特別是考慮到價格和樣品制備的便捷性。
⑨ Resolve Biosciences公司Molecular Cartography
Resolve Biosciences的Molecular Cartography是一種單分子熒光原位雜交技術，它能夠在不破壞組織切片或細胞培養樣本的情況下，提供細胞內基因表達的三維視圖。
該公司在2021年推出了該平臺并提供客戶寄送服務，該服務在2021年十大創新榜單中獲得了一席之地。Resolve Biosciences公司于2022年1月開始逐步在客戶實驗室安裝全自動Molecular Cartography的硬件和軟件，費用為40萬美元。
該公司的聯合創始人兼首席執行官Jason T.Gammack表示：“我們能夠將這種檢測方法帶入實際的疾病狀態，并在組織內單分子水平上繪制相互作用圖。”Gammack說，該平臺可生成亞細胞基因表達的高分辨率圖像，除了提供對細胞轉錄景觀的獨特見解外，這些圖像也“相當令人驚嘆”。“你現在看到的是生物學的美麗圖景。”
德國癌癥研究中心單細胞開放實驗室的負責人Jan-Philipp Mallm說：“這是一個隨時可用的系統，幾乎不需要優化。” Mallm說，Molecular Cartography的一個主要優勢是它完全可定制的探針面板，在2022年Mallm為他的實驗室購買完整的儀器設備之前，他使用了客戶寄送服務。
“我認為多功能性是這個系統的一大優勢。”Mallm和他的同事們正在應用這項技術來研究癌癥微環境，在微環境中，“一個腫瘤可以被視為一個完整的復雜組織，因此需要單細胞空間分辨率來了解它的功能和能力。”
評語：這種亞細胞基因表達活性的景觀圖像可以促進對關鍵生物學機制的相互作用和復雜性的新理解。
⑩ TrakCel公司OCELLOS 3.0
細胞和基因療法已經開始了醫學革命，但它們也給追蹤所涉及的材料，包括患者自身的細胞等方面提出了新的挑戰。為了應對這些挑戰，TrakCel公司于2021年2月推出了一款名為OCELLOS的云計算軟件，并于2022年7月發布了一個新版本OCELLOS 3.0。
“這是一個非常簡單的計算機界面，在整個供應鏈中都很容易訪問。”TrakCel公司的聯合創始人、負責科學事務和產品開發的副總裁Matthew Lakelin說道。他指出，OCELLOS 3.0不僅提高了此類治療的安全性和質量，還管理了監管機構要求的身份鏈和監管鏈數據。
Mustang Bio的質量監管高級總監Edward Armstrong自2018年以來一直與TrakCel公司保持合作，利用他們的技術在臨床試驗期間跟蹤Mustang的自體CAR T細胞產品以及細胞和基因療法。
Armstrong目前正在轉向OCELLOS 3.0，他表示：“監管鏈和身份鏈對我們的流程至關重要，FDA對此非常重視。”當Mustang Bio公司準備招募第一個患者時，Armstrong考慮過在紙上跟蹤產品，但很快意識到“在紙上完成TrakCel在電子上完成的工作，會讓人發瘋。”
TrakCel的OCELLOS 3.0起價為30萬美元，具體價格會根據用戶的參與程度和定制需求而有所增加。
評語：該產品可以幫助集中、簡化和減少在細胞/基因療法（CGT）開發和生產過程中復雜供應鏈和任務物流中的錯誤。
原文鏈接：
https://www.the-scientist.com/features/2022-top-10-innovations-70792
作者：The Scientist Staff
編譯：77
審校：617
編輯：豫小魚
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