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钱要花在刀刃上，基因组测序如何省钱？
阅读次数：435 发布时间：2020/7/1 10:43:23
坦率地说，基因组测序中*昂贵的部分是测序本身。测序仪的消耗品成本（包括测序芯片和试剂）明显盖过了测序的其他成本，更不用提一开始的资本支出。
当然，钱要花在刀刃上，无论我们是拥有自己的仪器还是借用别人的仪器，都有办法来削减成本。在此，我们梳理了测序的整个流程，从样本制备到数据分析，看看可以在哪些地方减少开支以及这样做的隐性成本有哪些。
一般来说，通量较低的Illumina测序仪的购买和维护成本比较低，而耗材成本也相应较低。从另一个角度来看，高通量的测序仪能够产生大量的数据，使得每Mb或每个样本的成本降低。GenapSys的CEO Hesaam Esfandyarpour指出，无论采取哪种方式，由于每次运行的耗材成本是固定的，因此让测序仪满负荷运行才是上乘之选。
这样，样本不多、通量较低的研究人员就可以先选择浪费容量（其实也就是浪费钱），等待样本量逐渐上去。或者，他们也可以选择外包服务。外包当然更省事，但需要服务费，从送样到拿回数据还需要一段时间。
其实，大家在仪器上还有更多选择，比如*近上市的GenapSys测序仪。这台测序仪在美国的售价低于一万美元，且每次运行的耗材成本仅为几百美元。它的平均读长超过150 bp，>80%的碱基质量高于Q30。利用16M芯片开展测序，每次可产生1.2-2 Gb的数据。Esfandyarpour认为，每个研究人员都可以拥有DNA测序仪，并自行决定运行样本的方式。
选择外包？
外包也是一门艺术。就外包服务而言，它有许多不同的切入点。GE Healthcare的技术经理Andrew Gane表示，有些人会直接提供样本，而有些人会提供制备好的文库，让供应商上样到仪器中。
对于那些愿意自己动手的研究人员而言，节省成本的机会出现了。某些实验达人甚至会自行开发平价的解决方案。他们会考虑，操作方案中的哪些步骤是必需的，有没有办法跳过一些？实验过程中是否需要保真度的酶和的磁珠来进行PCR扩增和DNA片段筛选？
有些研究人员，特别是开展单细胞测序（scRNA-seq）的研究人员，可能会选择同时分析多个样本。加州大学旧金山分校Genomics CoLab主任Walter Eckalbar指出：“在10x Genomics平台上开展单细胞基因组学分析，每次样本制备的成本约是1,500美元，而bulk RNA-seq的成本大约是100美元。”
Gane表示：“目前有多种方法可以在多重分析之前或分析期间对样本进行归一化，从而减少质量控制的时间，”不过这些方法也会带来其他成本。
Eckalbar认为，在确定特定工作流程的实际成本时需要考虑多个因素。其中包括总共有多少个步骤，是否有附加的步骤（比如在Bioanalyzer上进行QC），是否需要购买额外的磁珠，甚至是否符合标准的工作日安排。
自动化操作
通过自动化，实验小量化（miniaturization）也更容易实现，而这又是节省试剂的一种方式。“如今，我们不再按照试剂盒操作手册上规定的体积来操作，而是利用液体处理系统进行1/2或1/4体积的反应，有时甚至是1/10，这在手动移液时很难做得到。”他说。“而且，自动化系统可以实现更高通量的操作，比如384孔板或更高。”
“小量化也存在缺点，在大多数情况下，你会牺牲一些数据质量，从样本中检测到的基因数量可能会减少，”Eckalbar说。“不过好处是，在预算不变的情况下，你可以分析更多的样本，从而具有更好的统计能力。”
数据解读
在测序实验完成后，你还需要处理数据。处理数据的方式有很多，包括测序公司提供的云端分析app（免费或付费）、第三方提供的商业化数据分析解决方案，以及提供数据分析服务的供应商。具体选择哪个，这可能要取决于问题的复杂程度和研究人员的熟练程度。
Eckalbar指出，许多免费和付费的解决方案可能都存在限制，出于种种原因，你的数据可能不适合。这时候，你不得不将数据交给专业的机构去分析。不过，“许多硕士生和博士生都在努力学习这些生物信息学工具，以便亲自上阵”。
当然，钱要花在刀刃上，无论我们是拥有自己的仪器还是借用别人的仪器，都有办法来削减成本。在此，我们梳理了测序的整个流程，从样本制备到数据分析，看看可以在哪些地方减少开支以及这样做的隐性成本有哪些。
一般来说，通量较低的Illumina测序仪的购买和维护成本比较低，而耗材成本也相应较低。从另一个角度来看，高通量的测序仪能够产生大量的数据，使得每Mb或每个样本的成本降低。GenapSys的CEO Hesaam Esfandyarpour指出，无论采取哪种方式，由于每次运行的耗材成本是固定的，因此让测序仪满负荷运行才是上乘之选。
这样，样本不多、通量较低的研究人员就可以先选择浪费容量（其实也就是浪费钱），等待样本量逐渐上去。或者，他们也可以选择外包服务。外包当然更省事，但需要服务费，从送样到拿回数据还需要一段时间。
其实，大家在仪器上还有更多选择，比如*近上市的GenapSys测序仪。这台测序仪在美国的售价低于一万美元，且每次运行的耗材成本仅为几百美元。它的平均读长超过150 bp，>80%的碱基质量高于Q30。利用16M芯片开展测序，每次可产生1.2-2 Gb的数据。Esfandyarpour认为，每个研究人员都可以拥有DNA测序仪，并自行决定运行样本的方式。
选择外包？
外包也是一门艺术。就外包服务而言，它有许多不同的切入点。GE Healthcare的技术经理Andrew Gane表示，有些人会直接提供样本，而有些人会提供制备好的文库，让供应商上样到仪器中。
对于那些愿意自己动手的研究人员而言，节省成本的机会出现了。某些实验达人甚至会自行开发平价的解决方案。他们会考虑，操作方案中的哪些步骤是必需的，有没有办法跳过一些？实验过程中是否需要保真度的酶和的磁珠来进行PCR扩增和DNA片段筛选？
有些研究人员，特别是开展单细胞测序（scRNA-seq）的研究人员，可能会选择同时分析多个样本。加州大学旧金山分校Genomics CoLab主任Walter Eckalbar指出：“在10x Genomics平台上开展单细胞基因组学分析，每次样本制备的成本约是1,500美元，而bulk RNA-seq的成本大约是100美元。”
Gane表示：“目前有多种方法可以在多重分析之前或分析期间对样本进行归一化，从而减少质量控制的时间，”不过这些方法也会带来其他成本。
Eckalbar认为，在确定特定工作流程的实际成本时需要考虑多个因素。其中包括总共有多少个步骤，是否有附加的步骤（比如在Bioanalyzer上进行QC），是否需要购买额外的磁珠，甚至是否符合标准的工作日安排。
自动化操作
通过自动化，实验小量化（miniaturization）也更容易实现，而这又是节省试剂的一种方式。“如今，我们不再按照试剂盒操作手册上规定的体积来操作，而是利用液体处理系统进行1/2或1/4体积的反应，有时甚至是1/10，这在手动移液时很难做得到。”他说。“而且，自动化系统可以实现更高通量的操作，比如384孔板或更高。”
“小量化也存在缺点，在大多数情况下，你会牺牲一些数据质量，从样本中检测到的基因数量可能会减少，”Eckalbar说。“不过好处是，在预算不变的情况下，你可以分析更多的样本，从而具有更好的统计能力。”
数据解读
在测序实验完成后，你还需要处理数据。处理数据的方式有很多，包括测序公司提供的云端分析app（免费或付费）、第三方提供的商业化数据分析解决方案，以及提供数据分析服务的供应商。具体选择哪个，这可能要取决于问题的复杂程度和研究人员的熟练程度。
Eckalbar指出，许多免费和付费的解决方案可能都存在限制，出于种种原因，你的数据可能不适合。这时候，你不得不将数据交给专业的机构去分析。不过，“许多硕士生和博士生都在努力学习这些生物信息学工具，以便亲自上阵”。
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