單細胞測序技術(shù)由于其在解析細胞異質(zhì)性方面的突出優(yōu)勢，已廣泛用于基礎(chǔ)科研和醫(yī)學(xué)研究，該技術(shù)對測序通量和數(shù)據(jù)質(zhì)量有著較高要求。作為主流高通量測序平臺的代表，華大智造MGISEQ-2000在單細胞測序應(yīng)用領(lǐng)域中的測序表現(xiàn)受到業(yè)界關(guān)注。

高通量測序是在臨床和科研應(yīng)用中進行基因組學(xué)研究的金標準。本次測評通過在華大智造MGISEQ-2000和Vendor X兩種測序平臺上進行Tapestri單細胞DNA和蛋白質(zhì)測序，比較兩種測序平臺對兩種細胞系以約3:1比例混合的細胞中分析單細胞基因型和表型的能力。結(jié)果顯示，兩種測序平臺在單細胞分析的每個級別（一級、二級和三級分析）都具有高度一致性。這表明，華大智造MGISEQ-2000測序平臺可以用于使用Tapestri平臺單細胞DNA變異和蛋白質(zhì)表達譜分析。

測評方案

本次測評研究使用MGISEQ-2000測序儀和Vendor X測序平臺對Tapestri單細胞DNA和蛋白質(zhì)文庫進行了測序（圖1）。文庫是從K562和RAJI細胞的3:1混合細胞中生成的，使用目錄化MYE Panel，該Panel涵蓋兩種細胞系特有的遺傳變異，研究中還按照標準操作程序添加針對蛋白表達檢測的TotalSeq-D Heme Oncology Cocktail?；谌A大智造MGISEQ-2000的測序?qū)嶒炘谌A大智造武漢客戶體驗中心實驗室進行。

圖1. 實驗流程示意圖

測評結(jié)果表1總結(jié)了測序后利用Tapestri Pipeline和Tapestri Insights進行數(shù)據(jù)處理和分析獲得的關(guān)鍵性能指標。總體而言，這些指標在兩個平臺上高度一致。兩個測序平臺都產(chǎn)生了足夠數(shù)量的總讀序?qū)?，從而能夠為下游分析提供強大的單細胞基因分型和表型分析。調(diào)用的細胞數(shù)量和Panel均一性在兩個平臺上也相當。此外，當使用Tapestri Pipeline處理數(shù)據(jù)時，華大智造測序平臺的等位基因丟失率僅為6.7%，其關(guān)鍵性能指標再現(xiàn)了MYE Panel數(shù)據(jù)表1中呈現(xiàn)的指標，表明華大智造MGISEQ-2000適合對Tapestri單細胞文庫進行測序。

表1. 一級、二級和三級分析結(jié)果比較

為了確定每個平臺是否可以成功識別細胞系及其各自的遺傳變異，本次研究對數(shù)據(jù)（基因型）進行聚類并通過熱圖將其可視化（圖2）。該分析揭示了兩個細胞群，K562細胞和RAJI細胞，比例約為3.5：1，在輸入細胞比例的預(yù)期范圍內(nèi)。在兩個測序平臺上（圖2A和2B），兩個群體都以高度可比的比例被輕松鑒定。使用四個不同基因（TET2，SETBP1，CLB，KIT）的細胞系特異性變異確認了這些細胞群體的身份。所有四個變體的總體突變分布在兩個測序平臺之間顯示出相同的模式，從而顯示出成功調(diào)用單細胞基因型方面的相同性能。

圖2.使用選定突變的基因型數(shù)據(jù)進行分層聚類

（A）在Vendor X平臺上根據(jù)細胞系特異性突變的四個變體（列）對所有細胞進行聚類后的熱圖，得到K562和RAJI細胞~3.5：1分離和鑒定。（B）在MGISEQ-2000上根據(jù)細胞系特異性突變的四個變體（列）對所有細胞進行聚類后的熱圖，得到K562和RAJI細胞的~3.5：1分離和鑒定。

除了基因分型數(shù)據(jù)外，蛋白質(zhì)表達數(shù)據(jù)上也表明兩種測序平臺具有高度一致性。在已知在RAJI和K562細胞中差異表達的選定數(shù)量的譜系標記物上，以~1:3的比例檢測到兩種細胞系（圖3）。具體而言，檢測到CD30在K562細胞中高表達，在RAJI中很難被檢測到，而HLA_DR、B細胞標志物CD19和CD38在B淋巴細胞系RAJI中高表達，在K562中檢測不到。CD71在兩種細胞系中均有表達，但在K562細胞中與RAJI相比顯著更高。

圖3. 區(qū)分K562和RAJI細胞的單細胞蛋白質(zhì)表達數(shù)據(jù)

注：已知在兩個細胞系中差異表達的五個標記物的標準化表達數(shù)據(jù)的分層聚類1-3。兩個測序平臺上基于細胞條形碼整合后的數(shù)據(jù)聚（左）或分別基于兩臺測序儀的數(shù)據(jù)進行分析（右）。

最后，利用標準化蛋白質(zhì)表達數(shù)據(jù)進行UMAP降維聚類，結(jié)果證實兩種測序平臺上兩種細胞系被成功鑒定和分離（圖4A），并在整合基因分型數(shù)據(jù)時確認兩組不同的細胞分別屬于RAJI或K562（圖4B）。

4. 可視化結(jié)果整合圖（A）基于標準化后的蛋白表達數(shù)據(jù)進行UMAP分析在兩個測序平臺（左）或單個平臺（右）中所有細胞的聚類情況，顏色代表不同的測序平臺（左）或不同細胞系（右）。（B）基于四種選定細胞系特異性變異的等位基因頻率（VAF）繪制其在UMAP圖上的投影。

測評總結(jié)

華大智造MGISEQ-2000高通量測序平臺在Tapestri細胞DNA和蛋白質(zhì)文庫測序中表現(xiàn)穩(wěn)定，實現(xiàn)準確的DNA變異鑒定、蛋白質(zhì)表達水平定量和亞克隆鑒定，可滿足用戶的各項需求。同時，依托其快速、靈活、高通量的平臺優(yōu)勢，華大智造MGISEQ-2000廣泛適用于全基因組測序、超深度外顯子組測序、表觀基因組測序、轉(zhuǎn)錄組測序和腫瘤Panel等大型測序項目。

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