單細胞測序技術在慢性阻塞性肺疾病研究中的應用進展

楊澤華，丁毅鵬

（海南省人民醫院（海南醫學院附屬海南醫院）呼吸與危重癥醫學科，海南 海口570100）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）簡稱慢阻肺病，是一種異質性肺部疾病［1］。據最新WHO 數據顯示，COPD 是全球第三大死因。并且由于我國人口老齡化、空氣污染和吸煙率的上升等原因，預計未來COPD 的患病率、死亡率和社會負擔仍會增加［2］。在COPD 的研究中，常用到基因測序。傳統的測序方法獲得的是細胞群體的總平均反應，無法反映每個細胞之間的差異性，不能完全揭示疾病的發病機制等。單細胞測序（single cell sequencing，SCS）技術可以在單細胞水平上對基因組和轉錄組等進行測序，揭示基因結構和表達以及發現細胞間的異質性和稀有細胞等。目前迫切需要這項技術來幫助研究COPD 的發病機制以及發現可靠的早期診斷方法和治療方法等，從而減輕疾病負擔。本文將介紹單細胞測序技術及相關進展，并對其在COPD 研究中的應用進行綜述。

1 SCS 技術概述

1977 年，Sanger 等［3］發明了第一代基因測序技術，基因測序成為探索細胞遺傳物質變化和疾病發展的強有利工具。2009 年Tang［4］首次通過單細胞RNA 測序方式實現了單個細胞內5 000 多個mRNA 表達信息的平行檢測，開啟了單細胞技術的測序時代。

SCS 技術的流程主要包括單細胞制備、文庫構建、高通量測序和數據處理分析［5］。

單細胞制備的質量極大影響測序分析結果，傳統分選方法有梯度稀釋法、顯微操作法、熒光激活細胞分選、激光顯微切割等，不僅效率低，而且容易損傷細胞。目前更多使用高通量的細胞捕獲方法，如微流控芯片捕獲等［6］。……