全球单细胞基因组测序市场规模及份额

全球单细胞基因组测序市场分析

2024年单细胞测序市场价值为38.2亿美元，预计到2030年将达到78.2亿美元，2025-2030年复合年增长率为15.4%。持续的成本下降、多组学整合以及迅速扩大的临床用例使该技术从研究好奇心转变为临床必需品。政府支持的细胞图谱计划、精准肿瘤学联盟和支持百万细胞实验的组合索引方法正在扩大工作流程每个阶段的单细胞测序市场。技术供应商正在通过合并、收购和合作伙伴关系扩大产品组合，加强仪器-耗材-软件的联系，而美国和欧洲监管的明确性则加速了转化项目。生物信息学人才短缺和高资本要求仍然存在的采用，但工作流程简化和云分析正在降低这些障碍。

全球单细胞基因组测序市场趋势和见解

单细胞测序成本曲线快速下降

每个细胞的成本在不到两年的时间内从美元降至美分，使各种规模的实验室都可以进入单细胞测序市场^{[1]来源：圣裘德儿童研究医院，“基于成像的技术使细胞民主化”分析，”phys.org}。 10x Genomics 的 Chromium 系统现在分析细胞的成本约为每个细胞 0.01 美元，而圣裘德儿童研究医院的 STAMP 方法将 1,000 人的免疫细胞分析成本从 356 万美元削减至 75,000 美元，将每个样本的费用削减了 47-折叠。 ArgenTag 的免仪器套件消除了前期硬件成本并开辟了新的采用渠道。总之，这些发展推动常规单细胞研究走出精英中心，进入标准分子生物学实验室，扩大了单细胞测序市场的安装基础和经常性耗材收入。

精准肿瘤学计划激增

政府资助的精准肿瘤学项目正在生成大规模生物样本库，要求进行高分辨率分子分析。 FDA 于 2024 年 11 月发布的循环肿瘤 DNA 指南正式规定了治疗性肿瘤试验中分子诊断的监管预期^{[2]来源：《联邦公报》，“使用循环肿瘤 DNA 进行实体瘤药物开发”，federalregister.gov}。 Illumina 的 TruSight Oncology Comprehensive 于 2024 年 8 月获得 FDA 批准，进一步规范临床工作流程中的基因组检测。这些里程碑加速了单细胞技术在肿瘤异质性绘图和治疗选择方面的转化，增强了单细胞测序市场的需求。

多组学单细胞平台的整合

ECCITE-seq 等平台可同时量化转录本、蛋白质、克隆型和 CRISPR 编辑，为研究人员提供细胞状态的多维视图。 BioSkryb Genomics 和 Tecan 现在可在 10 小时内提供全基因组和全转录组文库。 Scale Biosciences 和 BioLegend 的 TotalSeq Phen Bathroom 解决方案引入了量子条形码，支持每个细胞数百种蛋白质测量。总的来说，此类集成产品通过最大限度地减少批次效应和减少样本输入要求，提高了单细胞测序市场的价值主张。

政府资助的细胞图谱项目全球图

日本的组学浏览器集成了来自 1,405 名个体的多组学数据，并计划进行 scRNA-seq 扩展。中国人类基因组计划二期将分析 8000 万人的基因组，推动巨大的仪器和耗材需求。美国人类生物分子图谱计划正在将健康的参考组织绘制到细胞水平。这些举措中出现的标准化方案降低了分析变异性，鼓励数据共享，并保证多年预算分配，从而支撑单细胞测序市场的长期增长

资本和消耗品支出较高

尽管每个细胞的测序成本正在下降，但仪器的标价仍然是六位数。 10x Genomics 报告称，由于客户推迟购买，2024 年第三季度仪器收入下降 46% 至 1910 万美元，尽管消耗品增长了 10% 至 1.262 亿美元。针对实验室开发测试的监管提案每年可能会产生高达 35.6 亿美元的合规成本，从而导致临床实验室预算紧张。 Parse Biosciences 和 ArgenTag 的试剂盒降低了试剂支出，但仍需要广泛的验证，从而延迟了立即缓解的时间。

生物信息学人才和数据分析瓶颈

单细胞项目生成需要高级计算的 TB 级数据集管道。从批量效应校正到多模式集成，有十一个尚未解决的挑战需要统计和软件工程方面的专业技能。 FastDE 将差异表达分析速度提高了 50 倍，但云 GPU 集群在资源有限的地区仍然稀缺 biorxiv.org。亚太地区的人才差距扩大，生物信息学课程落后于湿实验室的采用，导致单细胞测序市场渗透率存在地区差异。

细分市场分析

按产品类型：安装量扩张刺激仪器增长

消耗品产生了 2024 年收入的 46.33%，强调了这一点推动单细胞测序市场的年金式引擎。实验室在每次实验中都会消耗带有条形码的珠子、酶和特种塑料，无论宏观周期如何，都能保证稳定的需求。仪器仪表虽然占销售额比例较小，但预计将增长 16.98% CAGR 得益于空间组学升级和模块化附加组件，可提高通量和分辨率。 10x Genomics 指出，其空间仪器在新的布局中已经超过了 Chromium 测序仪，这表明其明显转向集成成像测序平台。 Singular Genomics 的 G4X 空间测序仪融合了 RNA、靶向面板和蛋白质检测，可缩短运行时间和试剂成本，从而吸引过度紧张的核心设施。 Oxford Nanopore 的 Mk1D 和即将推出的 ElysION 可实现文库制备和分析的自动化，从而缩小工作流程并降低培训需求。软件和服务虽然仍处于萌芽阶段，但正受益于基于订阅的分析，其中捆绑了管道维护、可视化仪表板和合规性报告。嵌入人工智能驱动的质量控制和云可扩展性的供应商将其产品定位为端到端生态系统，从而提高转换成本并稳定单细胞测序市场。

同时，耗材将随着每台新仪器释放经常性的试剂需求，维持十几岁左右的增长。供应商转向与套件无关的硬件风险裕度压缩，而完全集成的供应商可以通过试剂拉通来保持溢价。现在，竞争差异化取决于易用性、自动化和灵活的吞吐量，而不是原始读取深度，这表明买家评估标准发生了范式转变。

测序技术：纳米孔平台挑战 NGS 主导地位

下一代测序在 2024 年占据单细胞测序市场 69.05% 的份额，但随着纳米孔方法规模扩大和准确性提高，其控制力正在放松。纳米孔设备提供实时读取、远程定相和较低的资本成本，使其成为结构变异检测和即时检测的理想选择。由于肿瘤学和传染病工作流程需要快速周转，该技术的预计复合年增长率为 17.17%，超过了 NGS。 Oxford Nanopore 降低了系统成本o 低于 1,000 美元的手持选项，扩大了用户访问范围。 AI 驱动的碱基识别和开放的 SLOW5 数据格式将计算时间从几周缩短到几小时，解决了历史上的准确性限制。

单分子实时 (SMRT) 测序和其他新兴化学技术仍然是利基市场，可解决专业研究中的超长读取或表观遗传修饰问题。然而，SMRT 与组合索引的集成可以解锁百万单元的长读取数据集，模糊单细胞和批量平台之间的界限。市场领导者正在通过与纳米孔供应商合作或发布自己的混合套件来对冲干扰。因此，单细胞测序行业面临着技术多元化，实验室维护着针对不同研究问题量身定制的多平台团队。

按应用：免疫学因治疗管道需求而增长

肿瘤学仍然是最大的用例，2024 年利用单细胞数据进行肿瘤异质性分析，占 40.55%基因、克隆进化和治疗耐药性研究。然而，免疫学正以 17.36% 的复合年增长率加速增长，因为细胞疗法开发商需要颗粒 T 细胞受体和细胞因子谱来优化 CAR-T 结构。将转录组学与表面蛋白条形码相结合的多组学读数可为效力测定和安全性评估提供信息。脑细胞图谱包含来自 70 个人类和 103 个小鼠数据集的 2630 万个细胞，阐释了神经系统部分的潜力，为神经退行性疾病药物的发现提供了精细的图谱。传染病项目应用宏基因组方法来识别败血症或新出现的疫情中的罕见病原体，无需培养步骤。

下游人工智能模型提取细胞状态轨迹，从而实现治疗靶标的虚拟筛选。因此，到 2030 年，免疫学数据集预计将占单细胞测序市场的 25%。供应商提供带有经过验证的抗病毒抗体的端到端免疫分析试剂盒。车身面板和交钥匙管道将占据新预算的不成比例的份额。

按最终用户：制药采用标志着商业成熟

学术和研究机构贡献了 2024 年需求的 56.65%，但随着单细胞数据成为药物发现的主要内容，制药和生物技术公司将以 17.56% 的复合年增长率扩张。生物制药目前仅占 10x Genomics 收入的 15-20%，但该公司的目标是到 2030 年贡献 50%，反映了管道整合目标。由于赞助商将多组学项目外包给专业服务实验室，合同研究组织 (CRO) 使下游受益。受到资本成本和监管开销的阻碍，临床实验室的规模将更加缓慢，但一旦报销代码最终确定，可能会变得至关重要。

制药和生物技术公司的单细胞测序市场规模预计从 2025 年到 2030 年将激增至 17.56%，反映出对发现、毒理学和化学领域的更深入渗透。伴随诊断程序。开发经过验证的检测方法、符合良好实验室规范的仪器和安全的云环境的供应商将最有能力为这一客户群提供服务。

地理分析

北美占据了 2024 年收入的 40% 以上，这得益于持续的美国国立卫生研究院资助、充满活力的风险投资生态系统以及 FDA 早期批准的测序技术诊断。人类肿瘤图谱网络、博德研究所和斯坦福大学的陈·扎克伯格生物中心成为吸引全球人才的区域磁石。尽管 2024 年第三季度 10x Genomics 在美洲的收入小幅下降 11%，但该公司仍在为 1,800 家学术客户和 287 家制药合作伙伴提供服务，凸显了根深蒂固的需求。现在的增长正在从纯粹资助资助的实验室转向探索依赖单细胞参考 Libra 的液体活检测试的综合卫生系统网络

欧洲在 Horizo​​n Europe 拨款和强大的生物制药行业的推动下占据第二大区域地位。 Illumina 成功通过了欧盟监管框架，使其肿瘤小组于 2024 年获得泛欧批准，这是一个里程碑，鼓励医院基因组中心采用伴随单细胞检测。 WhiteLab Genomics 在 A 轮融资中筹集了 1,020 万美元，以扩大其人工智能驱动的单细胞分析，凸显欧洲在计算生物学方面的优势。

亚太地区是增长最快的地区，预计到 2030 年复合年增长率将达到 20% 以上。该地区受益于中国人类基因组计划 II 和日本 Omics Browser 等大型项目。 10x Genomics 公布，在仪器投放和耗材拉动增加的推动下，2024 年第三季度亚太地区收入增长了 15%。 BGI 集团提供了西方平台的区域替代方案，尽管基准研究显示与 Illumi 的性能相当，而不是优越不适用系统。贸易政策摩擦和出口管制仍然是不利因素，可能会减缓技术交流并导致分裂。

竞争格局

单细胞测序市场适度分散，顶级参与者拥有重叠但截然不同的竞争杠杆。 Illumina 在 NGS 化学和分销渠道方面处于领先地位，但通过 2024 年 7 月收购 Fluent BioSciences（提供无微流体的 PIPseq 试剂盒），将业务扩展到单细胞样品制备领域。 10x Genomics 保留了最大的耗材组合，并寻求通过专门的转化研究计划到 2030 年将制药收入份额翻一番。 Oxford Nanopore 将其便携式 MinION 和全尺寸 PromethION 系统定位为 NGS 的实时、长读长补充，瞄准传染病和结构变异市场。

形成战略合作伙伴关系生态系统边界。 BioSkryb Genomics 与 Tecan 合作，将 ResolveOME 化学技术和 Uno Single Cell Dispenser 硬件结合起来，将文库制备时间缩短到 10 小时以下。 Scale Biosciences 的量子条形码化学与 BioLegend 的 400 种抗体面板相结合，使这对组合能够进行高参数蛋白质分析，这在免疫肿瘤学中至关重要。

2024 年 12 月，当 Deerfield Management 同意以每股 20.00 美元的价格收购 Singular Genomics（较市场价格溢价 254%）时，整合压力浮出水面，使该平台进入私人市场无需进行季度盈利审查即可完善空间分析的跑道。由于大型现有企业的合并收入份额仍低于 25%，随着供应商寻求端到端解决方案、区域分销优势或专业化学品，进一步的并购可能会发生。