Revio

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RevioPacBio 公司于 2022 年 10 月推出的旗舰级三代测序系统。作为 Sequel IIe 的继任者,Revio 的核心突破在于通过全新的 SMRT Cell 25M 芯片,将零模波导孔 (ZMW) 的密度提高了 3 倍(从 800 万提升至 2500 万),并搭载了更强大的 英伟达 (NVIDIA) GPU 计算模块。
Revio 的问世标志着长读长测序正式进入“工业化规模”时代。它能够每年产出 1300 个高覆盖度(30X)的人类全基因组,并将单人份长读长测序成本降至 1000 美元以下,使得在大规模人群队列研究(Population Genomics)中普及 HiFi测序 成为可能。此外,Revio 内置了 Google Health 的深度学习算法,可直接输出含 5mC 甲基化 信息的全基因组数据。

Revio 系统
PacBio Revio System (点击展开)
长读长测序的“摩尔定律”时刻
设备参数
制造商 PacBio
发布时间 2022年10月
核心芯片 SMRT Cell 25M
ZMW 数量 2500 万孔
性能指标
日通量 360 Gb (相当于 4个基因组)
读长模式 HiFi测序 (Q30)
算力 20x 算力提升 (vs Sequel)
表观遗传 On-board 5mC

硬件革新:2500 万孔的威力

Revio 的性能飞跃主要归功于全新的芯片设计和运行模式。


  • 高密度 ZMW: 传统的 Sequel IIe 芯片拥有 800 万个 ZMW 孔。Revio 的 SMRT Cell 25M 将这一数字提升至 2500 万,在保持芯片物理尺寸基本不变的情况下,实现了 3 倍的数据产出密度。
  • 并行运行: Revio 支持 4 张芯片独立运行(Stages)。这意味着用户可以同时进行不同模式的测序(如 2 张测 WGS,2 张测 Iso-Seq),互不干扰。
  • 24小时循环: 测序反应时间缩短,加上自动化上样系统,使得 Revio 能够实现 24 小时产生 360 Gb 数据(相当于 12 个 30X 人类基因组)的稳定周转。

五碱基基因组:原生甲基化

Revio 是首款将“五碱基测序”(A, T, C, G + 5mC)作为标准输出的测序仪。

特性 传统 BS-Seq (二代) Revio (HiFi)
预处理 重亚硫酸盐处理(损伤 DNA,导致断裂)。 无损。直接测定天然 DNA。
数据产出 需单独建库,仅获得甲基化信息。 一次测序,同时获得序列 + 甲基化 + 结构变异。
计算模型 C 转 U 的比对分析。 内置 Google DeepConsensus 算法,分析聚合酶动力学(IPD)。

巅峰对决:Revio vs PromethION

在长读长领域,Revio 的直接对手是 Oxford Nanopore 的 PromethION。
准确度: Revio 产出的是 CCS HiFi Reads,起步即 Q30 (99.9%);ONT 需依赖最新的 Duplex 技术才能接近此精度。
读长: Revio 平均读长约 15-20kb(受限于 HiFi 模式的循环需求);ONT 可轻松达到 100kb+ 的 Ultra-long reads,更适合 T2T 组装。
成本: Revio 将成本拉到了 $1000 级别,与 ONT 处于同一数量级,但在处理复杂区域(如高 GC)时,HiFi 数据通常更易于组装。

       相关资讯与文献 [Industry Review]
       

[1] PacBio Official Launch. (2022). PacBio announces Revio, a revolutionary new long-read sequencing system. Press Release.
[点评]:官方发布文件,详细列举了 SMRT Cell 25M 的参数和 15 倍通量提升的技术细节。

[2] Wenger AM, et al. (2019). Accurate circular consensus long-read sequencing improves variant detection. Nature Biotechnology.
[点评]:虽然发表于 Revio 之前,但这篇 HiFi 原理文章是理解 Revio 数据高质量的核心基础。

[3] Marx V. (2023). Method of the Year 2022: Long-read sequencing. Nature Methods.
[点评]:Nature Methods 将长读长评为年度技术,文中重点提及了 Revio 的发布对于推动长读长进入临床和群体研究的里程碑意义。

           Revio 系统生态 · 知识图谱
上级厂商 PacBio
核心技术 HiFi测序 • SMRT Cell 25M • 5mC 检测
关键应用 泛基因组 • 罕见病诊断 • 全长转录组 (Iso-Seq)