Revio
Revio 是 PacBio 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。
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。