NGS ベースの RNA シーケンシング市場 - 世界の業界規模、シェア、傾向、機会、予測、製品およびサービス別 (RNA シーケンシング プラットフォームと消耗品、サンプル準備製品、RNA シーケンシング サービス、データ分析、保管、管理)、テクノロジー別 (合成によるシーケンシング、イオン半導体シーケンシング、単一分子リアルタイム シーケンシング、ナノポア シーケンシング)、アプリケーション別 (発現プロファイリング分析、スモール RNA シーケンシング、デノボ トランスクリプトーム アセンブリ、バリアント コーリングおよびトランスクリプトーム エピジェネティクス)、エンド ユーザー別 (研究機関および学術機関、病院およびクリニック、製薬およびバイオテクノロジー企業、その他)、地域別、競合状況別、2019 年～ 2029 年予測

市場概要

世界の NGS ベースの RNA シーケンシング市場は 2023 年に 26 億 7,000 万米ドルと評価され、2029 年までの予測期間中に 6.13% の CAGR で目覚ましい成長が見込まれます。次世代シーケンシング (NGS) ベースの RNA シーケンシング (RNA-Seq と略されることが多い) は、トランスクリプトーム (特定の時点での細胞または組織内の RNA 分子の完全なセットを指す) を分析するために使用される強力な手法です。 RNA-Seq により、研究者は遺伝子発現レベル、選択的スプライシング パターン、RNA 修飾、その他のトランスクリプトミクス機能を高スループットと高解像度で調査できます。

次世代シーケンシング (NGS) 技術の継続的な進歩により、RNA シーケンシングの速度、精度、コスト効率が大幅に向上しました。ロングリード シーケンシング、シングルセル RNA シーケンシング、リアルタイム シーケンシング機能などのイノベーションにより、RNA シーケンシングの用途とアクセス性が拡大し、市場の成長を牽引しています。特にトランスクリプトミクスや機能ゲノミクスなどの分野でのゲノム研究への関心と投資の高まりにより、RNA シーケンシング技術の需要が高まっています。分子生物学、医学、農業、バイオテクノロジーなど、さまざまな分野の研究者が、遺伝子発現、スプライシング バリアント、RNA 修飾、制御ネットワークの調査に RNA シーケンシングを利用しています。特に腫瘍学や希少疾患の臨床診断では、RNA シーケンシングの利用が増えています。 RNA シーケンシングを使用して遺伝子融合、変異、発現パターンを検出する機能は、がんの診断、予後、および治療の選択に役立ちます。さらに、RNA シーケンシングは、希少疾患や未診断疾患の原因となる遺伝子変異の特定を容易にし、臨床診療や分子病理学への統合を推進しています。

主要な市場推進要因

シーケンシング技術の進歩

NGS 技術は DNA シーケンシングのパラダイムシフトを表し、DNA および RNA 分子のハイスループットシーケンシングを可能にします。Illumina のシーケンシングシステムなどの NGS プラットフォームを使用すると、研究者は数百万の DNA フラグメントまたは RNA 転写物を並行してシーケンシングできるため、従来のサンガーシーケンシング方法と比較して、シーケンシングの速度とスループットが大幅に向上します。単一細胞シーケンシング技術により、個々の細胞のゲノム、トランスクリプトーム、エピゲノムを高解像度でプロファイリングできます。単一細胞 RNA シーケンシング (scRNA-seq)、単一細胞 DNA シーケンシング (scDNA-seq)、単一細胞 ATAC-seq (scATAC-seq) などのこれらの技術は、単一細胞レベルでの細胞の異質性、発達プロセス、および疾患メカニズムに関する洞察を提供します。Pacific Biosciences (PacBio) や Oxford Nanopore Technologies が提供するようなロングリード シーケンシング技術は、数千から数万の塩基対に及ぶシーケンシング リードを生成します。ロングリード シーケンシングは、構造的変異、複雑なゲノム再編成、および完全長転写の検出を容易にし、ショートリード シーケンシング技術に関連する制限を克服します。

Oxford Nanopore Technologies のナノポア シーケンシングなどのリアルタイム シーケンシング プラットフォームは、ナノポアを通過する核酸を直接ラベルなしで検出することを可能にします。リアルタイム シーケンシングは、ターンアラウンド タイムが短く、生物学的プロセスの動的なモニタリングが可能で、病原体の検出、環境監視、RNA 転写産物の分析などのアプリケーションをサポートします。DNA メチル化シーケンシング (例バイサルファイト シーケンシング) やクロマチン免疫沈降シーケンシング (ChIP-seq) などのエピジェネティック シーケンシング技術により、研究者はゲノム全体の規模でエピジェネティックな修飾とクロマチンのダイナミクスを研究できます。これらの技術は、DNA メチル化パターン、ヒストン修飾、転写因子結合部位をプロファイリングすることで、遺伝子調節、細胞分化、疾患メカニズムに関する洞察を提供します。メタゲノム シーケンシングにより、培養ベースの方法を必要とせずに、微生物群集と環境サンプルの包括的な分析が可能になります。ショットガン メタゲノミクスや 16S rRNA 遺伝子シーケンシングなどのメタゲノム シーケンシング技術により、人間の腸、土壌、水、空気などの多様な生息地における微生物種の特定、機能遺伝子の注釈、マイクロバイオームの特性評価が容易になります。この要因は、グローバルな NGS ベースの RNA シーケンシング市場の発展に役立ちます。

ゲノム研究の急速な成長

ゲノム研究には、トランスクリプトミクス、エピゲノミクス、メタゲノミクス、比較ゲノミクスなど、幅広いアプリケーションが含まれます。特に、RNA シーケンシングは、遺伝子発現パターン、選択的スプライシング イベント、RNA 修飾、および制御ネットワークに関する洞察を提供します。研究者は、RNA シーケンシング データを活用して、さまざまな生物システムにわたる発達、疾患メカニズム、薬物反応、および進化関係を研究します。NGS 技術の進歩により、DNA および RNA 分子のハイスループット シーケンシングが前例のない速度と規模で可能になり、ゲノム研究が民主化されました。Illumina のシーケンシング システムや他のメーカーが提供するシステムなどの NGS プラットフォームは、大量のシーケンシング データを高い精度と解像度で生成することを容易にします。これらの技術の進歩により、学術界、産業界、臨床現場の研究者が RNA シーケンシングを利用できるようになりました。シーケンシング技術と関連試薬のコストが下がったことにより、RNA シーケンシングは世界中の研究室にとってより手頃な価格で利用しやすくなりました。塩基対あたりの価格が下がり続けるにつれて、研究者は大きな経済的制約を受けることなく、大規模な RNA シーケンシング実験、集団ベースの研究、および縦断的分析を実施できます。RNA シーケンシングは手頃な価格であるため、さまざまな研究分野や研究機関で広く採用されています。

ゲノム研究では、DNA シーケンシング、エピジェネティック プロファイリング、プロテオミクス、メタボロミクスなどの他のオミクス技術と RNA シーケンシングがますます統合されています。マルチオミクス アプローチにより、生物システムの包括的な分子プロファイリングとシステムレベルの分析が可能になり、遺伝子調節、シグナル伝達経路、および細胞相互作用の全体的な視点が得られます。RNA シーケンシング データは他のオミクス データセットを補完し、複雑な生物学的プロセスと疾患表現型に対する理解を深めます。ゲノム研究の成果は、ヘルスケア、農業、環境科学、およびバイオテクノロジーにトランスレーショナルな影響を与えます。 RNA シーケンシング技術は、バイオマーカーの発見、診断アッセイの開発、患者の層別化、治療の最適化など、トランスレーショナル リサーチと臨床アプリケーションで重要な役割を果たします。RNA シーケンシング データは、精密医療アプローチに情報を提供し、治療ターゲットの特定を容易にし、臨床診療におけるエビデンスに基づく意思決定をサポートします。この要因により、グローバル NGS ベース RNA シーケンシング市場の需要が加速します。

臨床診断におけるアプリケーションの拡大

NGS ベースの RNA シーケンシングにより、疾患の正確な分子特性評価が可能になり、個別化された治療戦略の開発に役立ちます。RNA 発現パターンのプロファイリング、遺伝子変異の特定、融合遺伝子の検出により、RNA シーケンシングは、臨床医が患者の固有の遺伝子プロファイルに基づいて個々の患者に治療法をカスタマイズするのに役立ちます。 RNA シーケンシングは、がんの診断と予後に役立っています。これにより、さまざまながんの種類、腫瘍のサブタイプ、および病気の進行段階に関連する遺伝子発現シグネチャを特定できます。RNA シーケンシングは、ドライバー変異を検出し、治療反応を予測し、微小残存病変を監視し、薬剤耐性メカニズムを特定して、腫瘍学における臨床的意思決定を導くことができます。NGS ベースの RNA シーケンシングは、点突然変異、挿入/欠失、コピー数変異などの原因となる遺伝子変異を特定することで、希少疾患や未診断疾患の診断を容易にします。RNA シーケンシングは、遺伝子発現、スプライシング、および調節要素に影響を与える病原性変異を明らかにし、病気のメカニズムに関する洞察を提供し、遺伝カウンセリングや家族計画に情報を提供します。RNA シーケンシングは、ウイルス感染、細菌性病原体、真菌性病原体などの感染症の診断と監視にますます使用されています。 RNA シーケンシングは、微生物の RNA 転写産物、ウイルスの RNA ゲノム、および宿主の免疫反応を検出できるため、感染性因子の迅速な特定と特徴付け、疾病の発生の監視、および抗菌薬耐性パターンの評価が可能になります。

RNA シーケンシングは、薬物代謝、薬物の有効性、および薬物の有害反応に関連する遺伝子変異を特定することで、薬理ゲノム学において重要な役割を果たします。RNA シーケンシング データは、薬物療法に対する個々の反応を予測し、薬物投与計画を最適化し、薬物の有害事象を最小限に抑えることができるため、臨床診療において患者の安全性と治療結果が向上します。RNA シーケンシングは、21 トリソミー (ダウン症候群)、18 トリソミー (エドワーズ症候群)、および 13 トリソミー (パトー症候群) などの胎児染色体異常を検出するために、非侵襲性出生前検査で利用されています。母体血液中の細胞フリー胎児RNAのRNAシーケンシングにより、遺伝性疾患の早期発見が可能になり、羊水穿刺や絨毛膜絨毛採取などの侵襲的処置の必要性が減ります。RNAシーケンシングにより、血液、尿、その他の体液中の循環RNAバイオマーカーの分析が可能になり、がんの検出、治療反応のモニタリング、疾患再発の評価が可能になります。液体生検ベースのRNAシーケンシングは、組織生検に代わる低侵襲性を提供し、疾患の動態と治療介入のリアルタイムモニタリングを容易にします。この要因により、グローバルNGSベースのRNAシーケンシング市場の需要が加速します。

主要な市場の課題

データ分析と解釈の複雑さ

RNAシーケンシングでは、分析と解釈に高度なバイオインフォマティクスツールと計算の専門知識を必要とする大量の生のシーケンシングデータが生成されます。トランスクリプトミクスデータの分析には、品質管理、リードアラインメント、トランスクリプトの定量化、遺伝子発現差解析、パスウェイ解析、機能注釈など、複数のステップが含まれます。研究者は、RNA シーケンスデータを効果的に解析し、意味のある生物学的洞察を引き出すために、バイオインフォマティクスと計算生物学の専門的なトレーニングを受ける必要があることがよくあります。RNA シーケンスデータ用の標準化されたデータ分析パイプラインが不足しているため、さまざまな研究や研究室で解析方法と結果にばらつきが生じています。研究者は、データ処理と解析にさまざまなソフトウェアツール、アルゴリズム、パラメーターを使用することがあり、結果の再現性と比較可能性に影響を与える可能性があります。RNA シーケンスデータ分析に関するコンセンサスガイドラインとベストプラクティスを確立することは、研究結果の一貫性と透明性を促進するために不可欠です。RNA シーケンスデータは本質的に複雑であり、さまざまな生物学的条件と細胞タイプにわたる遺伝子発現と選択的スプライシングイベントの動的な性質を反映しています。トランスクリプトミクスデータを解析するには、技術的なノイズ、生物学的異質性、実験交絡因子など、さまざまな変動源を考慮する必要があります。さらに、バックグラウンド ノイズや偽陽性の中から生物学的に重要なシグナルを識別することは、データの解釈と検証に課題をもたらします。

RNA シーケンス データを、ゲノミクス、プロテオミクス、メタボロミクスなどの他のオミクス データ タイプと統合すると、データ分析と解釈にさらに複雑な要素が加わります。統合されたマルチオミクス解析により、研究者は生物学的システムと疾患のメカニズムをより包括的に理解できるようになります。ただし、さまざまな実験プラットフォームとデータ ソースからの異種データ セットを統合するには、データ統合、正規化、統計解析のための特殊な計算方法とツールが必要です。RNA シーケンス結果の再現性と信頼性を確保することは、この分野での重要な懸念事項です。研究者は、データ分析と解釈を混乱させる可能性のある技術的アーティファクト、バッチ効果、体系的なバイアスを最小限に抑えるために、実験ワークフロー全体で厳格な品質管理対策を実施する必要があります。 RNA シーケンス実験の品質管理メトリクスとレポートガイドラインを標準化すると、データの再現性が向上し、データの共有とメタ分析の取り組みが容易になります。

サンプルの不均一性と複雑性

生物学的サンプル、特に組織や臓器は、異なる遺伝子発現プロファイルを持つ多様な細胞集団で構成されています。RNA シーケンスを使用して不均一なサンプルを研究するには、単一細胞またはサブポピュレーション レベルで遺伝子発現パターンをキャプチャして分析する方法が必要です。バルク RNA シーケンスでは、細胞固有の遺伝子発現シグネチャがマスクされ、解像度と生物学的洞察が失われる可能性があります。腫瘍は腫瘍内の不均一性によって特徴付けられ、腫瘍のさまざまな領域が異なる分子プロファイルと細胞表現型を示します。腫瘍の RNA シーケンス研究では、遺伝子発現の空間的および時間的変動、および希少な細胞集団、腫瘍サブクローン、および微小環境要因の存在を考慮する必要があります。腫瘍の不均一性を理解することは、治療標的の特定、治療反応の予測、疾患の進行のモニタリングに不可欠です。

生物系は、発達のきっかけ、環境刺激、疾患プロセスに応じて、時間の経過とともに遺伝子発現が動的に変化します。遺伝子発現パターンは異なる時点または実験条件で異なる場合があるため、時間的ダイナミクスは RNA シーケンシング実験にとって課題となります。遺伝子発現の時間的変化を捉え、動的な生物プロセスの根底にある制御ネットワークを解明するには、縦断的研究と時系列分析が必要です。生物サンプルは、環境要因、実験条件、および変動をもたらし RNA シーケンシングの結果を混乱させる可能性のある技術的成果物の影響を受けます。変動の原因には、サンプル処理方法、RNA 抽出プロトコル、ライブラリ準備技術、シーケンシング プラットフォーム、および計算パイプラインが含まれます。環境要因と実験要因を制御することは、RNA シーケンシング実験におけるバッチ効果、体系的バイアス、および偽陽性を最小限に抑えるために不可欠です。生物学的サンプルには、バルク RNA シーケンス手法では検出が難しい、独自の遺伝子発現プロファイルを持つ希少な細胞集団またはサブタイプが含まれている場合があります。単一細胞 RNA シーケンシング (scRNA-seq) 技術により、異種集団内の個々の細胞のプロファイリングが可能になり、研究者は希少な細胞タイプを識別し、細胞間の変動性を特徴付け、高解像度で細胞の異種性を分析することができます。

主要な市場動向

トランスクリプトミクスにおける NGS の採用増加

NGS ベースの RNA シーケンシングにより、研究者はトランスクリプトーム全体の遺伝子発現パターンを高スループットかつ偏りのない方法で研究することができます。定義済みプローブの検出に限定されるマイクロアレイ ベースの方法とは異なり、RNA シーケンシングは、転写産物、選択的スプライシング イベント、および新規 RNA アイソフォームを検出するためのより高い感度とダイナミック レンジを提供します。トランスクリプトームは非常に複雑で、多様な機能と調節的役割を持つコーディング RNA と非コーディング RNA で構成されています。NGS ベースの RNA シーケンシングにより、研究者は遺伝子発現を単一ヌクレオチド解像度でプロファイリングし、スプライス バリアントを特定し、転写産物の量を定量化し、RNA 修飾を高精度で特徴付けることができます。この解像度により、新しい転写産物、調節要素、および疾患関連バイオマーカーの発見が可能になります。NGS ベースの RNA シーケンシングは、基礎生物学、発生生物学、癌生物学、神経科学、免疫学、感染症など、さまざまな研究分野で広く使用されています。トランスクリプトーム研究は、遺伝子調節ネットワーク、細胞分化、疾患メカニズム、薬物反応、およびバイオマーカー発見に関する洞察を提供し、さまざまな科学分野で RNA シーケンシング技術の採用を促進しています。

NGS ベースの RNA シーケンシングは、生物学的システムと疾患プロセスを包括的に理解するために、ゲノミクス、エピゲノミクス、プロテオミクス、メタボロミクスなどの他のオミクス データ タイプと統合されることがよくあります。統合マルチオミクスアプローチにより、研究者は遺伝子発現パターンを遺伝子変異、エピジェネティック修飾、タンパク質存在量、代謝経路と相関させ、システムレベルの分析とトランスレーショナルリサーチアプリケーションを促進することができます。NGSベースのRNAシーケンシングは、特に精密医療の分野で臨床研究と診断にますます使用されています。患者サンプルのトランスクリプトミクスプロファイリングにより、疾患特有の遺伝子発現シグネチャの特定、分子サブタイプに基づく患者の層別化、および治療反応の予測が可能になります。RNAシーケンシングデータは、がんやその他の複雑な疾患に対する標的療法、バイオマーカー主導の臨床試験、および個別化治療戦略の開発にも役立ちます。

セグメントインサイト

テクノロジーインサイト

ナノポアシーケンシングセグメントは、予測期間中にグローバルNGSベースRNAシーケンシング市場で急速な成長を遂げると予測されています。ナノポア シーケンシング技術には、長い読み取り長を生成できるという利点があり、断片化や増幅を必要とせずに RNA 分子を直接シーケンシングできます。長い読み取り長の RNA シーケンシングにより、アイソフォームやスプライス バリアントを含む完全長転写産物の特性評価が可能になり、RNA の構造、機能、および調節に関する貴重な洞察が得られます。研究者や臨床医は、複雑な RNA ランドスケープを正確に捉える上で長い読み取りシーケンシングの重要性をますます認識しており、ナノポア シーケンシング プラットフォームの需要が高まっています。ナノポア シーケンシングの特徴的な機能の 1 つは、リアルタイムで単一分子シーケンシングを実行できることです。このリアルタイム機能により、研究者はナノポアを通過する RNA 分子を観察でき、RNA 修飾、RNA 処理イベントの速度、および RNA とタンパク質の相互作用を動的に監視できます。リアルタイムのナノポア シーケンシングは、RNA 生物学と遺伝子発現のダイナミクスに関する前例のない洞察を提供し、幅広い研究アプリケーションにとって魅力的なツールとなっています。 Oxford Nanopore Technologies が提供するようなナノポア シーケンシング プラットフォームは、携帯性と使いやすさで知られています。これらのコンパクトなハンドヘルド デバイスにより、フィールドワーク、ポイント オブ ケア診断、リソースが限られた環境など、さまざまな環境で RNA シーケンシングを実行できます。ナノポア シーケンシング システムのアクセシビリティと柔軟性により、RNA シーケンシングが民主化され、世界中の研究者や臨床医がさまざまな環境で研究や診断を実施できるようになります。ナノポア シーケンシングは汎用性が高く、トランスクリプトーム プロファイリング、RNA 修飾分析、RNA 構造特性評価、ウイルス RNA 検出など、幅広い RNA シーケンシング アプリケーションに適用できます。ナノポア シーケンシング技術の汎用性により、研究者は多様な研究課題に取り組み、これまでにない詳細さで RNA 生物学を探求することができ、学術、臨床、産業のあらゆる場面で広く採用されるようになります。

地域別インサイト

北米は、2023 年に世界の NGS ベース RNA シーケンシング市場における主要地域として浮上しました。

最近の動向

• 2023 年 4 月、世界的なゲノミクス ソリューションの大手プロバイダーである IDT は、運用効率の向上と固形がんの特定を目的とした斬新なソリューションで世界中の研究室を支援しています。最近発売された IDT Archer FUSIONPlex Core Solid Tumor Panel は、最先端のがん研究テスト ソリューションです。このソリューションは拡張および改良され、一塩基変異体 (SNV) および挿入/削除 (インデル) のカバレッジが強化され、統合されたアッセイによる融合検出および変異呼び出しが簡素化されました。固形腫瘍用に新たに導入された RNA ベースのシーケンス ソリューションは、単一の RNA/TNA 入力サンプルを利用し、研究者に時間、リソース、コストを節約するスケーラブルでユーザー フレンドリなオプションを提供します。56 個の遺伝子をターゲットとする遺伝子特異的プライマー (GSP) オリゴヌクレオチドのバランスの取れたプールで構成される FUSIONPlex Core Solid Tumor Panel は、シンプルさを重視して設計されています。Archer NGS 研究アッセイ用の AMP ベースのライブラリ準備は、最小限の実作業時間でわずか 1.5 日で実行できます。

主要な市場プレーヤー

• IlluminaInc.
• Thermo Fischer Scientific Inc.
• Oxford Nanopore Technologies plc
• Agilent Technologies、 Inc.
• PerkinElmer Inc
• QIAGEN NV
• Eurofins Scientific SE
• F. Hoffmann-La Roche Ltd
• Takara Bio Inc.
• Azenta Life Sciences