近日，深圳華大生命科學(xué)研究院團(tuán)隊(duì)在The Innovation Life發(fā)表了評(píng)論文章《Spatial transcriptomics in cancer research: Opportunities and challenges》。該文章針對(duì)當(dāng)前生命科學(xué)的新晉頂流技術(shù)——空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)，論述了其應(yīng)用于癌癥研究時(shí)，在技術(shù)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)處理等層面可能遇到的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，為研究者更好地應(yīng)用該技術(shù)提供參考。

空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)能夠在原位單細(xì)胞分辨率上揭示癌變組織中的細(xì)胞組成、細(xì)胞狀態(tài)和細(xì)胞相互作用，有助于深入探索腫瘤起源、轉(zhuǎn)移和復(fù)發(fā)的機(jī)制。潛在的應(yīng)用研究包括識(shí)別驅(qū)動(dòng)腫瘤發(fā)生和免疫逃逸的細(xì)胞和分子因素，表征腫瘤亞克隆以了解免疫反應(yīng)、代謝偏好和轉(zhuǎn)移潛力的異質(zhì)性，以及鑒定腫瘤對(duì)不同療法耐受的生物學(xué)因素。

目前，空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于多種腫瘤微環(huán)境異質(zhì)性的研究，但在技術(shù)開(kāi)發(fā)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和生物信息學(xué)分析等方面仍有較大提升潛力。

01：技術(shù)開(kāi)發(fā)與革新

想要將空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)全面地應(yīng)用于癌癥研究中，需要進(jìn)一步提高其樣本兼容性（尤其是針對(duì)福爾馬林固定石蠟包埋樣品的兼容性）、擴(kuò)大可檢測(cè)的組織尺寸（小芯片會(huì)阻礙對(duì)大型哺乳動(dòng)物空間圖譜的研究）、拓展捕獲靶標(biāo)范圍（如腫瘤組織中的微生物組檢測(cè)）、提高檢測(cè)效率、降低mRNA擴(kuò)散、降低成本等。

02：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

進(jìn)行癌癥空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究時(shí)，應(yīng)考慮選擇適當(dāng)?shù)臉颖绢愋停ㄉ婕昂币?jiàn)的癌癥類型或感染病原時(shí)，福爾馬林固定石蠟包埋樣品更合適），加入必要的生物學(xué)重復(fù)或隊(duì)列，謹(jǐn)慎選擇患者和活檢樣本，并結(jié)合其他多組學(xué)技術(shù)以獲取全面的癌癥研究數(shù)據(jù)。

03：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存和生物信息分析

空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)包括高分辨率圖像和大量測(cè)序數(shù)據(jù)，尤其是在癌癥研究中納入來(lái)自不同隊(duì)列的多維數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)進(jìn)一步增加對(duì)存儲(chǔ)空間、處理速度和分析算法的要求。在空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)分析中，最緊迫的分析需求包括去除批次效應(yīng)，進(jìn)行細(xì)胞分割和反卷積注釋（依賴高質(zhì)量單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)集），識(shí)別空間區(qū)域和差異基因，探索細(xì)胞間相互作用，進(jìn)行多維數(shù)據(jù)的綜合分析（空間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)加上單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)、原位基因組測(cè)序數(shù)據(jù)、蛋白質(zhì)圖譜、代謝組數(shù)據(jù)等），以及統(tǒng)計(jì)分析方法的合理應(yīng)用等。

當(dāng)前，空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)與其他多組學(xué)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，在癌癥研究中越來(lái)越普遍，這進(jìn)一步提高了對(duì)經(jīng)費(fèi)統(tǒng)籌、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、采樣方式和分析技術(shù)的要求。因此，跨機(jī)構(gòu)和跨學(xué)科的合作將有利于加速空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)及相關(guān)組學(xué)技術(shù)的發(fā)展。隨著空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)在癌癥研究中的應(yīng)用，未來(lái)將揭示更多與癌癥發(fā)生和演化相關(guān)的細(xì)胞和分子因素，為鑒定癌癥診斷、預(yù)后和治療靶點(diǎn)提供科學(xué)指引，并加速檢測(cè)試劑、藥物和治療方法的開(kāi)發(fā)。

深圳華大生命科學(xué)研究院群體基因組學(xué)領(lǐng)域首席科學(xué)家金鑫為該文的通訊作者，華大生命科學(xué)研究院歐芷華副研究員為該文第一作者。

作者簡(jiǎn)介

金鑫

深圳華大生命科學(xué)研究院群體基因組學(xué)領(lǐng)域首席科學(xué)家，華南理工大學(xué)教授，廣東省自然科學(xué)杰出青年基金獲得者、廣東省特支計(jì)劃科技創(chuàng)新青年拔尖人才、深圳市國(guó)家級(jí)領(lǐng)軍人才。以基因組學(xué)、生物信息學(xué)為主要研究方法，在基因大數(shù)據(jù)、液體活檢與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)等方向開(kāi)展研究。在Cell、Nature、Science等雜志發(fā)表論文80余篇，其中2篇入選ESI全球高被引論文。目前擔(dān)任廣東省遺傳學(xué)會(huì)青年委員、廣東省生物信息學(xué)會(huì)理事、廣東省生物物理學(xué)會(huì)理事等社會(huì)職務(wù)。

歐芷華

病毒學(xué)博士，深圳華大生命科學(xué)研究院副研究員，現(xiàn)任感染時(shí)空組學(xué)研究項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，深圳市海外高層次人才。致力于利用基因組學(xué)、單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)及空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)等前沿技術(shù)解析病原致病機(jī)制，研究對(duì)象包括病毒感染相關(guān)的癌癥、病毒性腦炎及寄生蟲(chóng)病等。在Nature、Nature Communications、Cellular?&?Molecular Immunology、Advanced Science等期刊發(fā)表論文12篇。

文獻(xiàn)引用格式：

Zhihua Ou, Jianhua Yin, Liang Wu, et al. Spatial transcriptomics in cancer research: Opportunities and challenges[J].?The Innovation Life, 2023,1(1): 100006-100007. http://www.the-innovation.org/life/article/10.59717/j.xinn-life.2023.100006/