多平台空间转录组技术比较揭示FFPE存档肿瘤异质性及精准治疗潜力

本研究针对FFPE存档肿瘤样本的空间转录组分析难题，通过系统比较Visium CytAssist、GeoMx DSP和Chromium Flex三大技术平台，揭示了它们在细胞类型特异性、肿瘤异质性解析和药物靶点发现中的性能差异。研究人员对乳腺癌、非小细胞肺癌（NSCLC）和弥漫大B细胞淋巴瘤（DLBCL）样本开展多组学分析，发现Visium和Chromium在发现肿瘤异质性和潜在靶点方面表现更优，为大规模癌症空间图谱研究（MOSAIC）提供了技术选择依据。该成果发表于《Nature Communications》，为临床样本的高通量空间组学研究建立了标准化框架。

　　

肿瘤研究的深度解析需要高精度的空间转录组技术，但现有方法在存档福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本分析中存在技术瓶颈。传统病理学依赖H&E染色难以捕捉分子层面的肿瘤异质性，而新兴的空间转录组技术如Visium、GeoMx DSP和Chromium Flex虽各具优势，却缺乏系统性比较。尤其对于临床常见的FFPE样本，如何选择合适技术平衡分辨率、通量和成本，成为癌症研究的关键挑战。

瑞士洛桑大学医院联合Owkin等机构的研究团队针对这一难题，对14例FFPE存档的乳腺癌、NSCLC和DLBCL样本开展多平台平行分析。研究通过整合单细胞核RNA测序（snRNA-seq）、空间转录组和免疫荧光标记数据，首次在注册相邻组织切片上实现技术性能的标准化评估。论文发表于《Nature Communications》，为癌症空间组学研究提供了方法学指南。

关键技术包括：1）使用Visium CytAssist（10X Genomics）和GeoMx DSP（NanoString）对连续切片进行空间转录组分析；2）Chromium Flex（10X Genomics）单细胞核测序构建参考图谱；3）SpatialDecon和Cell2location算法进行空间解卷积；4）BayesSpace提升Visium空间分辨率；5）组织切片配准技术实现多平台数据空间对齐。

实验概述与数据质控
研究团队分析了16个样本（中位存档时间57个月）的DV200_RNA质量指标（7.2-80.3%），证明即使低质量样本仍可获得稳定数据。技术重复实验显示Visium和Chromium的UMAP聚类高度一致，而GeoMx存在载玻片批次效应（经RUV4校正后消除）。

GeoMx AOI区域的非特异性信号
尽管GeoMx通过CD3/CD68/PanCK荧光标记预选目标区域（AOI），但解卷积分析显示所有AOI均存在细胞混合：T细胞AOI中基质细胞占比达35%，巨噬细胞AOI中肿瘤细胞污染达45%。Visium虽默认捕获约20个细胞/点，但通过病理注释和解卷积能更准确反映组织微环境。

匹配区域的细胞类型特异性
通过弹性配准（Elastix）对齐Visium和GeoMx连续切片，发现两者在恶性肿瘤区域一致性较高（116个匹配点），但T细胞区域仅5个匹配点，反映GeoMx对分散免疫细胞捕获不足。

空间解卷积提升分辨率
Visium的BayesSpace算法将55μm点阵细化为亚点分辨率，成功识别三级淋巴结构（TLS）中CXCL13⁺ B细胞簇。而GeoMx因AOI形状不规则，难以精确定位此类微小结构。

肿瘤异质性解析
在乳腺癌样本B3中发现两个转录差异区域（Area A/B），Visium检出412个差异基因（如ADRA2A和GSTP1），显著多于GeoMx的89个。Chromium单细胞数据验证了PLA2G2A⁺和NPPC⁺肿瘤亚群的空间分布。

DLBCL药物靶点探索
通过Chromium Level 4注释发现CD52、FCRL家族等靶点的患者间差异，Visium空间定位显示D5患者存在独特表达模式。但GeoMx因信号混合，靶点识别能力较弱。

研究结论指出，Visium和Chromium组合是大规模癌症研究（如MOSAIC计划）的理想选择：Visium提供全组织覆盖（5000点/样本）和0.5μm级亚点分辨率，Chromium则贡献单细胞精度。而GeoMx虽在特定细胞类型富集方面有价值，但受限于手动ROI选择和信号交叉污染。该工作为FFPE样本的空间多组学研究建立了金标准，其揭示的肿瘤异质性机制和靶点空间分布特征，将推动个性化免疫治疗策略开发。