空间转录组学在癌症研究中的应用和机遇

空间转录组技术能够在原位单细胞分辨率上揭示癌变组织中的细胞组成、细胞状态和细胞相互作用，有助于深入探索肿瘤起源、转移和复发的机制。潜在的应用研究包括识别驱动肿瘤发生和免疫逃逸的细胞和分子因素，表征肿瘤亚克隆以了解免疫反应、代谢偏好和转移潜力的异质性，以及鉴定肿瘤对不同疗法耐受的生物学因素。

目前，空间转录组技术已被广泛应用于多种肿瘤微环境异质性的研究，但在技术开发、实验设计、数据储存和生物信息学分析等方面仍有较大提升潜力。

01、技术开发与革新

想要将空间转录组技术全面地应用于癌症研究中，需要进一步提高其样本兼容性（尤其是针对福尔马林固定石蜡包埋样品的兼容性）、扩大可检测的组织尺寸（小芯片会阻碍对大型哺乳动物空间图谱的研究）、拓展捕获靶标范围（如肿瘤组织中的微生物组检测）、提高检测效率、降低mRNA扩散、降低成本等。

02、实验设计

进行癌症空间转录组学研究时，应考虑选择适当的样本类型（涉及罕见的癌症类型或感染病原时，福尔马林固定石蜡包埋样品更合适），加入必要的生物学重复或队列，谨慎选择患者和活检样本，并结合其他多组学技术以获取全面的癌症研究数据。

03、数据储存和生物信息分析

空间转录组学相关数据包括高分辨率图像和大量测序数据，尤其是在癌症研究中纳入来自不同队列的多维数据时，会进一步增加对存储空间、处理速度和分析算法的要求。在空间转录组学数据分析中，紧迫的分析需求包括去除批次效应，进行细胞分割和反卷积注释（依赖高质量单细胞转录组数据集），识别空间区域和差异基因，探索细胞间相互作用，进行多维数据的综合分析（空间转录组数据加上单细胞转录组数据、原位基因组测序数据、蛋白质图谱、代谢组数据等），以及统计分析方法的合理应用等。

当前，空间转录组技术与其他多组学技术的联合应用，在癌症研究中越来越普遍，这进一步提高了对经费统筹、实验设计、采样方式和分析技术的要求。因此，跨机构和跨学科的合作将有利于加速空间转录组学及相关组学技术的发展。随着空间转录组学在癌症研究中的应用，未来将揭示更多与癌症发生和演化相关的细胞和分子因素，为鉴定癌症诊断、预后和治疗靶点提供科学指引，并加速检测试剂、药物和治疗方法的开发。