高水平空间组学研究越来越强调多层证据的相互补充但这种补充并不是简单堆叠技术。真正有价值的设计是让每一种技术回答不同层面的问题单细胞测序用于发现细胞类型和转录状态空间转录组用于观察基因表达空间格局PCF或空间蛋白组用于观察蛋白表达、功能状态和细胞邻域。近期《Cancer Cell》发表的“Single-cell and spatial profiling identify three response trajectories to pembrolizumab and radiation therapy in triple negative breast cancer”研究者没有使用空间转录组而是采用scRNA-seq联合CODEX空间蛋白组说明其核心问题更偏向蛋白表型和组织原位空间关系。该研究首先利用scRNA-seq建立免疫细胞转录图谱识别B细胞、浆细胞、T细胞、髓系细胞等群体及其亚群状态。随后研究者基于单细胞提示的细胞类型设计PCF(CODEX)抗体Panel对FFPE活检样本进行空间蛋白成像。这样的流程体现了一个清晰逻辑先用单细胞测序找到值得关注的细胞群再用空间蛋白组观察这些群体在真实组织结构中的位置、邻域和蛋白状态。为什么这个研究不一定需要先加入空间转录组因为它要回答的问题并不是“哪些基因在组织哪里表达”这一类转录空间定位问题而是“免疫细胞和非免疫细胞如何形成空间districts”“T细胞、B细胞、髓系细胞是否处在不同局部组织社区中”“细胞毒性T细胞和抗原呈递髓系细胞的邻近关系如何变化”。这些问题更依赖蛋白标志物、细胞分割、空间邻近计算和组织区域比较PCF/空间蛋白组可以更直接进入分析。从医学转化研究的角度看PCF的优势还在于其与FFPE组织、抗体标志物和病理空间结构之间具有较强衔接性。文献使用18-plex和40-plexPCF(CODEX)Panel观察TLS相关表型、免疫细胞区域和组织空间社区这种方式更接近病理组织原位观察。对于后续科研设计PCF可用于分析免疫细胞浸润模式、TLS样结构、T细胞-髓系细胞邻域、肿瘤-基质边界和多时间点组织变化等方向为机制假设生成提供组织层线索。因此这篇研究的启发是空间组学技术选择应服从科学问题。当单细胞测序已经提供转录发现而后续问题指向蛋白标志物、细胞状态和空间邻域时PCF可以成为更直接的承接技术。PCF是让空间组学从细胞发现走向组织原位蛋白观察的重要工具。【说明】本文仅为科研技术方法介绍不涉及疾病诊断、治疗建议、疗效预测、用药指导或临床决策。文中提及研究发现均来自学术文献相关分析结果需结合更多实验和研究进一步观察与复核不构成任何医疗意见。【参考文献】Shiao SL, Gouin KH 3rd, Ing N, Ho A, Basho R, Shah A, Mebane RH, Zitser D, Martinez A, Mevises NY, Ben-Cheikh B, Henson R, Mita M, McAndrew P, Karlan S, Giuliano A, Chung A, Amersi F, Dang C, Richardson H, Shon W, Dadmanesh F, Burnison M, Mirhadi A, Zumsteg ZS, Choi R, Davis M, Lee J, Rollins D, Martin C, Khameneh NH, McArthur H, Knott SRV. Single-cell and spatial profiling identify three response trajectories to pembrolizumab and radiation therapy in triple negative breast cancer. Cancer Cell. 2024 Jan 8;42(1):70-84.e8. doi: 10.1016/j.ccell.2023.12.012. PMID: 38194915.
