虽然目前靶向治疗和免疫治疗已显著改善部分患者生存率，但肿瘤异质性、耐药性和微环境调控机制仍是精准医疗的“盲区”。传统基因组学与单细胞测序技术虽能解析分子特征，却丢失了细胞在组织中的空间位置信息——而这一维度恰恰是癌细胞与免疫细胞、间质细胞相互作用的关键战场。在此背景下，空间组学的崛起为癌症研究打开了全新视角[1]。通过原位保留细胞的空间定位信息，结合多组学分析，科学家得以在分子、细胞和组织层面“三维解码”肿瘤的生物学行为。
空间组学的核心目标是在不破坏组织原位的条件下，同时获取基因表达、蛋白质分布和细胞空间定位信息，通过整合“位置-分子-功能”信息，填补了上述技术的空白，成为绘制肿瘤“生态系统”地图的核心工具。
空间组学如何破解肿瘤谜题？
揭示肿瘤异质性的空间规律
在肿瘤研究领域，胶质瘤因其空间高度异质性而成为研究难点。一项发表于《Cancer Cell》的研究利用空间组学技术，发现胶质瘤内部存在五个空间上截然不同的转录程序，这些程序与肿瘤细胞的免疫学和代谢应激适应密切相关，并再现了神经发育阶段[2]，揭示了胶质瘤在转录层面的空间异质性及其对肿瘤代谢状态和免疫微环境的影响。此外，代谢物的空间分布及其调控机制也是研究热点。例如，在一项研究中发现25-羟基胆固醇作为一种关键的代谢物，在调节巨噬细胞的功能和极化状态中发挥着重要作用[3]。
解码免疫微环境的动态博弈
通过使用CITE-seq和40-plex多重组织成像技术，识别出一种肿瘤微环境，其特点是肿瘤周围的淋巴细胞聚集体和肿瘤内T细胞浸润较低，以及在治疗后出现黑色素瘤亚克隆。淋巴细胞聚集的分子组成中B细胞相关标记的富集与更好的生存相关，这些信息可以指导治疗干预[4]。
追踪转移前微环境的形成
有研究表明在导管内乳头状黏液性肿瘤（IPMN）中，在利用空间转录组学技术分析了IPMN组织样本后，发现NKX6-2和SPDEF等特异性标志物[5]，这些标志物的表达模式与IPMN的恶性转化过程密切相关，能够反映肿瘤的进展阶段和生物学特性，为IPMN的早期诊断、分型以及预后评估提供了新的思路和方法，展示了空间组学在发现新型肿瘤标志物方面的巨大潜力。
从基础科研到临床转化：
空间组学赋能精准医疗
指导个性化治疗方案
通过分析胶质母细胞瘤（GBM）内部不同区域的基因表达、蛋白质分布和细胞类型等信息，提供对患者间异质性的深入了解，从而为早期GBM复发和治疗耐药性提供了依据，同时强调了“量身定制”的个性化治疗方法在神经肿瘤学中的重要性[2]。
加速新药研发进程
在一项关于非小细胞肺癌的研究中，研究人员利用CODEX技术识别出了肿瘤组织中的免疫抑制性巨噬细胞，这些细胞通过抑制T细胞的活性，显著降低患者对免疫治疗的反应。基于此，研究人员开发了一种靶向这些抑制性巨噬细胞的药物，并在小鼠模型中获得了显著的抗肿瘤效果[6]。
迈向癌症诊疗的“空间智能”时代
在精准医疗的蓝图中，空间组学技术为我们描绘了肿瘤内部错综复杂的细胞和分子图谱，让我们能够更深入地理解肿瘤微环境及其异质性。或许在未来十年，病理报告将不再局限于“恶性程度”与“分子分型”，而是附上一份标注着免疫细胞据点、耐药克隆堡垒和转移通道的“肿瘤战场沙盘”。这场始于技术突破的变革，最终将让每个患者获得独一无二的“空间精准治疗方案”，为个性化治疗方案的制定奠定坚实的基础。
丹纳赫生命科学提供空间组学解决方案，助力深入理解疾病机制，开发更高效的工作流程，帮助科研人员研发更有效的治疗方法。
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“丹纳赫组织微区空间多组学研究解决方案”
丹纳赫生命科学将于2月28日至3月1日参展第四届长三角单细胞组学技术应用论坛暨空间组学前沿论坛，届时将带来丹纳赫最新空间多组学解决方案和与会老师分享，欢迎莅临展台沟通交流。
会议时间：2025年2月28日-3月1日
会议地点：上海中油阳光大酒店 5楼 阳光厅（上海浦东东方路969号）
展位号：E
参考文献
1. Zhang JJ, Yin JH, Yang H, et al. Spatiotemporal Omics-Refining the landscape of precision medicine. Life Medicine, 2022, 1: 84.
2. Ravi VM, Will P, Kueckelhaus J, et al. Spatially resolved multi-omics deciphers bidirectional tumor-host interdependence in glioblastoma. Cancer cell, 2022, 40: 639.
3. Xiao J, Wang S, Chen LL, et al. 25-Hydroxycholesterol regulates lysosome AMP kinase activation and metabolic reprogramming to educate immunosuppressive macrophages. Immunity, 2024, 57: 1087.
4. Quek C, Pratapa A, Bai X, et al. Single-cell spatial multiomics reveals tumor microenvironment vulnerabilities in cancer resistance to immunotherapy. Cell Reports, 2024, 43: 968.
5. Agostini A, Piro G, Inzani F, et al. Identification of spatially-resolved markers of malignant transformation in Intraductal Papillary Mucinous Neoplasms. Nature Communications, 2024, 15: 2764.
6. Goltsev Y, Samusik N, Kennedy-Darling J, et al. Deep profiling of mouse splenic architecture with CODEX multiplexed imaging. Cell, 2018, 174: 968.
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