专家齐聚 精彩纷呈｜ 第五届单细胞与空间组学技术研讨会完美收官

“千里逢迎，高朋满座”。本次大会精彩纷呈，现场群英荟萃、座无虚席，参会嘉宾热情洋溢，讨论气氛高涨，共有来自全国33家医院，45家科研院校约 500 位嘉宾出席本届大会。

大会的第一个报告是由中国医学科院肿瘤医院林东昕院士带来的“单细胞转录组分析揭示食管癌多阶段癌变进展的分子机制”的专题报告。食管癌是多阶段渐进性发生发展的结果。林院士重点介绍了课题组近期的两大研究成果：一个是建立模拟人类食管癌渐进模式的小鼠食管癌模型，利用单细胞测序技术描绘了小鼠食管癌发生的多阶段细胞演变过程；另一个是采集 29 个食管癌患者共 76 个不同肿瘤区域及癌旁的手术样本，利用 10x Genomics 单细胞转录组测序解析了人食管癌多阶段过程的变化。研究揭示了不同癌变阶段上皮细胞及微环境细胞类型的改变及基因表达程序的差异，发现了微环境中的免疫抑制状态和成纤维细胞激活状态，特别是发现了不同癌变阶段肿瘤相关成纤维细胞（CAF）的激活与上皮细胞 ANXA1 的表达水平呈负相关。研究进一步利用癌变食管上皮类器官、食管癌细胞系发现了上皮细胞 ANXA1 表达下降激活了成纤维细胞。林院士的研究成果解释了食管癌多阶段癌变进展过程中肿瘤细胞的高异质性和肿瘤微环境的变化，推动了食管癌病变分子机制的深度研究。

中山大学肿瘤防治中心的曾木圣教授做了题为“Single-cell transcriptomic analysis defines the interplay between tumor cells, viral infection, and the microenvironment in nasopharyngeal carcinoma”的专题报告，基于单细胞转录组数据解析了鼻咽癌（NPC）肿瘤细胞、病毒和微环境的互作关系。曾教授课题组利用单细胞转录组测序在单细胞水平上呈现了 NPC 肿瘤微环境细胞组分和 EBV 表达图谱，解析了肿瘤细胞、EBV 和 肿瘤微环境之间复杂的相互作用关系。研究发现了“上皮-免疫”双重特征肿瘤细胞亚群，拓展了对于肿瘤细胞表型变化的全新认识。研究还发现，具有强 MHC II 表达的肿瘤细胞可增强 CD8⁺ T 细胞的耗竭，促进 NPC 的肿瘤进展。此外， 在 NPC 中鉴定出一个 PD-1⁺CXCR5^-CD4⁺ Th-CXCL13 细胞亚群，这可能介导 TLS 的形成和浆细胞的诱导。曾教授课题组对 NPC 微环境进行了全面系统的剖析研究，为揭示肿瘤细胞、病毒和微环境的互作，探明 NPC 的肿瘤进展机制意义深远。

军事科学院军事医学研究院的周钢桥教授以“A single-cell atlas of the multicellular ecosystem of primary and metastatic hepatocellular carcinoma”为主题，介绍了采用单细胞组学建立原发及转移性肝细胞癌微环境图谱的研究过程。他们共招募了10例不同分级的 HCC 手术患者，选取癌旁肝组织（NTL）、原发灶组织（PT）、门静脉癌栓组织（PVTT）和淋巴结转移灶组织（MLN）进行单细胞转录组测序。研究首先从肝细胞癌微环境中鉴定出了 6 种主要细胞类型及 53 种细胞亚型，然后对微环境中的 T 细胞、B 细胞、髓系细胞和巨噬细胞以及 HCC 恶性细胞等进行了进一步聚类分析，发现了免疫细胞比例及其基因表达水平在不同组织中的变化，解析了 HCC 恶性细胞在肿瘤组织中的异质性。研究还利用独立队列、流式细胞术、荧光原位杂交、基因沉默、细胞共培养等多种技术及研究手段对单细胞分析的结果进行了验证。周教授课题组针对肝细胞癌微环境的研究成果揭示了 HCC 肿瘤微环境的复杂性和肿瘤细胞的异质性，发现了免疫细胞的抗肿瘤或者促肿瘤作用以及恶性细胞对免疫细胞的驯化作用，实现了基于肿瘤微环境的肝细胞癌患者的分型，为临床预后提供了理论指导。

北京大学生物医学前沿创新中心的白凡教授做了题为“肝内胆管癌（ICC）异质性研究”的专题报告。为了解析“肝内胆管癌是否有较强的肿瘤异质性和微环境异质性”和“异质性对肝内胆管癌产生怎样的影响”两个科学问题，白教授课题组采用多点取样法（即实体瘤横截面不同区域取样）对选取的ICC组织进行全外显子组测序（WES）、批量转录组测序（Bulk RNA-seq）和单细胞转录组测序（Sc RNA-seq）的多组学测序技术，来研究 ICC 不同区域的肿瘤异质性和微环境异质性。其中，在基因组层面揭示了 ICC 的基因突变谱及肿瘤进化特征，为靶向药物的选择提供了指导；在转录组层面发现了不同患者的病灶间异质性比同一个患者的病灶内转录异质性更高；利用单细胞测序揭示了 ICC 的微环境图谱，发现不同 ICC 区域的转录组异质性很高，于是基于转录组异质性对 ICC 进行了分型（分为 IDH-SG 型和 IDH-NO 型），不同异质性分型下的肿瘤细胞及免疫微环境存在差异，从而为临床治疗的策略提供了思路与参考。

广东省单细胞技术与应用重点实验室的潘星华教授以“干细胞及肿瘤微环境的单细胞测序”为主题，综述了单细胞测序技术及其应用进展以及可以解决的生物学问题。结合实验室的研究历程，潘教授展示了基于单细胞测序数据反映造血干细胞（HSC）异质性、胎肝干细胞发育分化过程中的细胞相互作用、晚期红细胞发育谱系、骨肉瘤肿瘤微环境和肿瘤细胞异质性、结直肠癌干细胞异质性和可塑性等的分析流程和研究成果，从而为单细胞测序技术在干细胞和肿瘤领域的研究思路提供了系统的指导。

广州医科大学附属第一医院呼吸疾病国家重点实验室广州实验室的赵金存教授从疫情防控和临床需求出发，围绕“怎么防控”、“怎么诊治”和“机制解析及药物研发”几个关键科学问题，介绍了以呼吸系统传染病临床需求为导向的基础研究进展。进展包括新的病毒传播途径的发现，免疫应答及致病机制的阐明，基于动物模型推动药物和疫苗研究，人呼吸系统病毒流行病和进化变异规律研究，病毒与宿主相互作用网络及调控机制研究以及可以推动广谱抗体和疫苗研发的免疫应答规律研究等。赵教授提出了以临床需求为导向的呼吸系统传染病基础研究新模式，即利用免疫学、病原学研究方法和交叉学科技术进行新冠患者临床特征重症预警和识别临床样本疾病评估诊疗靶点，然后利用新型动物模型和诊治防技术产品验证致病机制解析，从而获得诊治新技术、诊治防材料和装备和诊治新产品等。诊治成果可以反过来指导基础研究思路，推动基础研究的进展。

华中科技大学附属协和医院心血管内科的程翔教授介绍了心血管疾病的流行现状及单细胞组学技术在心血管研究中的应用方向。接着，由辜慕阳博士详细综述了单细胞组学技术在胚胎心脏发育、心肌梗死（MI）、动脉粥样硬化（AS）和腹主动脉瘤（AAA）以及诱导多能干细胞衍生的心肌细胞（iPSC-CM）和内皮细胞（iPSC-EC）发育或分化研究中的进展。辜博士对单细胞技术在心血管疾病方向的研究做了总结和展望，她认为单细胞转录组技术将进一步推进心血管精准医疗的发展，包括鉴定新的细胞亚群，识别组织和器官的细胞异质性，构建细胞发育或分化轨迹等；而更具创新性的单细胞多组学技术（单细胞转录组结合单细胞基因组、单细胞 ATAC、单细胞甲基化、单细胞代谢组和单细胞蛋白组）可以深层次提高理解每个个体独特的细胞异质性的能力，预测个体对心血管药物和疗法的特异性反应。

华南肿瘤学国家重点实验室的贝锦新教授以“鼻咽癌（NPC）肿瘤异质性的分子基础”为主题介绍了单细胞测序技术在解析 NPC 肿瘤细胞异质性和微环境（TME）异质性上的应用。贝教授认为肿瘤应包括基于表型的分子和细胞两个水平的研究，因此首先介绍了影响 NPC 肿瘤进展的分子遗传变异（如 RPA1 突变），得到了潜在的精准诊疗标志物和放疗增敏靶标；然后围绕解析 TME 特征以及发现新机制和新治疗策略两个科学问题，总结了肿瘤 TME 的基本研究路线：选取肿瘤组织、癌旁组织、炎症组织和外周血分选活性细胞及分离 PBMC，构建单细胞文库并开展高通量测序，进行包括细胞聚类、差异基因表达及富集分析、细胞互作分析和生存率分析等在内的数据分析，实现细胞类型、基因表达、信号通路、细胞相互作用以及分子分型等的科学解析。最后贝教授结合四篇 NPC 单细胞相关文章总结出单细胞测序技术揭示 NPC 微环境的研究方法，即揭示复杂的细胞类型、获得关键分子及其通路、实现基于 TME 的分子分型以及获得潜在靶向 TME 的治疗策略。贝教授的报告为鼻咽癌甚至所有肿瘤异质性和微环境的研究提供了强大的理论支撑，总结了非常切实可行的研究路线。

汕头大学粤北人民医院赵平森教授给我们带来了“单细胞转录组和免疫组库测序揭示 COVID-19 恢复期患者的免疫细胞特征”的专题报告。赵教授课题组和武汉大学人民医院李祥攀团队对 5 例中度 COVID-19 恢复期患者、8 例重症 COVID-19 恢复期患者和 5 例健康人进行了单细胞转录组测序和单细胞免疫组库测序，绘制了 COVID-19 恢复期患者的免疫细胞图谱，阐明了 T 细胞及 B 细胞介导的免疫反应。该研究为评估个体再次感染 COVID-19 的可能性提供了新见解，对疫苗的研发和设计提供了新的数据支持。

清华大学北京信息科学与技术国家研究中心高军涛副研究员作了题为“Super-resolution image-based spatial multiomics”的报告。报告指出，空间多组学作为 2022 年最值得关注的七项技术之一，其原因在于科学家们意识到空间信息对基因研究的重要性，而三维基因组及超分辨成像技术的发展进一步推动了空间多组学的兴起。高军涛副研究员分享了团队在超分辨成像新技术的开发工作，重点介绍了基于 Tn5 转座酶的荧光原位杂交（Tn5-FISH）系统，阐述了其高分辨率、高时效性的特点。接着，高军涛副研究员提到了超分辨率成像 SDOM 技术，SDOM 技术可结合 FISH 技术在细胞内互作等领域中开展更多研究。最后，高军涛副研究员解释了以10x Visium 为代表的的空间组学测序技术和三维基因组成像技术的关系：前者可以测到未知的 RNA 的信号；后者需要有先验知识和检测已知基因，分辨率更高且适用于低丰度基因的表达检测，两种技术方法可以互相补充，共同应用于时空组学的研究。

来自墨卓生物的郑文山博士围绕中心法则，介绍了墨卓生物在真核和原核生物的单细胞多组学技术产品的布局，包括单细胞基因组（特别是高通量微生物单细胞基因组学 MobiMicrobe、单细胞表观组（MobiChIP-seq），单细胞转录组（MobiNova，包括微生物转录组）和单细胞蛋白组（MobiCITE-seq）等，包括技术原理、质控表现、数据分析及应用情况。目前，博奥晶典与墨卓生物已达成战略合作协议，持续领跑单细胞测序赛道，共推单细胞测序技术临床转化新时代。

来自 10x Genomics 公司的区域应用科学家权争辉博士以“单细胞和空间多组学技术以新的方式看待生物学”为主题，介绍了 10x Genomics 在单细胞和空间组学领域的发展历程，重点介绍了用于组织 RNA 固定和样本长时间保存的 Fixed RNA 技术、用于石蜡组织空间转录组测序的 FFPE Visium 技术以及可以实现石蜡玻片空间转录组测序的 CytAssist 等最新的时空组解决方案，这些热点技术将更好地促进单细胞时空组学的发展及科研技术的进步。

博奥晶典科研服务合作中心李立超博士作报告

晚间由博奥晶典科研服务合作中心的李立超博士为参会者带来了单细胞组学最新研究和分析思路介绍，李青博士带来了单细胞数据分析及可视化平台 CellScope 的介绍，分享了应用 CellScope 进行单细胞数据分析的流程，并引导参会者们进行了现场分析展示。

博奥晶典作为国内首家引进 10x Genomics 单细胞平台的公司，自2018年以来已经连续五年成功主办单细胞高端研讨会。我们有幸见证了高通量单细胞技术的高速发展，对于在促进全国各地区间专家学者交流合作，推动国内单细胞及空间测序技术的广泛应用中所发挥的作用深感荣幸。我们将不忘初心，再接再厉，继续以专业的态度为各领域学者提供可靠的技术支撑，期待明年再相聚！