FFPE樣本（福爾馬林固定石蠟包埋樣本）因其長期穩(wěn)定、低成本、便于存儲的優(yōu)勢，是臨床病理最常見的組織保存方式。全球積累的海量FFPE樣本，蘊含了豐富的疾病信息，但其中的RNA往往會出現(xiàn)不同程度的降解，使其成為難以高效解讀的“黑匣子”，這對空間轉(zhuǎn)錄組學的應(yīng)用構(gòu)成了顯著挑戰(zhàn)。因此，開發(fā)出適配 FFPE 樣本的高水平空間組學技術(shù)，對科研與臨床均具有重大意義。

北京時間8月28日，華大生命科學研究院牽頭建設(shè)的基因組多維解析重點實驗室聯(lián)合多家頂尖機構(gòu)，在國際頂級期刊Cell發(fā)表Stereo-seq V2時空組學技術(shù)成果。該技術(shù)首次實現(xiàn)在 FFPE 樣本上同步開展宿主與微生物的全域、高分辨率原位時空轉(zhuǎn)錄組分析，揭開臨床樣本的神秘面紗，為感染性疾病、腫瘤免疫研究提供強大支撐，推動生命科學從“細胞可視化”邁向“洞悉細胞與微生物交互”的精準醫(yī)學新紀元。

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打破 FFPE 樣本困境，全面釋放關(guān)鍵信息

為解決FFPE 樣本的困境，Stereo-seq V2技術(shù)創(chuàng)新性地通過升級解交聯(lián)技術(shù)+隨機引物捕獲策略，找到了解開“寶庫”的關(guān)鍵鑰匙。研究團隊發(fā)現(xiàn)，即使是在RNA完整性極差、保存長達9年的乳腺癌樣本中，Stereo-seq V2技術(shù)仍能清晰繪制出腫瘤基因表達空間圖譜，精準區(qū)分癌區(qū)、免疫區(qū)、壞死區(qū)，甚至識別出不同的腫瘤細胞亞型。這就像一本舊書的紙張，即使存在破損和字跡模糊等問題，它依然能完整還原書中的核心內(nèi)容。

圖1. Stereo-seq V2技術(shù)對不同保存年限的FFPE三陰性乳腺癌樣本進行精準分析

隨機引物新策略，全域撒網(wǎng)拿捏細節(jié)

傳統(tǒng) poly (A) 捕獲像“只在河流某一段定點捕撈”，而 Stereo-seq V2技術(shù)的隨機引物策略是“全域撒網(wǎng)”，能無偏捕獲包括 mRNA、lncRNA等在內(nèi)的“總RNA”，還能發(fā)現(xiàn)以往被忽略的低表達基因與調(diào)控元件。

研究團隊指出，Stereo-seq V2技術(shù)在三陰性乳腺癌（TNBC）FFPE 樣本中，成功識別出 ZNF226 內(nèi)含子保留、GIPC1 外顯子跳躍等腫瘤特異可變剪接事件，為挖掘腫瘤機制、尋找治療靶點提供了關(guān)鍵線索。

圖2. Stereo-seq V2技術(shù)識別腫瘤相關(guān)可變剪接（AS）事件

宿主-微生物共檢測，“分子作戰(zhàn)地圖”再升級

Stereo-seq V2技術(shù)的隨機引物策略，如同“全景掃描儀”，能同時、無偏地捕獲樣本中所有人類基因與微生物RNA。

研究發(fā)現(xiàn)，該技術(shù)在結(jié)核分枝桿菌（Mtb）感染的小鼠模型中，成功同時捕獲宿主與病原體 RNA，不僅能動態(tài)監(jiān)測感染過程中雙方的基因表達變化，還精準發(fā)現(xiàn)了與 Mtb 空間分布直接相關(guān)的免疫應(yīng)答模塊，清晰構(gòu)建出“病原體入侵 - 宿主防御”的空間關(guān)聯(lián)圖譜。

圖3. Stereo-seq V2技術(shù)同時捕獲宿主與結(jié)核分枝桿菌（Mtb）的RNA

另一方面，研究團隊在人類結(jié)核肺組織樣本中，驗證了 BCR 克隆的空間分布與突變特征、發(fā)現(xiàn)多患者共享的 Mtb 特異性 BCR 克隆。該成果既像“追蹤器”般定位病原體據(jù)點、追蹤基因表達變化，又像“解碼器”解密相關(guān)免疫機制，為疫苗研發(fā)與抗體藥物設(shè)計提供機制參考。

圖4. Stereo-seq V2技術(shù)揭示結(jié)核分枝桿菌（Mtb）感染下B細胞受體（BCR）克隆的動態(tài)變化

作為空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)的“里程碑式突破”，Stereo-seq V2既像“萬能鑰匙”能夠破解FFPE樣本難題，又整合“解密宿主-微生物互作 + 全轉(zhuǎn)錄組覆蓋 + 單細胞分辨率”等多維能力，為臨床樣本高通量空間生物學研究開辟新道路。未來，該技術(shù)有望成為臨床病理學與轉(zhuǎn)化研究的核心工具，為腫瘤精準醫(yī)療、感染性疾病診斷與研究、抗體藥物研發(fā)等提供關(guān)鍵支撐。

【特別關(guān)注】

華大作為時空組學領(lǐng)域的重要推動者，在2020年發(fā)布了自主研發(fā)的時空組學技術(shù)Stereo-seq，并基于此技術(shù)推出了時空轉(zhuǎn)錄組FF、時空轉(zhuǎn)錄組FFPE、時空轉(zhuǎn)錄組大尺寸芯片、時空蛋白轉(zhuǎn)錄組Stereo-CITE等多組學產(chǎn)品解決方案，助力研究人員陸續(xù)在Cell、Nature、Science等頂級學術(shù)期刊發(fā)表160多篇成果。

其中時空轉(zhuǎn)錄組FFPE產(chǎn)品方案推出后，更因創(chuàng)新的技術(shù)，首次實現(xiàn)宿主與微生物的共檢測，受到了廣泛關(guān)注和支持。為適配更多應(yīng)用場景，時空轉(zhuǎn)錄組FFPE將于2025 年9月9日發(fā)布煥新方案，為科研與臨床工作者提供更尖端的“破局利器”！更多信息將通過“華大時空”公眾號發(fā)布，敬請關(guān)注。

同時，華大時空組學聯(lián)合生態(tài)合作伙伴發(fā)起的“時空組學探索計劃”持續(xù)招募中，如果您對時空組學在研產(chǎn)品或FFPE產(chǎn)品有進一步的需求，歡迎咨詢services@stomics.tech 。

【作者信息】

基因組多維解析技術(shù)全國重點實驗室徐訊研究員、廖莎研究員、李楊博士，同濟大學附屬上海市肺科醫(yī)院陳昶教授，中國醫(yī)學科學院北京協(xié)和醫(yī)學院病原生物學研究所劉海鷹研究員為本文的共同通訊作者。華大生命科學研究院趙宇博士、李楊博士、何穎博士、劉怡、李薪星、李兆勛，以及同濟大學附屬上海市肺科醫(yī)院吳俊琪醫(yī)師等為本文的共同第一作者。本研究獲得了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金，浙江省科學技術(shù)廳等項目的資助。

值得一提的是，華大生命科學研究院于上周（8月22日）聯(lián)合多家機構(gòu)，在《Science》發(fā)布了全球領(lǐng)先的細胞組學技術(shù)Stereo-cell。該技術(shù)徹底打破了傳統(tǒng)單細胞測序技術(shù)局限，助力開啟百億細胞大數(shù)據(jù)時代。從打破單細胞測序局限，到打開FFPE樣本“黑匣子”、解鎖宿主-微生物互作奧秘，華大正聯(lián)合多個機構(gòu)持續(xù)為生命科學領(lǐng)域提供原創(chuàng)性的“中國工具”和“中國方案”。

Zhao et al., Stereo-seq V2: Spatial mapping of total RNA on FFPE sections with high resolution, Cell (2025), https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.008