FFPE样本（福尔马林固定石蜡包埋样本）因其长期稳定、低成本、便于存储的优势，是临床病理最常见的组织保存方式。全球积累的海量FFPE样本，蕴含了丰富的疾病信息，但其中的RNA往往会出现不同程度的降解，使其成为难以高效解读的“黑匣子”，这对空间转录组学的应用构成了显著挑战。因此，开发出适配 FFPE 样本的高水平空间组学技术，对科研与临床均具有重大意义。
8月28日，华大生命科学研究院牵头建设的基因组多维解析重点实验室联合多家顶尖机构，在国际顶级期刊Cell发表Stereo-seq V2时空组学技术成果。该技术首次实现在 FFPE 样本上同步开展宿主与微生物的全域、高分辨率原位时空转录组分析，揭开临床样本的神秘面纱，为感染性疾病、肿瘤免疫研究提供强大支撑，推动生命科学从“细胞可视化”迈向“洞悉细胞与微生物交互”的精准医学新纪元。

 

01  打破FFPE样本困境，全面释放关键信息

为解决FFPE样本的困境，Stereo-seq V2技术创新性地通过升级解交联技术+随机引物捕获策略，找到了解开“宝库”的关键钥匙。研究团队发现，即使是在RNA完整性极差、保存长达9年的乳腺癌样本中，Stereo-seq V2技术仍能清晰绘制出肿瘤基因表达空间图谱，精准区分癌区、免疫区、坏死区，甚至识别出不同的肿瘤细胞亚型。这就像一本旧书的纸张，即使存在破损和字迹模糊等问题，它依然能完整还原书中的核心内容。
图1. Stereo-seq V2技术对不同保存年限的FFPE三阴性乳腺癌样本进行精准分析

 

 

02  随机引物新策略，全域撒网拿捏细节

传统 poly (A) 捕获像“只在河流某一段定点捕捞”，而Stereo-seq V2技术的随机引物策略是“全域撒网”，能无偏捕获包括mRNA、lncRNA等在内的“总RNA”，还能发现以往被忽略的低表达基因与调控元件。研究团队指出，Stereo-seq V2技术在三阴性乳腺癌（TNBC）FFPE 样本中，成功识别出 ZNF226 内含子保留、GIPC1 外显子跳跃等肿瘤特异可变剪接事件，为挖掘肿瘤机制、寻找治疗靶点提供了关键线索。
图2. Stereo-seq V2技术识别肿瘤相关可变剪接（AS）事件

 

 

03  宿主-微生物共检测，“分子作战地图”再升级

Stereo-seq V2技术的随机引物策略，如同“全景扫描仪”，能同时、无偏地捕获样本中所有人类基因与微生物RNA。研究发现，该技术在结核分枝杆菌（Mtb）感染的小鼠模型中，成功同时捕获宿主与病原体RNA，不仅能动态监测感染过程中双方的基因表达变化，还精准发现了与Mtb 空间分布直接相关的免疫应答模块，清晰构建出“病原体入侵 – 宿主防御”的空间关联图谱。
图3. Stereo-seq V2技术同时捕获宿主与结核分枝杆菌（Mtb）的RNA
另一方面，研究团队在人类结核肺组织样本中，验证了BCR克隆的空间分布与突变特征、发现多患者共享的Mtb特异性BCR克隆。该成果既像“追踪器”般定位病原体据点、追踪基因表达变化，又像“解码器”解密相关免疫机制，为疫苗研发与抗体药物设计提供机制参考。
图4. Stereo-seq V2技术揭示结核分枝杆菌（Mtb）感染下B细胞受体（BCR）克隆的动态变化

 

 

04   从困境到突破，Stereo-seq V2按下科研加速键

凭借全球领先的技术优势，Stereo-seq V2在临床领域展现出广阔应用潜力，有望推动精准医疗发展：▶ 肿瘤精准医疗：能够识别与患者预后相关的基因拷贝数变异，以及可能与耐药机制相关的新的剪接异构体，为个体化治疗策略提供分子依据。

▶ 感染性疾病诊断与研究：能够直接在组织原位中对疑难感染病原体进行空间定位，并同步评估宿主的免疫反应状态，为临床精准抗感染治疗提供关键信息。

▶ 抗体药物研发：可快速发现并定位病原体特异性的中和抗体克隆，明确其空间分布特征，显著加速治疗性抗体药物的筛选与开发流程。

▶ 神经科学与发育生物学：适用于对珍贵存档脑组织样本进行高分辨率空间转录组分析，助力解析大脑结构、发育过程及神经疾病机制。

总之，作为空间转录组技术的“里程碑式突破”，Stereo-seq V2既像“万能钥匙”能够破解FFPE样本难题，又整合“解密宿主-微生物互作+全转录组覆盖+单细胞分辨率”等多维能力，为临床样本高通量空间生物学研究开辟新道路，有望成为临床病理学与转化研究的核心工具，为疾病诊断、靶点发现提供精准支撑。
文章转自华大智造