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全球视野，深度视角 各位股东，大家早上好中午好下午好晚上好。 有股东批评：江郎才尽了？ 确实，每天一篇的原创让人肝疼。 还好，咱有外援，这篇就是Z博士的第二篇文章，我觉得，写的起码比我好。  导语  技术进步推动基础科研发展在生命科学领域近二三十年显得尤为重要，高通量的基因芯片、测序、DNA合成技术，各种高灵敏度成像设备等等。 在后基因组时代的基因功能研究中，我们先后从基因芯片，Bulk样本的测序，高通量单细胞测序技术中取得了很多技术红利。 不得不说这些技术也确实对基础研究有很大的促进作用，技术也不断地在进步，或者说这两者之间是相辅相成，互相成就的。 科研工作者往往对技术有着更高更多的要求，比如单细胞测序技术推广初期和中期阶段，大家很兴奋，可以以能够接受的价格系统地对细胞分群，这是前所未有的。 随着应用的深入，大家发现基于组织中单个细胞的解离会失去细胞在组织中的位置信息，而细胞功能研究不能脱离位置信息，它的功能还要基于和周围的“邻居”进行交互实现的，就算遗传背景比较纯的细菌也会有群体感应，更不用说复杂的高等生物。 由此，空间多组学就开始被关注和重视。 技术-精彩纷呈 2019年一篇题为《Spatial transcriptomics coming of age》的文章发表于Nature reviews Genetics，文章总结了当前一些空间转录组学研究方法及重要性，并为单细胞分辨率下进行转录本深入解析提供新思路（注1）。 Nature Methods 2020年度技术给了空间生物学，提为：《spatially resolved transcriptomics》。 而这还不是全部。 在Nature发布的2022年值得关注的7项技术中（注3），作者将空间多组学（Spatial multi-omics）与基因编辑并列，足见空间多组学在科研界的受重视程度。
这几年随着空间多组学被更多关注，很多总结技术方法的综述文章也相继发表，我个人详细读过这篇“Museum of spatial transcriptomics ” 尤其在Supplementary information中（讲个鬼故事，这货有288页），推荐把现在主要应用，可商业化的空间多组学技术分为如下四类：
NGS barcoding 说到空间生物学或者更具体到空间转录组技术，可能10X Genomics的Visium更广为人知。 2018年底,10X Genomics宣布收购Spatial Transcriptomics,并于2019年11月发布Visium空间基因表达解决方案。 Spatial Transcriptomics技术是由瑞典皇家理工学院和瑞典卡罗林斯卡医学院的研究者开发的基于barcode芯片结合二代测序的空间转录组技术，后再成果转化到Spatial Transcriptomics公司。 Visium沿袭并进一步优化，目前发文量也最多。 Visium是NGS barcoding的代表，这类技术最大的优点是不需要先验知识可以进行无偏的分析，缺点是不能做到单细胞水品，spot与spot之间有比较大的间隙。 根据公开资料显示，Visium的收集点直径为55微米，spot之间的监局100微米以上。 ROI
Nanostring一直致力于空间生物学，NanoString公司的GeoMx DSP就是基于ROI selection的典型代表。 NanoString的ROI技术原理是通过一段target-specific探针与目标结合，这段探针同时携带UV敏感的linker和一段DNA oligo tag。 划定ROI之后，UV光在此区域被点亮，然后oligo tag脱落， 随后，通过测序或者是nCounter检测，即可获得目标基因的信息。 以上两种技术，均受限于技术的局限性，并不能称为真正的单细胞水平空间生物学方法。 而在科学研究中更为关注的恰恰是单细胞水平的空间组学，这样可以精准分析细胞间交互及相应分子变化。 2019年 《Spatial transcriptomics coming of age》 这篇综述也在文章末尾讲到单细胞水平的空间组学技术。 目前商业化产品能做到单细胞水平的空间组学技术呈三足鼎立状态，它们是Nanostring的CosMx (smFISH类) ，10X Genomics的Xenium(ISS类)和 Vizgen的Merscope(smFISH类)。 smFISH和ISS这两类技术方向，若要从技术做到产品、商品，都需要多学科交叉。
 smFISH Vizgen最早发布Merscope，也是目前公司唯一产品。 Vizgen公司是这三家中的后起之秀，目前融资到C轮，C轮融资金额8520万美元。 Merscope使用的STORM成像和MerFISH技术发明者-华人科学家庄小威（插一句，庄教授神人）参与创建了Vizegen，相信不管是使用0、1二进制多轮纠错探针设计和STORM超分辨成像设备调优上都应该具有技术优势。 不足的估计是公司生物学背景人员相对其他方面要弱一些，他们最开始发布的产品只能做全定制化的基因Panel和冰冻组织，好在后来又推出了预设计Panel及FFPE样本解决方案，不过发布时间就要晚于另外两家了。
没错，这个时候NanoString又出现了，带着他的CosMx出现了。 NanoString对FFPE解决方案和蛋白检测的抗体筛选已经在他们的DSP、nCounter上练足了经验，所以上来就发布了预设计Panel，同时检测1000+基因和64+蛋白的产品，适用冰冻、FFPE组织。 而这个CosMx的技术核心，就是smFISH。
大概的原理是通过携带荧光基团的靶向探针结合目的片段，成像后切除荧光基团，然后经过多轮成像后对四种荧光信号进行解码，得到目的基因信息。 ISS 10X Genomics的Xenium是收购Cartana ISS后优化而来的，目前发布的产品也是兼容冰冻、FFPE组织的预设计Panel，同时检测300+基因和蛋白的产品，蛋白检测一直是10X Genomics弱势。
从技术原理上来讲Xenium的ISS使用特殊设计的Gene specific probe来结合目标基因区域，一个基因可能有多个不同的probe结合，并且这种探针被设计成Π型，只有两端都结合上才能进行后面的滚环扩增。 这样，既保证了特异性，又增加了灵敏性。 随后通过多轮成像，对目标基因进行解码，最后识别出基因目标基因信息。 （呃，看到这里大家是不是有点理解为啥10x Genomics要跟NanoString打官司了吧？虽说不太一样，但是有共同点） 咱们有时间详细聊聊。 最后 通过简单的介绍，以上这几种方法，相信各位已经有了自己的初步印象。 这些技术，各有各的优点和缺点，并不完美。 随后，我们会针对每一种技术进行详细的展开，呃，根据精力安排慢慢来吧。 放张图，大家大概看下集中技术的扩散情况。 而这两天虽然NanoString和10X Genomics两家公司因为专利官司搞得有点热闹，个人分析：一方面大家都想要抢占未来比较重要的市场，再有NanoString的6000+基因检测产品似乎对10X Genomics的存量单细胞测序市场也会有一定挤占。 不过他们的各种新闻似乎能让大家把眼球更多投放到空间生物学技术。 最后谁能成为最后的赢家，还要拼产品和服务，作为消费者，只需静观它们将如果影响科研进步吧。 而我们则一如既往，希望成为这个进程的煽风点火促进者。 （完） 近期文章： 重磅！Illumina MiSeq Dx在中国启动召回,但是... Nanopore Sequencing is Calling DMD CRISPR-based基因编辑治疗临床受试者尸检结果揭示可能的死亡原因 国产单细胞平台追上10x Genomics确实需要努力，而10x Genomics追上国产单细胞平台也要努力 独家！10x Genomics胜！NanoString CosMx武功废了一半 雪上加霜！Invitae败诉！需赔偿Natera 1935万美元，后续影响可能更复杂 重磅！Illumina 董事长John Thompson可能大位不保，Icahn的人"入侵"Illumina董事会 2023Q1 Invitae营收同比下滑5%，不过问题不在这
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