2025年8月28日，上海市肺科医院陈昶教授与基因组多维解析技术全国重点实验室徐讯研究员团队在国际期刊Cell上发表了题为“Stereo-seq V2: spatial mapping of total RNA on FFPE sections with high resolution” 的研究论文。该研究开发了Stereo-seq V2技术，突破FFPE样本RNA捕获困难的瓶颈，全面识别样本全转录组RNA，并实现了宿主-微生物的原位共分析，对指导肿瘤精准医疗、诊断研究感染疾病和加速抗体药物研发具有重要应用价值。陈昶教授为该论文的共同通讯作者，胸外科吴俊琪医师为该研究的共同第一作者。
福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）样本是生物样本库中保存最广泛、最重要的资源之一，具有卓越的形态保存与长期稳定的储存能力。FFPE技术通过福尔马林固定能完美地维持组织的原始结构和细胞形态，经过石蜡包埋后的样本可在室温下稳定储存数十年甚至更久，极大降低了储存成本与难度，为回顾性研究提供了无可比拟的宝贵资源。这使得科学家能够利用大量的历史病例资料，将患者的临床信息、长期随访结果与分子生物学数据关联分析，从而在疾病机制研究、生物标志物发现和药物研发等领域发挥作用。
尽管如此，FFPE样本在空间转录组学中的应用仍面临一系列严峻挑战：（1）福尔马林固定过程会引发广泛的RNA-DNA和RNA-蛋白质交联，并导致RNA发生降解，在空间转录组检测时表现为基因检出数量少、测序覆盖度不均等问题。（2）组织的长期储存可能带来的核酸进一步降解，加剧RNA的损伤，从而影响最终数据的完整性。（3）现有技术仅能捕获宿主的mRNA, 丢失了其他类型RNA和疑难感染中微生物基因信息。
为此，该研究通过创新的去交联技术和随机引物捕获策略，开发Stereo-seq V2技术，突破了FFPE样本RNA降解严重，传统技术难以解析的瓶颈，即使在保存时间长达9年、RNA完整性极差的肿瘤样本中，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。除了解析基因空间信息外，Stereo-seq V2还识别出FFPE样本中不同的肿瘤细胞亚型，将FFPE样本的空间转录组研究推向细胞水平。
相比于传统技术只能捕获mRNA，该研究技术采用随机引物，无偏好地捕获包括mRNA、lncRNA、snoRNA在内的全转录组RNA。这使得检测到的基因数量显著增加，能发现大量以往被忽略的低表达基因和调控元件，更实现了基因的全长覆盖，为精准鉴定肿瘤特异性可变剪接事件提供了可能。
图1 Stereo-seq V2检测结核杆菌感染小鼠肺脏的免疫动态变化
研究还实现了对FFPE样本中宿主-微生物原位共分析，描绘了免疫细胞攻击病原体的全景地图。传统技术只能捕获宿主的微环境基因信息，如果需要呈现病原体的动态分布，就必须预先知道病原体种类从而设计探针。在该研究中，研究团队利用所开发技术同时捕获样本中宿主和微生物RNA，在结核杆菌感染的小鼠模型和人类结核肺组织中，精准绘制了病原体在肺部随时间的动态分布图，还在空间原位发现了一群聚集在感染灶周围的、针对结核杆菌的特异性B细胞克隆。随着对感染区域的靠近，该群B细胞克隆体逐渐成熟，细胞突变逐步累积。这意味着该研究成果不仅可以追踪病原体的位置信息，还能定位感染周围的免疫细胞，并还原产生的免疫反应，为疫苗和抗体药物研发提供了精准靶标。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.008
陈昶
教授、主任医师、博士生导师
同济大学附属上海市肺科医院院长
中国医师协会胸外科医师分会副会长、上海市医师协会胸外科医师分会会长、国家重点专科学科带头人。享国务院特殊津贴、国家百千万人才工程、国家卫生健康突出贡献中青年专家、上海领军人才、上海市优秀学科带头人、上海工匠。主持“十四五”国家重点研发计划项目、工信部“揭榜挂帅”人工智能创新任务、“四大慢病”国家科技重大专项、国家区块链创新应用项目、国家自然科学基金重大及面上项目等。以通讯及共同通讯作者发表 SCI 论文200余篇，包括Cell、J Clin Oncol、Mole Cell、Science Transl Med、Nat Commun等国际著名期刊。获发明专利58项。先后荣获教育部科技进步奖二等奖、上海市科技进步一等奖等科技奖项。
吴俊琪
同济大学附属上海市肺科医院胸外科医师
主要研究方向：肺移植的临床转化研究。近三年以第一或通讯（含共同）作者发表SCI论文12篇，其中包括Cell、Signal Transduction and Targeted Therapy、Cell Reports Medicine、 Science Advances等杂志，主持国自然青年基金（C类）等课题。
来源：上海市肺科医院官微
