CosMx等空间转录组技术可以在组织原位观察RNA分子的空间分布为研究者提供基因表达地图和细胞状态线索。但在很多组织微环境课题中研究者还会进一步关心这些转录层信号是否对应到关键蛋白标志物细胞身份能否在蛋白层得到更直观的组织原位观察不同细胞是否形成稳定的邻域结构这些问题正是PCF这类空间单细胞蛋白组技术适合切入的地方。《Cancer Cell》发表的“Integrative spatial analysis reveals tumor heterogeneity and immune colony niche related to clinical outcomes in small cell lung cancer”这篇小细胞肺癌研究为“CosMx之后为什么还需要PCF”提供了很好的方法学参考。在这项研究中CosMx并不是孤立使用而是与PCF(CODEX)高维空间蛋白成像、WES、bulk RNA-seq、IHC和多重免疫荧光共同构成多组学框架。CosMx的优势在于可提供较大规模的空间转录信息帮助研究者从RNA层面观察细胞亚群和功能状态。PCF类空间蛋白成像的优势则在于将抗体标志物、细胞形态、空间位置和组织结构整合到一张切片中。尤其在肿瘤免疫微环境中很多关键问题直接落在蛋白层例如PD-1、CTLA4、CD8、CD68、CD11c、Ki67、SLFN11、Vimentin等标志物的表达和空间关系。这篇文献中多阳性肿瘤细胞MPTC的发现很好说明了PCF的蛋白层价值。研究者通过空间蛋白成像观察到ASCL1、NEUROD1、YAP1等转录因子相关蛋白在部分肿瘤细胞或邻域中的共同表达并进一步发现MPTC富集的特定细胞邻域。对于这类问题空间转录组可以提供RNA表达线索但蛋白成像可以更直接地在组织原位观察分型标志物与细胞邻域。更重要的是PCF不仅看“某个marker是否表达”还可以把肿瘤细胞、免疫细胞、内皮细胞、基质区域和功能状态放在同一个空间坐标中分析。PCF在CosMx之后的另一个价值是帮助解释“细胞状态是否发生在特定空间结构中”。文献中的MT2免疫生态位并不只是由若干免疫细胞组成而是呈现出巨噬细胞、CD8 T细胞和NKT细胞空间聚集的组织结构。PCF类蛋白成像适合先把这些细胞类型和空间边界识别出来再通过ColonyMap等空间算法分析细胞群落和群落交界区域。CosMx随后可以进一步解析这些结构内部的细胞亚群和转录状态例如MT2内部巨噬细胞的炎症/干扰素相关特征、抗原呈递相关特征以及T细胞耗竭相关状态。二者联合使研究者可以从“空间结构”继续走向“功能状态”。因此做完CosMx之后仍然加入PCF并不是因为空间转录组“不够”而是因为二者回答的问题不同。空间转录组更擅长回答“基因表达在哪里”PCF更擅长回答“蛋白是否表达、细胞是什么身份、处于什么状态、靠近哪些细胞、是否形成特定组织结构”。对于以蛋白标志物、免疫检查点、细胞毒性、增殖、抗原呈递、空间邻域为核心的课题PCF可以作为空间转录组之后的重要蛋白层观察维度。这样的联合设计更适合用于科研假设生成和组织微环境机制研究而不是直接用于诊断或治疗判断。【说明】本文仅为科研技术方法介绍不涉及疾病诊断、治疗建议、疗效预测、用药指导或临床决策。文中提及研究发现均来自学术文献相关分析结果需结合更多实验和研究进一步观察与复核不构成任何医疗意见。【参考文献】Chen H, Deng C, Gao J, Wang J, Fu F, Wang Y, Wang Q, Zhang M, Zhang S, Fan F, Liu K, Yang B, He Q, Zheng Q, Shen X, Wang J, Hu T, Zhu C, Yang F, He Y, Hu H, Wang J, Li Y, Zhang Y, Cao Z. Integrative spatial analysis reveals tumor heterogeneity and immune colony niche related to clinical outcomes in small cell lung cancer. Cancer Cell. 2025 Mar 10;43(3):519-536.e5. doi: 10.1016/j.ccell.2025.01.012. Epub 2025 Feb 20. PMID: 39983726.