2023年9月，新加坡國立癌癥中心 (NCCS) 與華大智造正式宣布了戰(zhàn)略研究合作協(xié)議。新加坡國立癌癥中心基于華大智造獨(dú)有的DNBSEQ核心技術(shù)開展亞洲人群中流行癌癥全面、多維的基因組分析，并結(jié)合時空組學(xué)技術(shù)，正在著手腫瘤學(xué)領(lǐng)域全球首座DCS Lab的搭建。此次合作也是華大智造憑借其創(chuàng)新基因組學(xué)平臺為個性化醫(yī)療和腫瘤精準(zhǔn)診療提供支持的又一重要案例。

DCS Lab組學(xué)前沿實(shí)驗(yàn)室是華大智造于2023年9月推出的全球科研賦能項(xiàng)目，致力于助力全球頂級科研人員打造國際領(lǐng)先的、規(guī)?；?、標(biāo)準(zhǔn)化的多組學(xué)前沿實(shí)驗(yàn)室，推動生命科學(xué)前沿研究和行業(yè)發(fā)展。該項(xiàng)目通過集成三種先進(jìn)技術(shù)，即基因組學(xué)（DNA Omics，簡稱“D”）、細(xì)胞組學(xué)（Cell Omics，簡稱“C”）、時空組學(xué)（Spatial Omics，簡稱“S”），為新興技術(shù)賦能科研加碼提速。

2024年1月，新加坡國立癌癥中心基于當(dāng)前的DCS Lab基礎(chǔ)平臺配置及時空組學(xué)技術(shù)、單細(xì)胞測序技術(shù)，與項(xiàng)目合作伙伴的科研成果相繼獲發(fā)。

階段性成果1 

Stereo-seq助力展現(xiàn)肝細(xì)胞癌“癌-胚”細(xì)胞類群的空間共定位關(guān)系

腫瘤生態(tài)系統(tǒng)的腫瘤胚胎重編程在腫瘤微環(huán)境中誘導(dǎo)胚胎發(fā)育特性，導(dǎo)致免疫抑制微環(huán)境。新加坡國家癌癥中心Pierce Kah-Hoe Chow團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海市免疫學(xué)研究所Florent Ginhoux研究團(tuán)隊(duì)、澳大利亞科廷大學(xué)Ankur Sharma團(tuán)隊(duì)，使用華大智造DNBSEQ測序平臺，結(jié)合時空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq，以及scRNA-seq和bulk RNA-seq技術(shù)，系統(tǒng)描述了參與肝細(xì)胞癌（HCC）復(fù)發(fā)和免疫治療反應(yīng)的特定細(xì)胞亞群。他們鑒定出了POSTN+細(xì)胞外基質(zhì)腫瘤相關(guān)成纖維細(xì)胞（EM CAFs）是一種關(guān)鍵的癌-胚相互作用中樞，促進(jìn)腫瘤進(jìn)展。該研究2024年1月2日發(fā)表于Nature Cancer (IF=23.177) 。文章題目：Presence of onco-fetal neighborhoods in hepatocellular carcinoma is associated with relapse and response to immunotherapy。

下圖展示了該研究的研究思路。首先作者為了刻畫HCC TME的全景圖，利用參與了其六項(xiàng)研究的83名供者的251,761個細(xì)胞繪制了HCC的單細(xì)胞圖譜，將其2020年發(fā)表的文章數(shù)據(jù)集的原始聚類注釋投影到HCC單細(xì)胞集成簇上，結(jié)果證實(shí)其對腫瘤胚胎細(xì)胞類型分類是準(zhǔn)確的。然后作者利用圖譜中分類出來的6,163個間充質(zhì)細(xì)胞進(jìn)行再聚類從而鑒定出9個CAFs亞群，并詳細(xì)闡述了每個亞群的基因表達(dá)特征，其中兩個集成簇顯示EM和粘附分子的表達(dá)顯著升高，包括COL1A2、POSTN和SPP1等基因。因此，將這一亞群鑒定為EM CAFs。差異表達(dá)基因（DEG）分析顯示，EM CAFs優(yōu)先表達(dá)參與TGFβ反應(yīng)、軸突生成和白細(xì)胞遷移的基因。

該研究通過華大智造DNBSEQ測序平臺，結(jié)合時空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq，以及單細(xì)胞RNA測序和bulk RNA測序等多種技術(shù)，結(jié)合HCC單細(xì)胞圖譜，結(jié)果清楚地驗(yàn)證了POSTN+ CAFs是HCC中“癌-胚”生態(tài)系統(tǒng)的主要通信樞紐以及包括POSTN+ CAFs、FOLR2+ TAMs和PLVAP+ ECs在內(nèi)的“癌-胚”細(xì)胞類型在HCC TME中時空共定位于同一個生態(tài)位，且該生態(tài)位受多個配體協(xié)同調(diào)控。更重要的是，該研究將“癌-胚”重編程的新發(fā)現(xiàn)與HCC患者的臨床結(jié)果及其對免疫臨床治療作用的影響聯(lián)系起來，為早期HCC的分層診療以及預(yù)測腫瘤復(fù)發(fā)提供科學(xué)的參照依據(jù)，同時也為以TME為靶向的聯(lián)合免疫治療提供了潛在的指導(dǎo)方案。

階段性成果2

卵雙胞胎罕見病例：Stereo-seq助力揭示特發(fā)性多中心Castleman病的細(xì)胞和分子機(jī)制

Castleman病是一組異質(zhì)性淋巴增殖性疾病，分為單中心型（unicentric，UCD）和多中心型（multicentric，MCD）。特發(fā)性多中心Castleman?。↖diopathic Multicentric Castleman Disease，iMCD）是一種罕見的細(xì)胞因子驅(qū)動疾病，以全身炎癥、全身淋巴結(jié)病和器官功能障礙為特征。

SingHealth杜克-新加坡國立大學(xué)學(xué)術(shù)醫(yī)療中心（Duke-NUS Medical School）聯(lián)合新加坡國家癌癥中心科研團(tuán)隊(duì)，采用華大智造DNBSEQ測序平臺，結(jié)合時空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq，繪制了患有罕見特發(fā)性多中心Castleman?。↖diopathic Multicentric Castleman Disease，iMCD）的同卵雙胞胎病例的淋巴結(jié)單細(xì)胞空間圖譜，揭示了IL-6通路信號在淋巴結(jié)內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞網(wǎng)狀細(xì)胞中的主導(dǎo)地位，并描述了外周血單核細(xì)胞（peripheral blood mononuclear cells，PBMC）亞群的異質(zhì)性，揭示了單核細(xì)胞的宿主免疫應(yīng)答表型，為未來的iMCD臨床評估提供了基礎(chǔ)。相關(guān)成果2024年1月3日發(fā)表于Blood (IF=25.669)。文章題目：Single-cell landscape of idiopathic Multicentric Castleman Disease in identical twins。

該研究描述了一對患有iMCD的雙胞胎病例，提供了導(dǎo)致iMCD發(fā)生的可能證據(jù)。通過華大智造DNBSEQ測序平臺，結(jié)合時空組學(xué)技術(shù)Stereo-seq以及結(jié)合scRNA-seq，繪制了iMCD的淋巴結(jié)單細(xì)胞空間圖譜，發(fā)現(xiàn)IL-6通路基因與內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞網(wǎng)狀細(xì)胞顯著共定位，揭示了IL-6通路信號來源于血管成纖維網(wǎng)狀細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞。同時，通過對PBMC單細(xì)胞景觀的進(jìn)一步分析，描述了不同單核細(xì)胞的宿主免疫應(yīng)答表型，為未來的研究提供了詳細(xì)的臨床評估基礎(chǔ)。以下是該文章的研究框架圖：

隨著科學(xué)研究的深入發(fā)展，腫瘤領(lǐng)域的很多研究也越來越需要同時在DNA、細(xì)胞、組織等不同維度對樣本進(jìn)行批量處理和成體系化的研究，包括基因組學(xué)（DNA Omics）、細(xì)胞組學(xué)（Cell Omics）和時空組學(xué)（Spatial Omics）等多學(xué)科技術(shù)的交叉應(yīng)用和協(xié)同創(chuàng)新。DCS Lab組學(xué)前沿實(shí)驗(yàn)室能夠?yàn)椴煌?guī)模的組學(xué)研究提供強(qiáng)大助力，能夠降低多平臺集成的復(fù)雜性，兼容性高，便于快速開展新技術(shù)的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，提高科研效率，助力全球科研人員產(chǎn)出優(yōu)異的科研成果，賦能全球生命科學(xué)發(fā)展。

*本文部分轉(zhuǎn)載自華大時空