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文 | vb动脉网
在这个用文字包装创新的时代，真正的创新从哪里去寻？
纵观整个科学技术发展史，最硬核的技术创新几乎都来自于科研实验室。而基于创新技术推出的新产品，往往能开辟出一个新的市场，并改变人们的生活。如我们身边的互联网就来自于欧洲核子物理实验室。
在“投早、投小、投创新”的投资人眼里，当前的市场上暗藏许多“伪创新”。为了寻觅到真正的创新项目、发掘具有价值的创新技术，越来越多的投资人把目光投向了上游，投向了科研实验室。
聚焦科技最前沿，投资人们挖掘到了一系列具有颠覆性的项目以及革命性的创新技术，如空间组学。2022年，国际顶级学术期刊《Nature》将空间组学技术评为年度七大颠覆性技术；2023年，世界经济论坛发布《2023年十大新兴技术报告》，空间组学与柔性电池、生成式人工智能、可持续航空燃料等人们熟知的创新技术共同上榜。
不仅是投资人，产业界也一同看好空间组学。根据DeciBio和摩根大通的市场报告，空间组学在2022年的全球市场空间可达150亿美元。行业方面，罗氏诊断、丹纳赫等全球性巨头、单细胞测序领域头部企业10x Genomics等均在布局空间组学，且空间组学行业近两年的收购和融资金额已累计超过10亿美元。
空间组学是什么？为什么能被评为颠覆性技术？其将带来多大的蓝海市场？请看下文。
空间组学，探查人体****最核心秘密的新武器
空间组学是生命科学领域的新技术，能够将分子机制与组织原位关联，观察到组织中不同区域细胞构成和原始基因表达，揭示组学信息的空间异质性，帮助解析细胞间的相互作用，使科研工作者进一步理解组织微环境和组织的生长。
通俗来说，空间多组学技术主要通过对组织微环境中不同类型细胞的核酸或蛋白进行标记，以获取复杂细胞表型、细胞功能状态以及细胞与组织微环境空间结构关系，实现生物标志物可视化并建立相应数据分析模型。空间组学产生的数据信息对肿瘤研究、免疫研究、发育生物学、神经科学、病理研究等有巨大帮助。
以肿瘤研究为例，肿瘤病灶的高维单细胞数据可以揭示决定样本生物差异的转录模式以及差异背后的基因。这些信息能够为科研工作者提供线索，帮助其了解样本中正常细胞和癌细胞之间的状态转换。以这些模式为镜头，可评估其他转录数据集，包括在肿瘤不同阶段采集的数据集，并为预测癌变和治疗干预提供途径。
以往，生命科学领域研究者使用bulk测序，能够快速获取特定细胞或组织在特定情况下的信息。但是，bulk测序是将样本混匀测序，得到的信息是所有细胞混匀后的平均值，而不同类别的细胞存在较大异质性，平均的表达量隐藏了细胞个体间的差异，丢失了细胞和组织的异质性。
之后，单细胞组学技术出现，使研究者可以测量单个细胞的遗传学、转录组学、表观遗传学和蛋白质组学等全部信息，揭示细胞和组织的异质性。不过，单细胞组学技术无法捕捉细胞的空间信息，不能揭示细胞间通讯的局部网络，使得样本从原始环境中剥离，丢失部分关键信息。
在生物学领域，空间信息至关重要，空间会影响细胞的表型、状态和功能。例如，人体内的一个细胞相对于周围其他细胞的位置决定了它能接收到什么信号。这些信号可能是细胞间相互作用、可溶的信使分子或是治疗分子。当人体内的细胞间相互作用受到破坏时，会引发重大疾病。因此，科研工作者在研究人体发育和疾病背后的生物机制时，需要仔细评估某个细胞的环境如何影响其功能或功能失调。
正因为空间信息的重要性，此前有大量科学家使用不同的技术、仪器对生物分子进行空间解析。可惜的是，传统的技术方法只能在低分辨率下捕获有限目标，价值感不强。
努力是有价值的。在科学家们的不断改进下，能够提供组织和细胞之间空间关系信息的空间组学终于在2016年爆发，相关技术和各类配套仪器井喷式发展。空间组学由于可以帮助研究者深入理解生物体内复杂的细胞相互作用、信号通路、调控机制等生物学问题，更是在近两年被看作生命科学领域的下一个风口。
如今，空间组学被应用于生命科学领域基础研究、转化研究、病理研究、新药研发等诸多科研场景。同时，空间组学可以在组织样本上检测目标分子特征，将有望革新病理学技术，应用于临床诊断、精准诊疗等更广阔的场景。
有投资人表示：“空间组学是创新组学工具中关注度最高的赛道之一，潜在市场空间大、技术壁垒高，在全球范围内增长快速，有望在未来几年迎来从科研市场向临床市场转化的关键拐点。”
根据DeciBio和摩根大通的市场报告，空间组学在2022年的全球市场空间可达150亿美元。预计空间组学在未来几年应用于临床市场后，其空间将呈爆炸式增长。
或许是基于空间组学的市场颠覆性及未来成长性，元禾原点、杏泽资本、险峰旗云、真格基金、龙磐投资、前海长城基金等诸多投资机构齐齐在2023年押注这一领域，赛陆医疗、德运康瑞、源星智造、格物致和等布局空间组学的创新企业均于被称为资本寒冬期的上半年完成新一轮融资。
疯狂收购，只为领先布局
随着空间组学的潜力逐渐显露，各大全球性龙头及创新企业均开始布局空间组学。
其中，单细胞测序行业龙头10x Genomics表现得最为急迫，其于2018年收购了空间基因组学领域领先企业Spatial Tranomics，又于2020年以3.5亿美元的现金和股票收购空间多组学平台ReadCoor、以4120万美元收购原位RNA分析技术开发商Cartana，强势入局空间组学赛道。
或许是感觉到机遇难得，全球生命科学试剂龙头Bio-Techne也选择以收购的方式快速布局。2023年4月，Bio-Techne先是与自动化空间生物学解决方案开发商Lunaphore达成战略合作，利用Lunaphore的仪器产品、抗体面板以及Bio-Techne自身的RNAscope HiPlex技术，合作开发自动化空间多组学工作流程。Bio-Techne预计，该工作流程将实现在同一载玻片上以单细胞分辨率对蛋白质和RNA生物标记物同时进行超复合检测。在战略合作2个月后（2023年6月），Bio-Techne直接将Lunaphore收购，以加快其空间组学布局。
除了10x Genomics与Bio-Techne，目前还有罗氏诊断、丹纳赫、华大智造、Nanostring、AKOYA Bioscience等知名企业及Vizgen、格物致和、赛陆医疗、德运康瑞、菲诺维康、源星智造等创新企业也在布局空间组学。
出货量增长强劲，****空间组学市场即将爆发
截至目前，市场上出现了多种差异化的空间组学技术。其中，10x Genomics、Nanostring、华大智造、Vizgen等企业的技术平台备受行业关注。
10x Genomics最新推出Xenium组织原位分析平台
10x Genomics作为最早重押空间组学的企业之一，于2022年底推出了新的空间组学技术平台——Xenium组织原位分析平台。该平台包含Xenium分析仪、试剂耗材和分析软件，可将单分子RNA和蛋白检测的功能与光学元件、数据采集和解码技术结合，能够实现亚细胞分辨率的靶向基因和蛋白表达原位分析。
据介绍，Xenium组织原位分析平台是在此前收购的ReadCoor和Cartana基础之上做出大量优化后的新平台，可以兼容新鲜冷冻(FF)组织、福尔马林固定石蜡包埋(FFPE)组织等多种样品类型，具有起始样本灵活的优势。
同时，Xenium平台还具有超大通量、应用可拓展、全面数据分析等优势。
具体来说，在通量上，Xenium平台载玻片的成像区域是12mm×24mm,且每次试验时可将两张载玻片同时放入分析仪内，仪器运行约需要两天时间。
在应用方面，Xenium平台的靶向panel可针对不同组织类型和应用进行拓展。目前，10x Genomics可以实现400个RNA转录本的检测，预计未来将实现1000个分析物的同时检测。另外，10x Genomics还可人工定制Panel，客户可在其商业化panel的基础上再定制100个基因。
在数据分析方面，10x Genomics提供的分析软件具有强大且全面的功能，可用于数据分析和再分析，以及数据可视化分析。
另外，Xenium技术可与单细胞和空间发现技术结合，带来更高的原位分辨率。凭借Xenium技术的原位空间高分辨率特性，其将帮助科研工作者更深入地了解肿瘤微环境、细胞特异性、生物发育等方面。
有业内人士评价道：“这种更具靶向性的分析特别适合基于单细胞测序或无偏倚的空间转录组研究之后鉴定出感兴趣的目标基因再进行深入研究。”
从财务上看，10x Genomics在2023年第二季度营收1.468亿美元，较去年同期同比增长28%。其中一个重要原因是Xenium平台的出货量增长强劲，且多个新策划和可定制的基因面板，以及对板载软件的重大更新，加速了Xenium的发展势头。
Vizgen的MERSCOPE平台第100台安装
空间组学创新企业Vizgen成立于2019年，在2020-2022三年内合计完成三轮融资，累计融资金额约1.36亿美元。据介绍，Vizgen致力于开发下一代空间分辨单细胞转录组学解决方案，目前已根据哈佛大学的MERFISH技术推出MERSCOPE平台。
Vizgen联合创始人、哈佛大学David Walt教授指出：“MERFISH技术在基础生物学和医学领域有广泛的应用，Vizgen的专利技术对于增强单分子检测功能非常重要。”
据悉，Vizgen推出的MERSCOPE平台包括定制靶向基因面板、试剂盒和耗材、MERSCOPE仪器、分析计算机、可视化与分析软件等部分，提供从样品制备到数据分析的技术支持。基于MERSCOPE平台，Vizgen能够将每个细胞的响应信号映射回组织样本内的空间坐标，提供组织的详细图谱，并精确定义样本中每个细胞经历的细胞微环境。
在应用上，MERSCOPE平台能够分析新鲜或固定冷冻样本、PBMC、贴壁或悬浮细胞等各类组织，可实现转录组进行空间分析，还可实现从组织切片整体到单细胞/亚细胞分辨率的成像分析。
这一空间组学技术平台为神经科学、传染病、癌症研究、药物开发、人脑图谱、细胞和基因治疗等领域的基础研究和转化医学提供了创新工具，对药物发现和开发有重要价值。
相较于其他空间组学技术，MERSCOPE平台具有高通量、亚细胞级别分辨率、更高检测灵敏度等优势，还可表征低表达基因。
作为后起之秀，截至2023年7月底，Vizgen的MERSCOPE仪器已经安装100台。此前，还有数据分析提供商OMAPiX与Vizgen合作，利用Vizgen的MERSCOPE平台技术为大型制药和学术研究项目提供一整套定制的空间转录组和蛋白质组数据服务，以加速药物开发和生命科学研究。
近几年，空间组学大热，基于空间组学的学术文章呈指数增长。预计空间组学的应用、研究愈加成熟，其将加速应用到临床市场。
海外市场爆发，国内企业崛起
相较于海外空间组学的快速应用，国内空间组学行业还处于萌芽期。
不过，虽然海外竞争对手的实力极为强大，但国内空间组学企业也在通过差异化优势切入市场。
例如，源星智造在工程设计和试剂开发上实现了多维度突破，其自主打造的单细胞空间多组学高端仪器可实现组织切片预处理、抗原修复、染色、成像和图像预处理，并具备亚细胞分辨率、100+重高灵敏的蛋白+RNA同时检测、高通量等优势。结合试剂CFPTM技术，其空间组学平台能全面兼容市场上已有的检测抗体和核酸探针，使用户可快速低成本实现技术升级换代。
源星智造表示：“这些工程设计和关键技术，使得公司在进入转化研究和临床诊断市场时具备独特优势。”
赛陆医疗推出了多款超分辨空间组学芯片，拥有超分辨解析和大组织承载能力。其组学芯片已经实现亚微米级别分辨率，能够获取组织内亚细胞器水平的转录组信息。目前，赛陆医疗已和多家知名研究机构合作，推动超分辨空间组学工具在科学研究和临床诊断上应用。
与从科研切入、向临床场景拓展的企业不同，菲诺维康直接瞄准临床场景，选择将空间可视化病理作为临床落地的切入点。其致力于打造可在同一个设备同时实现DNA、RNA、蛋白等多组学空间信息的解决方案。
德运康瑞则在空间组学领域率先推出新型RNA原位测序技术。作为一种重要的空间组学技术，原位测序可以在组织原始位置上以亚细胞分辨率直接呈现基因表达，有望在组织来源标本的病理精准诊断、肿瘤免疫治疗相关诊断和肿瘤微环境分析领域带来显著价值。
目前，德运康瑞已与领先的IVD企业战略合作，利用Digital-seq单细胞组学技术切入临床应用，并与顶尖三甲医院合作，快速将空间组学技术进行临床转化。
如今，全球空间组学市场处于发展前期，国内企业还有机会从科研市场中杀出一条血路，为后续的临床应用场景奠定基础。
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