导读单细胞分辨率方法为探索和表征细胞类型和状态的多样性提供了前所未有的机会，但这些基于解离的技术有一个主要缺点，即遗漏了空间信息。这推动了“空间转录组学”的发展：基于测序和荧光原位杂交（FISH）的方法来分析细胞转录组，同时保留空间信息。随着RNA分析的成熟，出现了空间分析染色质可及性、蛋白质组、代谢组和DNA变异的新方法，产生了更广阔的空间组学（Spatial omics）领域。
空间组学是2023年十大新兴技术之一，在生物学的许多领域具有潜在的变革效应，对于理解细胞生物学、发育生物学、神经生物学、肿瘤生物学等的关键信息至关重要。目前，空间组学市场正处于增长轨道上，据BCC Research预测，空间基因组学和转录组学将以10.8的复合年增长率从2022年的15美元增长到2027年的25亿美元。
目前我国空间组学行业处于萌芽期，且空间组学市场景气度较高。国内企业正通过差异化优势切入市场，行业内不乏投融资事件。小编汇集整理了国内、外部分空间组学公司的近期动态，供大家参考。
基于在空间组学领域各企业的发展，国外生物医药领域知名媒体GEN经过筛选发布了“2023年十大空间组学公司”。经过汇总分析，前五大空间生物公司的收入正在攀升。2021年至2022年，这些公司的总收入仅比2021年增长了3%，从32.39亿美元增至33.47亿美元。而2023年上半年，五大上市公司的收入较上年同期增长17%，从15.56亿美元增至18.26亿美元。与此同时，前五大私营企业的总融资规模同比增长40%，从2022年的逾3.653亿美元增至2023年的逾5.115亿美元。
此前，Bruker透露其空间组学和细胞分析业务2023年将产生超过7000万美元的收入，并计划将其于2020年收购的子公司Canopy Biosciences转变为空间生物学领域的业绩领导者。空间组学和蛋白质组学已经成为工具、分析和诊断解决方案开发企业关注的两个领域。Bruker基于其Project Accelerate 2.0相关举措进行了大量投资，特别是在空间组学和蛋白质组学领域，并通过收购Canopy Biosciences和投资Acuity Spatial Genomics，逐渐布局空间生物学的前沿阵地。2023年9月，Bruker宣布将收购PhenomeX，开始进入单细胞生物学研究工具领域，这高度补充了Bruker的空间生物学业务，以支持该公司转型的Project Accelerate 2.0战略。
10x Genomics的Xenium Analyzer是一种单细胞空间成像平台。近期，在bioRxiv上发表的一项研究中，研究人员使用Xenium Analyzer解析了弥漫性中线胶质瘤的抗辐射机制。此外，10x Genomics的Visium Spatial Gene Expression和Chromium Sing Cell Immune Profiling平台在早期研究中也被用于分析为什么免疫检查点抑制剂对治疗扩散到大脑的癌症比始于大脑的癌症更有效。2024年的JP Morgan大会上，10x Genomics宣布推出新的Visium HD系统，该系统将现有Visium平台的分辨率从55微米spots提高到2x2微米squares，从而实现单细胞水平的分析。与现有的Visium系统一样，HD平台将提供全转录组测序，该公司还提供人类和小鼠panel。
3 NanoString Technologies
NanoString Technologies于2023年9月份推出了“有史以来最全面的空间蛋白质组学Panel”，并将其最新的GeoMx®数字空间分析仪（DSP）推向市场。NanoString表示，GeoMx IO蛋白质组图谱（IPA）可以对来自福尔马林固定、石蜡包封组织切片的570多个免疫肿瘤相关靶标进行空间分析，其数量是竞争产品的5倍以上，并包含来自Abcam免疫肿瘤学产品组合的免疫组化兼容抗体。在推出后的前6周，该Panel从50多家客户那里获得了总计100万美元的试用订单。近日，NanoString宣布推出了CosMx™ Human 6K Discovery Panel，这是业界首款单细胞空间Panel能够检测6,000 多个 RNA 靶标，几乎代表了所有人类生物学通路。但随后的消息显示，NanoString及其子公司已自愿在美国特拉华州破产法院启动第 11 章破产重组程序。与此同时，NanoString 正在探索战略替代方案，包括公司或产品线的潜在出售。
Standard BioTools（原Fluidigm）在获得了来自Casdin Capital和Viking Global Investors的2.5亿美元注资后，已于2023年10月同意与SomaLogic合并，该交易将于2024年第一季度完成。Standard BioTools于2023年4月推出Hyperion™ XTi成像系统，这是一款专为临床研究而设计的新一代组织成像质谱流式系统，将组织成像质谱流式单细胞数据检测速度提高了5倍，兼具快速和高质量的双重优势。利用Hyperion™ XTi，研究人员每天可以完成多达40张切片的成像，可在更短时间内处理更多样本。HHyperion™ XTi突破了传统荧光成像系统的局限性，可以做到在单个样本中同时检测40多种生物标志物，且不会受到自发荧光干扰，也无需耗时的循环流程或复杂的实验设计。Hyperion™ XTi能够准确量化和可视化多参数单细胞信息，这对于及时跟踪疾病进展和治疗结果至关重要。
Akoya Biosciences可提供全面的单细胞成像解决方案，以及完整连续的空间表型解决方案，通过关键平台：PhenoCycler™，PhenoImager™ Fusion及PhenoImage HT服务于跨越发现、转化和临床研究的多样化需求。Akoya Biosciences在2023年第二季度推出了PhenoCycler-Fusion 2.0和Phenimager® HT 2.0平台升级，增强型PhenoCycler-Fusion 2系统使客户每周处理的样本是之前版本的两倍，是目前市场上最高通量的空间发现平台。Phenimager® HT 2.0通过直接在HT仪器上进行快速实时图像分析，将工作流程较前代产品改进了5倍。Akoya团队及合作者使用PhenoCycler Fusion全面绘制了头颈部鳞状细胞癌的空间蛋白质组。
单细胞空间基因组学公司Vizgen在2022年10月宣布已进行了裁员，目的是扩大和专注业务，确保业务的长期持续和增长。MERSCOPE®平台的开发者还提名了首次获得MERSCOPE平台资助的两名获奖者，旨在资助最具创新性和影响力的癌症研究。2023年7月，Vizgen在贝勒医学院单细胞基因组学中心庆祝了第100台MERSCOPE仪器的安装。MERSCOPE平台可在1天内对1cm2的组织进行超分辨成像，分辨率100nm，完成高达1000种基因及多种蛋白的同时检测，定位单细胞中RNA的空间分布以及定量基因表达，实现真正意义上的原位单细胞空间转录组分析，让基因的表达和定位可视化。Vizgen最近一次融资是在2022年完成的8520万美元C轮融资，由Blue Water Life Science Advisors和ARCH Venture Partners领投。Vizgen融资总额约1.362亿美元。
2023年6月，Ultivue完成了由ARCH Venture Partners和Northpond Ventures领投的股权融资，但没有披露融资金额。Ultivue将利用这笔资金继续进行商业开发，持续提高运营效率，并推进其创新渠道。Ultivue独有的InSituPlex®技术旨在结合珍贵组织样本的载玻片H&E分析，快速、全面地探索生物相关标记。2023年10月，Ultivue宣布推出其OmniVU™组合，包括可完全定制的生物标志物panel，用于肿瘤免疫微环境的多重免疫荧光分析。2023年5月，该公司为转化研究团队和生物制药公司开展了基于人工智能的空间表型组学解决方案的合作。Ultivue还邀请了在生命科学行业工作了20多年的资深人士Rob Carson担任总裁兼首席执行官。Ultivue融资总额超过1.2亿美元。
2022年10月，Resolve Biosciences完成了由Patien Square Capital领投的7100万美元B轮融资。Resolve将利用这笔资金迅速扩大运营规模，加快产品开发，以满足全球不断增长的需求。Resolve已将其分子制图技术配备在顶级实验室，包括比利时VIB和欧洲空间生物学中心、德国癌症研究中心（DKFZ）、哥本哈根大学的DK Novo Nordisk基金会中心以及美国斯坦福大学的遗传学系。Resolve的分子制图技术采用专有的、高度复用的单分子荧光原位杂交技术，在一个完全自动化的过程中提供亚细胞分辨率的三维空间背景，在不破坏组织切片或细胞培养样本的情况下，以阐明关键机制、绘制相互作用图及细胞的复杂转录景观。该技术提供了亚细胞、单分子生物学的最高分辨率视图，允许研究人员获得与COVID-19病理学、神经学、肿瘤和发育生物学相关的最新见解。Resolve Biosciences融资总额超过1亿美元。
2023年，RareCyte公司的Orion多重高分辨率、全玻片多模态免疫荧光成像平台受到了广泛的关注。Orion平台通过在一步染色和扫描过程中提供生物标志物深度和灵活性来解锁高度复杂的空间生物学。分别发表在Nature Cancer和Oncogene上的研究表明，Orion帮助研究人员改善了如何预测患者的结果，并可以跟踪旨在在切除前缩小肿瘤的新疗法的疗效。此外，利用Orion进行的空间生物学分析揭示了新佐剂botensilimab的作用机制。botensilimab是一种新型的先天适应性免疫激活剂。该研究分析了它与balstilimab联合应用于两例具有高水平错配修复（MMR）、微卫星稳定（pMMR/MSS）的结肠癌和直肠癌患者。RareCyte融资总额约9930万美元。
2022年年初，Spatial Genomics完成了约5600万美元的A轮融资，其中大部分资金来自癌症基因检测公司Fulgent Genetics。这笔资金的部分目的是帮助该公司的GenePS共焦成像仪商业化。GenePS是一款基于seqFISH技术的空间单细胞多组学分析平台。seqFISH技术是由加州理工学院蔡龙博士的实验室开发，可利用不同颜色的探针重复标记单个样本的几个基因位点，然后对图像进行解码。该公司还计划扩大其seqFISH实验室服务团队，并积极扩大其员工队伍，包括研发、工程、制造、销售、营销、客户支持和商业运营。Spatial Genomics融资总额5600万美元。
GEN发布的榜单中还包括8家“后起之秀”，这些公司要么在最近几个月筹集了大量资金，要么在技术方面表现良好，与合作伙伴展开了重大的新合作。
2023年5月，Arima Genomics将业务扩展到癌症诊断领域，成功演示了其基于测序的染色体构象检测试剂盒，该试剂盒旨在识别癌症驱动突变。同样在5月，Arima成立了一个临床咨询委员会，旨在将其3D基因组技术推进到临床肿瘤学和生物制药市场，并帮助公司制定战略和未来的产品开发工作。2023年初，Arima加入了美国国立卫生研究院的“通过推进创新神经技术进行大脑研究”（Brain）计划，帮助研究人员在脑细胞中进行单细胞测序。Arima在2020年的A轮融资中筹集了300万美元，2022年在B轮融资中筹集了700万美元。
2 Dovetail Genomics（Cantata Bio）
2022年，专注于3D基因组学的Dovetail Genomics与Arc Bio合并成立公司Cantata Bio。Dovetail作为Cantata的子公司，于2023年10月推出了Dovetail®TopoLink™v2 Assay，有望提供一种更快、更经济和更高质量的染色质结构研究解决方案。TopoLink旨在补充Dovetail的旗舰产品Dovetail®Micro-C Assay，该产品可提供最高分辨率的3D基因组视图。Cantata的3D基因组学部门旨在通过分解细胞内DNA的空间排列来帮助研究人员发现疾病机制。
Curio Bioscience 2023年推出了两款新产品。2023年9月，该公司扩大了Curio Seeker产品线，采用更大的规模提供更完整的大型生物结构视图，包括人体组织样本。该公司表示，与其他全转录组空间分析解决方案相比，新的Curio Seeker 10×10空间映射工具包提供了100倍以上的数据。2023年2月，Curio推出了基于Broad研究所开发的“slide-seq”空间技术的Curio Seeker，由于其微小（10微米）的条形码珠子和有限的扩散，可以提供高分辨率。
2023年7月，Bio-Techne以未公开的价格收购了Lunaphore，证实了Lunaphore在将空间技术引入研究癌症和其他疾病的主流实验室。此外，Lunaphore完成了4000万瑞士法郎 （4350万美元）的D1轮融资，由Ernst-Göhner Stiftung Beteiligungen（EGSB）领投，现有投资者PHC控股公司、瑞士企业家基金、OCCIDENT和Redalpine。Lunaphore计划将收益用于加强其空间生物学产品组合，并支持商业活动，以满足客户的需求。
致力于推进精准癌症治疗革命的Nucleai公司，首席执行官兼联合创始人Avi Veidman表示，Nucleai已筹集了4600万美元资金。2023年6月，Nucleai与Mayo Clinic BioPharma Diagnostics合作，开发支持药物开发和临床实践的数字病理解决方案、技术和服务。近期，Nucleai与Adlai Nortye合作，在II期和III期临床试验中识别、验证和测试新的基于H&E的生物标志物。
Ochre Bio开发了针对肝脏疾病的RNA疗法，利用来自1000多个捐赠人类肝脏的空间基因组学和单细胞测序数据发现相关治疗靶点。Ocher的研发平台是世界上最快的肝脏药物研发平台之一，能在几天之内完成从识别一个新的靶点，到合成RNA疗法，并在人类肝脏中进行测试的全过程。Ochre已经筹集了4000万美元资金，其中大部分来自2022年完成的3000万美元A轮融资。
2023年10月，Pixelgen Technologies完成了约730万美元的A轮融资，由瑞典风险投资基金Industrifonden和种子轮资投资者Navigare Ventures领投。Pixelgen设定了一个雄心勃勃的目标，要在未来十年成为空间蛋白质组学领域的领导者。近期，Pixelgen推出了第一款产品，用于推进免疫学领域的药物研发。该产品名为Molecular Pixelation，是一种基于DNA的可视化技术，用于分析细胞表面蛋白质，旨在获得对细胞活性的新见解，从而促进更好的药物开发和疾病诊断。
S2 Genomics已经开发了Singulator™100系统，提供了一个比现有系统更可靠的，从实体组织样本中获取单细胞的自动化流程，同时对这些细胞造成的压力更小。2023年7月，Roche Pharma Resea和Early Development的研究团队发表的研究展示了Singulator™100如何帮助他们实施一种多功能的、部分自动化的方案，从冷冻哺乳动物组织中获得高质量的单核。研究人员成功将该方案应用于小鼠大脑、大鼠肾脏、食蟹猴的肝脏和脾脏组织。
华大作为时空组学领域的重要推动者，在2020年发布了自主研发的时空组学技术Stereo-seq。该技术基于DNA纳米球（DNB）开发，具有高通量、超高分辨率、大视场的原位全景式技术、可以实现同一样本在组织、细胞、亚细胞、分子“四尺度”同时进行空间转录分析。Stereo-seq通过时空芯片捕获组织中的mRNA，并通过空间条形码（CID）还原回空间位置，实现组织原位测序，为深入地了解细胞的基因表达及形态与局部环境之间的关系建立强大的研究基础。应运而生的华大时空组学STOmics，旨在助力生老病死、意识起源、万物生长、生命起源等重大科学问题的研究与应用，推动生命科学领域第三次科技革命。2022年，凭借全球领先的Stereo-seq技术，华大时空助力研究人员陆续在Cell、Nature和Science三大顶级学术期刊发表胚胎发育、疾病、器官再生等领域的重要成果，并入选“中国生命科学十大进展”和“中国生物信息学十大进展”。
德运康瑞专注于单细胞空间组学技术的国产创新。2022年，德运康瑞推出了具有自主知识产权的新型RNA原位测序技术，这是一种亚细胞分辨率、高灵敏度、高特异性的空间组学技术手段。新型RNA原位测序技术可直接在组织和细胞原位上“点亮”基因表达信号，在单细胞甚至亚细胞水平分辨率分析基因表达分布规律；可以100%全覆盖在10mm*10mm 组织面积上解码出高达256种基因表达信息。德运康瑞推出的自研DynaSpatial空间转录组产品，通过高密度修饰技术，助力科学家分析空间低表达基因。此外，德运康瑞自主研发的Well-Paired-Seq高通量单细胞测序产品，是首款集成“降噪”功能的单细胞测序平台，可以还原细胞真实的表达情况，在国内率先推出具有亚细胞分辨率的原位检测技术，与多家顶尖医院临床转化合作，有望成为革命性的临床病理工具。
赛陆医疗专注于开发自主知识产权的上游测序平台和国际领先的超分辨空间组学平台，已经布局了测序仪和空间组学产品两条产品线，开发了具有自主知识产权的新一代高通量测序仪，突破垄断实现量产和商用，并以此为基础结合超分辨荧光成像技术开发出全球首款超分辨空间组学平台。2023年2月，赛陆医疗首次公布了空间转录组学整体解决方案，覆盖芯片、生化、测序和生信全流程，能提供全维度多视角组学信息。相比传统空间组学技术，该方案具有亚细胞分辨率、高 RNA 捕获率以及支持大组织样本等显著优势，可为胚胎发育、组织分化、器官发生和病变、肿瘤发病机制、肿瘤免疫微环境等基础研究提供底层工具。2023年赛陆医疗完成数亿元A轮融资。
注于单细胞技术的寻因生物，致力于通过自主研发的高通量单细胞产品、实验及生信分析全链条服务，将单细胞技术普适化，助力临床诊断和药物研发。2023年12月，寻因生物正式发布了最新科研成果——SeekSpace™空间单细胞技术。SeekSpace™以可断裂的位置探针标记单个细胞、后通过SeekOne® DD油包水平台进行细胞标记，利用共有的细胞标签将单细胞表达信息与空间位置信息一一对应，真正实现同一组织单细胞分辨率空间转录信息的检测。目前，寻因生物拥有完全自主知识产权的SeekOne高通量单细胞建库平台、SeekGeneOnline自动化在线数据分析平台，以及液滴法+微孔法自研双平台测序能力。
百迈客基于功能基因组学的BT+IT（高通量基因测序技术、生物信息技术、高性能生物云计算技术）技术，拓展出了科技服务、智能制造两大业务板块。百迈客深耕单细胞及空间技术领域，现有基于微孔的亚细胞级空间转录组平台百创S1000、极速单细胞平台百创 DG1000。百创S1000是由百迈客生物设计并研发的基于微孔微珠上Spatial Barcode实现对组织切片mRNA分子捕获的亚细胞级空间转录组芯片，是国内首款基于微孔微珠的亚细胞级空间转录组产品，最高分辨率4.8μm，并开创性的将组织原片H&E染色、原片荧光染色及原片高通量测序相结合进行精准的细胞分割，实现精准的单细胞级空间转录组测序，目前在发育疾病、生理学疾病、胚胎发育、干细胞分化、绘制3D图谱、生殖健康、肿瘤等领域广泛应用。
非因生物是以空间多组学和靶向蛋白组学为核心技术、以癌症精准医学研究与临床整体解决方案为核心业务的创新型生物医学公司。非因生物拥有多项全球领先的空间多组学和靶向蛋白组学技术平台。Digital Spatial Profiler（DSP）数字空间多组学分析技术是针对肿瘤免疫和肿瘤微环境高精度、多维度分析的新一代空间组学技术，可以在单张切片上（FFPE 或鲜冻）通过靶点选择（ROI），分析每个微环境微小区域内的多达150重蛋白组或18000重全转录组的原位表达谱。此外，非因生物空间原位表达分析技术通过已有/定制探针panel与靶点，在新鲜冷冻（FF）组织或福尔马林固定石蜡包埋（FFPE）组织切片上，快速检测大量靶点的组织原位表达水平，实现亚细胞分辨率基因靶向空间原位分析，揭示细胞结构与功能的新见解。
创新型技术服务公司中科新生命技术团队潜心研究，打通了空间多组学从实验端到分析端的技术屏障，开发高端对齐整合算法，解决数据整合难题，可以通过对同一份样本连续切片，实现对相邻切片进行空间转录组、空间蛋白质组、空间代谢组数据的联合分析。中科新生命开发的深度空间代谢组学是一种基于质谱成像（MSI）的代谢组学技术，采用革新性MALDI 2技术，最高代谢物检测数突破2000+，空间分辨率最高可到5mm，在完成对代谢物定性定量的同时，保留空间维度信息，从而对样本区域进行分析或者获取特定代谢物空间分布谱图。此外，空间蛋白质组学运用高精度激光捕获显微切割技术（LCM）切取感兴趣的组织区域，并通过优化的极微量样本蛋白肽段提取方法，结合最新一代的tims TOF质谱仪，从而分析蛋白在不同空间位置的表达特征，获得组织内不同细胞和功能区域的蛋白表达谱。
源星智造专注于打造具有全球竞争力和自主知识产权的创新单细胞空间多组学的核心工具平台，其研发团队自主打造的原理样机是当前全球唯一可实现组织切片预处理、抗原修复、染色、成像和图像预处理全整合的全自动端到端、高性能（亚细胞分辨率、100+重高灵敏的蛋白+RNA同时检测、高通量）的单细胞空间多组学高端仪器。结合独家自有专利的空间可剪切荧光探针技术（CFP™），源星智造实现了和现有市面检测抗体和核酸探针全面兼容，帮助用户实现快速低成本技术升级换代，以及FFPE样本上高灵敏度和快速检测。2023年7月，源星智造宣布完成数千万元天使轮融资，由险峰旗云领投，尚势资本和长安私人资本跟投。
贝普奥是专注于蛋白质组学的研发型高科技公司。2023年6月，贝普奥推出空间可视化蛋白质组全流程解决方案，通过自有SISPROT技术，实现病理切片中特定空间位置组织微环境在成像及蛋白表达层面定性和定量分析，实现单细胞分辨率的自动化细胞识别、切割、样品前处理及数据分析一套完整的蛋白质组学分析操作，其检测灵敏度可实现0.1mm2 FFPE切片检测超过7000种蛋白质。同月，贝普奥完成数千万人民币Pre-A轮融资，由启明创投领投，中金资本旗下基金，以及天使轮股东高瓴创投（GL Ventures）跟投，致力运用突破性蛋白质组学技术助力重大疾病精准医疗。
鲲羽生物是以新兴生物技术开发为核心的高科技企业，专注于新一代原位杂交技术和空间组学的研发和应用，在生理组织和病理切片上对基因序列信息与空间位置信息进行有机的整合，推动新一代单细胞空间组学、肿瘤早筛和精准诊断等新技术在基础科研与生物产业的革命新浪潮。在前期快速DNA FISH试剂盒/RNA FISH试剂盒/原位空间组测序技术服务基础上，落地系列空间组学产品。2023年，鲲羽生物推出包括3D厚组织空间组、多重免疫蛋白空间组、FFPE长期保存样本的超高分辨率空间组学检测、蛋白+RNA多维共检、微生物+宿主空间组学在内的系列新品。此外，鲲羽生物历经8年开发了一套具有高检测效率、高通量、单细胞、单碱基分辨率的新型多组学原位双端测序技术MiP-Seq，这是一种可集成转录组、基因组、蛋白组、小分子、功能组等多维成像的新型空间组学方法，可广泛应用于个体发育、疾病发展机制、肿瘤发生发展、病原感染进程等探究。
作为生命科学领域的下一个风口，空间组学备受市场关注，全球空间组学市场发展势头良好，各大企业也在积极布局空间组学市场。但总体来看，目前全球空间组学行业仍处于发展前期，行业发展面临着流程复杂、成本高、缺乏高效的计算分析工具等问题。相信随着该领域的发展，在资本助力、技术迭代驱动下，相关问题最终能够得到改善和解决。未来几年，空间组学有望逐渐从科研市场向临床市场转化，随着临床应用扩展，空间组学市场空间将呈爆发式增长。
1.https://www.genengnews.com/industry-news/top-10-spatial-biology-companies-of-2023/.
4.https://www.nature.com/articles/s41588-023-01621-6
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