CYTO2022参会随笔|高内涵流式、微流体技术等新趋势新挑战！

如果说拓展了荧光维度信息含量的光谱流式可被称为高内涵流式的一次重大技术突破，那么将荧光显微技术和流式技术相结合的影像流式则可被称为流式技术上的一次革命。细胞的形态学信息（特别是分子影像）是众多研究和临床分析诊断的金标准，但传统显微分析在具有高空间分辨率优势的同时还有低通量的不足。影像流式则将一方面赋予了流式媲美显微镜的空间分辨率，另一方面保留了流式高通量和多通道并行检测的优势。市场上最早的影像流式是采用时间积分CCD的Amnis；今年BD隆重推出的FACSDiscover™ S8 Cell Sorter（The first image-enabled spectral cell sorter）无疑是本届展会上的闪耀焦点，证明了影像对于单细胞分选的独特作用（Schraivogel, Daniel, et al. "High-speed fluorescence image–enabled cell sorting." Science 375.6578 (2022)）；脱胎于加州伯克利Ghost Imaging技术、已融资4500万美元、入围今年CYTO TechShow前三甲的的Thinkcyte公司，讲的也是类成像分选流式的故事（Ota, Sadao, et al. "Ghost cytometry." Science 360.6394 (2018)）；同时，东京大学Goda教授组也是影像流式领域的先驱；此外，今年展会上还出现了一大批基于面阵传感器的影像流式公司，参见附表。可以预期，未来围绕影像流式将诞生一大批新的算法、试剂和应用。

光谱技术已经成为了今年CYTO年会的主流，围绕此展开的数据分析、应用研究不胜枚举，最为典型的便是会上颁发的2020年Cytometry Part A最佳文章"OMIP‐069: Forty‐color full spectrum flow cytometry panel for deep immunophenotyping of major cell subsets in human peripheral blood"。光谱技术的大量应用随之带来的问题有二：一是如何能够从根源上解决光谱重叠的问题，发展出超窄波的荧光试剂（今年TechShow前三甲的入围者LASE Innovation所研发的laser particle给我们提供了一个很好地思路，可以实现小于1nm的bandwidth，不足是laser particle尺寸在微米量级）；二是如何能够有效且准确的理解高维数据，例如通过t-SNE（t-distributed stochastic neighbor embedding, t-随机邻近嵌入）无需圈门地对数据降维、可视化、分群，但如何从生物和医学的意义上对应分群信息亦是极具挑战性。

高内涵流式的另一个发展趋势是多组学融合，在一台流式仪器上（或以流式为核心）完成对单细胞的蛋白组学、转录组学、基因组学、代谢组学等的检测。本届展会上有若干家试剂公司推出了相应的检测试剂。同时，如何针对具体问题用跨组学的手段解析数据将会是多组学检测的一个挑战。有时，多组学检测需要多次或跨平台、大批量地对确定单一细胞进行检测，因而单细胞标记技术也会是一个新的需求（如Barcodes试剂），这也是LASE Innovation的主要应用场景。

与以往CYTO年会不同的是，今年流式年会展会上涌现了很多空间组学的公司，既包括老朋友质谱流式成像流式IMC，也包括近来大热的10x（基因与转录）和Akoya（蛋白）。流式与空间组学处理的基本单元都是单细胞，都具有高内涵的特点，但流式的高通量优势依然是空间组学设备所无法比拟的，而空间组学所展现的组织切片中细胞间的空间组织和沟通信息也是流式所无法提供的。空间组学与流式的联合使用能否为病理分析和基础研究提供新的手段将会是一件值得关注的事情。此外，与光谱流式类似，如何能够有效且准确的理解高维数据、如何通过窄波试剂实现更多通道的并行检测同样是值得探索的问题。

今年CYTO展会的另一大亮点是专用的样本预处理设备，涉及样品提纯、清洗等方面，具体手段包括磁分选、声波聚焦、低速离心、循环沉淀清洗等方法。流式样品的标准化、批量化处理设备不仅能够降低人为误差，也能够提升检测的稳定性和准确性，有利于建立标准化的流式检测流程。

微流体技术如今已经成为了流式领域中的常客，被广泛应用于分选、聚焦、预处理等流式分析的各个环节。早期的成功案例包括Nanocellect的微流体压电分选流式、Owl biomedical的微电磁开关分选芯片（2013年被美天旎收购）等。近年，微流体技术从学术界向工业界转产的速度显著提升，例如今年展会的热涡流分选技术（Cellular Highways公司）和TechShow状元Scribe Biosciences的免疫治疗单细胞研究平台（https://www.scribebiosciences.com/）。微流体技术主要解决的微流道的集成和单细胞操控，可以期望未来微光学技术能够从集成光学器件的角度进一步提升系统的集成度和稳定性。

TechShow是CYTO年会的例行活动，旨在为初创企业或创业中的科学家提供一个全球性的专业平台以展示其创新产品（或概念）。单细胞分析领域中，年收入小于1000万美元的企业，或能提供创新商业/产品概念的科学家均可申请参评。作为ISAC Innovation Council成员，今年我有幸全程参与了TechShow的评选。入围最终展示的三家公司分别是单细胞分析平台Scribe Biosciences（https://www.youtube.com/watch?v=6EgXblxFZH0&list=PLrdsTpLbKo29LWH3WZQ8zYDdehnBdP2XH&index=11）、类成像AI分选ThinkCyte和单细胞标记LASE Innovation。现场展示后，最终赢家是Scribe Biosciences。希望明年能够看到咱们中国公司申请参评。

如今，可喜地看到越来越多的国人在流式领域展露锋芒，从各大流式平台的主管，到越来越多国人背景的流式公司。与此同时，我们中国人参与ISAC协会运营的人数还非常少。希望我们的流式界朋友能够积极申请ISAC领导力计划。该计划旨在全球范围内发掘并培养未来的ISAC领导者，具体包含三个项目，ISAC发明家（Innovators）、Marylou Ingram学者（Marylou Ingram Scholars）和共享实验室新兴领导者（Shared Resource Lab Emerging Leaders），分别针对于流式技术发明、流式科学研究和流式共享实验室。