Cancer Cell 2026｜Visium 空间转录组如何检测非靶标瘤内菌

今天研读的是2026年Cancer cell文章”Intratumoral Bacillus cereus orchestrates stem-like lymphoidniches to potentiate immunotherapy response in hepatocellular carcinoma”

背景知识

Bacillus cereus蜡样芽孢杆菌，革兰氏阳性菌，β溶血性的杆状细菌。部分菌株会产生肠毒素，使其被作为典型的食源性致病菌；但是这篇文章发现，肿瘤内蜡样芽孢杆菌可通过 PI-PLC 诱导内皮细胞释放 IL-33，驱动 CD70⁺ ILC2 与 TCF1⁺ Tpex 细胞组成的「干性样淋巴生态位」积累，从而增强 PD-1/PD-L1 免疫治疗反应。

「同样是拥有三级淋巴结构（TLS）的肝细胞癌，对 PD-1/PD-L1 免疫治疗的反应为什么会不同呢？」

研究人员通过mIF分析发现，单纯的 TLS 丰度并不能稳定预测免疫治疗反应。且TLS 中存在大量 TCF1⁺ Tpex 细胞，而这些区域同时富集一种特殊的 CD70⁺ ILC2。

文章首先通过多重免疫荧光、空间转录组、成像质谱流式等空间组学技术，从肝癌组织中识别出一个与免疫治疗反应相关的 stem-like lymphoid niche，即由 CD70⁺ ILC2 和 TCF1⁺ Tpex 等细胞组成的特定空间生态位。随后，作者进一步利用空间转录组中的微生物信息，结合 SMTa 分析发现 Bacillus 在这些 niche 周围富集，并通过后续小鼠和体外实验进一步将其锁定为 B. cereus 并研究其作用机制。

（文章思路见文末）

很扎实的研究，文章花开两朵，各表一枝；

•干湿实验结合，空间组学发现问题，机制实验解释因果

•visium 数据一部分做免疫细胞的分析，另一部分做胞内菌的分析

Visium 如何检测非靶标瘤内菌

（B）HCC 组织中 TLS、ILC2 score、CD70 和 Bacillus 的空间分布。图 Fig. S4B 中，作者使用 Visium 技术计算了组织中的 Bacillus 丰度。

回到我们最关心的问题，visium技术如何检测到_Bacillus _这种非靶标物种的？

methods中引用的是 Lyu et al., Genome Research 2023 的方法。原始论文将该流程称为 Spatial MetaTranscriptome（SMT)：从常规 spatial transcriptomics 数据中提取宿主未比对的 reads，进行微生物分类，并最终生成空间微生物丰度矩阵。

技术流程

使用的是基于 BLAST 注释细菌片段的方法。Visium 测序得到 FASTQ 文件后，human-mapped reads 用于宿主细胞分析，unmapped reads 则通过 SMT 方法进行质控、BLAST 比对、majority voting 和环境污染处理，最终计算每个 spot 中的 Bacillus 丰度。*需要注意，Fig. S4B 标注的是 Bacillus（芽孢杆菌属），而不是 Bacillus cereus（蜡样芽孢杆菌）。*

SMT 方法

1. Spatial barcode + UMI

• 把 reads 分成 UMI groups；5 条 reads 不等于 5 个微生物分子，要依据 UMI 去重。（UMI，即 Unique Molecular Identifier，用于识别原始转录本并减少 PCR 扩增偏倚。）

例如，Spot A 的 spatial barcode 是 BC001；捕获的 RNA molecule 各有自己的 UMI。建库和测序后，同一个原始 RNA molecule 可能产生多条 reads。

2. 质控：去除 low-complexity reads 等

3. 用 BLASTN 2.10.1+ 比对 NCBI nucleotide database

4. Majority voting 与上归大类

例如，UMI_002 中多数 reads 被归于某一种属。

5. 处理环境污染：区分真实瘤内菌与样本污染

• 随机重复抽取相同数量的 spots，分析其空间分布情况；
• 明显聚集则说明可能是spatially clustered,随机分布更可能是污染

6. 计算 spatial microbial abundance

• 每个spot 中，SMT 识别出了 N 个独立的、被归属于 Bacillus 的 UMI groups

SMT 类似方法的优点与局限

纯基于blast注释细菌片段不那么solid, 因此图片也只被放在了补充材料里，假阳性的问题也难以完全规避；还有一些文章使用了16S probe的方法，比如Microbial signals in primary and metastatic brain tumors这篇。

当然这篇文章用了大量的细胞和小鼠实验证明了此种菌的存在，下面简要梳理一下思路：

文章思路概览