Xenium、CosMx等技术流程篇

作者，Evil Genius忙了一天，现在得空给大家分享一些Xenium、CosMx分析的整理。首先第一步，Xenium基础分析,一般就采用squidpy即可。 iTME（高精度空间平台、Stereo-seq、HD）流程升级----高精度空间平台的细胞邻域分析（固定范围）流程升级---空间邻域聚类分析与分层分析（高精度平台，Stereo-seq、HD、Xenium、CosMx ）脚本更新----空间邻域差异分析（高精度平台，Xenium、CosMx、CODEX、图像分割Stereo-seq、HD）脚本更新----细胞的空间临近性分析脚本更新---空间转录组分析三种（多种）细胞类型的空间位置变化脚本更新 ----Xenium、CODEX、CosMx范围邻域矩阵的获得与亚群分析内容复习---空间邻域差异分析（高精度平台和低精度平台）第七步，时空通讯高精度空间平台（Stereo-seq、Xenium、HD） + 空间数据推断空间尺度的配(受体)靶基因活性第八步，空间轨迹课前准备---空间细胞轨迹课前准备---空间轨迹空间转录组数据分析之空间轨迹（Spatial tendency）最后还有一些Xenium、CosMx

CosMx空转数据分析导读

目前空间组学技术主要分为两大类： （1）基于荧光成像 + 原位杂交/测序 通常可以达到单细胞甚至亚细胞分辨率，但基因通量有限（或需要多轮成像）： 技术平台 原理 分辨率 通量 NanoString CosMx 本文将重点介绍上述的热门技术之一CosMx 。 一、CosMx技术简介 NanoString 于 2022 年推出的 CosMx™ Spatial Molecular Imager (SMI) 是一种高通量、单细胞乃至亚细胞级别的空间原位分子成像平台 CosMx™ﾠSMI系统具有简单的样本制备流程和稳定的原位杂交化学原理，能够兼容多种组织类型的检测，包括新鲜冷冻组织（FF）、福尔马林固定石蜡包埋组织（FFPE）以及组织芯片（TMA）等。 ps: 听说cosMX技术仍存在一些诟病，例如FFPE样本存在一些非特异性信号，RNA弥散等问题，不知道这个是FFPE样本的通病，还是个例。

知识扩展--Xenium、CosMx的技术比较

这一篇我们来简单的比较一下Xenium、CosMx之间的区别，结合自己的项目分析经验。 首先第一点，首当其冲的是商业化水平，客户能不能拿到很好的分析数据和数据的稳定性都和商业化水平有关，CosMx有广州的裕策生物和上海的上海生物芯片，但是广州的裕策生物基本倒闭了，很多客户在裕策的CosMx CosMx 和 MERSCOPE 更适合批量处理，但CosMx需手动选择每个组织芯的ROI，MERSCOPE则有成像面积限制。MERSCOPE 对载玻片有特殊要求，实操技术挑战更高。 CosMx 在2024年更新后特异性也有所提升。 CosMx 凭借其大Panel，也能识别多种细胞类型，但亚型分辨率有时不及Xenium。平台选择涉及检测灵敏度/特异性（Xenium） 与检测通量（CosMx） 之间的权衡。

脚本更新---高精度空转（Xenium、CosMx）Patch Proximity Analysis

脚本更新--CosMx、Xenium的neighborhood analysis（R版本）

内容补充--高精度空转（Xenium、CosMx等）数据增强

今日参考文献知识积累基于测序的ST技术（如10× Genomics Visium和Slide-seq）通过空间索引条形码对组织斑点进行RNA测序；而基于成像的ST平台（如NanoString CosMx 以NanoString CosMx™ SMI为例，其仅能检测数千个基因，且每个细胞实际检测到的mRNA分子数有限——分子成像技术与杂交效率的固有局限导致基因表达测量精度不足。 scRNA-seq数据即可完成ST未测基因预测技术兼容性：适用于多种空间转录组技术平台的数据增强示例：乳腺癌组织的ST数据（10× Visium）与多方法比较示例：SpaIM增强差异表达基因检测能力（CosMx

脚本更新---高精度（Xenium、CosMx）的邻域通讯分析

今天我们更新脚本，高精度（Xenium、CosMx）的邻域通讯分析python代码，python大家尽量学一学，如何搭建python环境以及写封装脚本在linux系统上运行，是空转必修课.import

内容扩展--Xenium、CosMx数据细胞定义的分析策略

今天我们来分享Xenium、CosMx数据细胞定义的分析策略还是老样子，总结高分文章的做法，平时大家也多读读文献并总结。第一篇，采用的Seurat的labeltransfer。

知识扩展---高精度空转（HD、Xenium、CosMx）的ROI选择

我们在做HD、Xenium、CosMx通常是不可以全量分析的，而是选择一些关键的区域进行核心分析。其中主观选择ROI存在主观性强、结果不一致且缺乏可重复性的问题。 结果2、在人类胃癌样本中指导Xenium实验的应用结果3、在人类结肠癌样本中指导Visium HD实验的应用结果4、在人类肾脏样本中指导CosMx实验的应用结果5、在ROI选择中整合先验知识在实际应用中

SY日记方法分享--高精度空转（Xenium、CosMx）距离度量

知识扩展-高精度空转（HD、Xenium、CosMx）banksy数据增强的意义

具体到数据上的应用价值 对于Xenium和CosMx这种亚细胞分辨率数据，Banksy的优势： 揭示肿瘤异质性：不仅能区分癌细胞亚型，还能区分出侵袭前沿、免疫抑制核心、血管化区域等具有不同空间背景和临床意义的癌细胞生态型

课前准备--高精度空转（Xenium、CosMx）等空间邻域通讯

我们还是以王凌华的文章为例前面的空精度空转（Xenium、CosMx）等的基础分析，细胞注释，RCN、邻域、亚群区分我们都做完整，就来到亚群的空间邻域通讯。

内容补充--高精度空转（Xenium、CosMx）空间距离分析

作者，Evil Genius今天我们更新脚本，高精度空转（Xenium、CosMx）空间距离分析，我们以量化fibroblast与tumor的空间距离关系为例。 /usr/bin/env python3####zhaoyunfei####20250716# -*- coding: utf-8 -*-"""Xenium/CosMx空间转录组数据分析脚本分析两种细胞类型的空间距离关系及基因表达变化

内容复习---高精度空间数据分析（CODEX、CosMx、IMC）

matplotlib import cmimport numpy as npimport scanpy as scimport squidpy as sqadata = ad.read_h5ad('cosmx.h5ad

知识扩展--影像空间转录组数据集评估与可重复性的标准化度量体系

今天我们扩展一下关于高精度空间转录组（Xenium、CosMx），参考文献如下空间组学技术虽能实现纳米级精度的组织解析，但面临标准化缺失、数据可比性差与评估体系不统一等挑战。 所有切片在1–3周内完成检测以保持样本完整性，并通过Xenium与CosMx平台生成77份空间图谱，同步进行FFPE单核RNA测序（snPATHO-seq，n=6）及H&E染色（n=44）。 平台对比显示：CosMx在ST数据中具有更高TPN（108.6）与TPA（1.93），Xenium则呈现更高TPC（0.4）。 在可重复性评估中，主成分分析显示成像平台是区分样本的主要因素（PC1解释34.39%方差），Xenium与CosMx样本在PC1上明显分离。 细胞计数对比显示H&E染色与Xenium计数高度一致，CosMx计数则随组织类型变化，例如前列腺组织中三种技术检测的细胞数相近（H&E平均86,588个，Xenium 100,794个，CosMx 97,209

脚本复习--高精度空转（Xenium、CosMx）的细胞邻域分析（R版本）

第26课PPT--CODEX（IMC、mIHC）基础分析梳理

Stereo-seq bin < 50、slide-seq）通讯分析第18课：关于10X HD （Stereo-seq bin < 50）个性化分析的讨论（CNV、轨迹、NMF等）第19课：Xenium（CosMx 、IMC等高精度平台）基础分析梳理与细胞网络第20课：Xenium（CosMx、IMC等高精度平台）依据邻域空间聚类与数据增强第21课：Xenium（CosMx、IMC等高精度平台）RCN（Recurrent cellular neighborhoods）分析第22课：Xenium（CosMx、IMC等高精度平台）细胞邻域与共定位第23课：Xenium（CosMx、IMC等高精度平台）细胞邻域差异分析第24 课：Xenium（CosMx、IMC等高精度平台）依据微环境区分细胞亚型第25课：Xenium（CosMx、IMC等高精度平台）细胞邻域通讯分析第26课：CODEX基础分析梳理第27课：CODEX数据CN

课后补充--为什么visium HD（stereo-seq）不做细胞niche而xenium(CosMx)做细胞niche很常见？

visium HD（stereo-seq）现在也可以做细胞分割，和xenium(CosMx)的细胞分割有什么区别？ xenium(CosMx)却必须要做这个分析？差异在哪里？ Xenium/CosMx很多实验：几百~几千genes panel但是：每个gene检测：高灵敏度所以：cell identification强。5. Cell niche依赖准确的 cell identity 和 cell-cell distance，因此 Xenium/CosMx 的细胞级空间关系可信度更高。 organization（空间组织结构）Xenium/CosMx → cellular ecology（细胞生态位/niche）生活很好，有你更好。

代码更新--高精度空间（Xenium、CosMx）细胞外基因表达的数据分析

作者，Evil Genius在昨天的文章细节分享--关于高精度（Xenium、CosMx）细胞分割外基因表达的分析讨论中表明uRNA可能携带有生物学意义的信号，值得进一步探讨。

内容复习--Xenium 5k (包括CosMx大panel)基础与多样本整合分析