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空间多组学在解析复杂生物过程方面具有巨大潜力，尽管其固有的技术限制仍然制约着其广泛应用。目前，大多数研究因此在不同的组织切片上分别测量不同的组学特征，进而需要进行空间对角整合。一种新兴的实用解决方案是利用苏木精-伊红（H&E）图像作为整合锚点，鉴于其普遍可得、成本低廉且与不同组织制备方式兼容。然而，在真实应用场景中，这一锚点常因H&E染色风格差异、缺乏可靠的组织学标志物，以及不同组学模态间空间分辨率不匹配而受到削弱。为此，我们提出SpaWeaver，一种将病理基础模型与图Transformer及潜在特征对齐器模块相结合的计算框架，为弱锚定空间组学数据的对角整合提供了高度鲁棒的解决方案。大量实验表明，SpaWeaver对孤立或协同作用的弱锚定因素均表现出优越的鲁棒性。SpaWeaver生成的空间多组学谱系将原本分离于两张切片上的分子特征关联起来，从而解锁了以往仅能用于同测空间多组学数据的多种下游分析，包括具生态位感知的细胞-细胞通讯推断以及多组学分辨的细胞状态解析。在本研究中，它揭示了人结肠腺癌中依赖肿瘤距离的成纤维细胞-CD4+ T细胞信号传导，并在人卵巢癌中识别出一种伴随浓缩核的缺氧糖酵解型肿瘤状态。总体而言，我们的方法弥合了弱锚定组织切片之间可直接获取的单组学测量，使统一的空间多组学表征与系统层面的组织分析成为可能。
空间多组学在解析复杂生物过程方面具有巨大潜力，尽管其固有的技术约束仍持续限制其广泛应用。因此，目前大多数研究是在不同的组织切片上测量不同的组学特征，这就需要进行空间对角整合。一个新兴且实用的解决方案是利用苏木精-伊红（H&E）图像作为整合锚点，因为其具有普遍可得、成本低廉以及兼容多种组织制备方式等优势。然而，在真实世界场景中，这一锚点常常因H&E染色风格的变化、缺乏可靠的组织学标志，以及不同组学模态之间空间分辨率不匹配而受到削弱。为此，我们提出了SpaWeaver，这是一种计算框架，将病理学基础模型、图Transformer以及潜在特征对齐模块相结合，为弱锚定空间组学数据的对角整合提供了高度稳健的解决方案。
大量实验表明，SpaWeaver对孤立存在或协同出现的弱锚定因素均表现出优越的鲁棒性。SpaWeaver生成的空间多组学图谱将原本分离于两张切片上的分子特征连接起来，从而解锁了多种下游分析，而这些分析此前仅适用于共测定的空间多组学数据，包括具生态位感知的细胞间通信推断以及多组学解析的细胞状态。在本研究中，该方法揭示了人结肠腺癌中依赖于肿瘤距离的成纤维细胞-CD4+ T细胞信号传导，并在人卵巢癌中识别出一种具有固缩细胞核的缺氧糖酵解肿瘤状态。
总体而言，我们的方法在弱锚定组织切片之间连接了易于获取的单组学测量结果，实现了统一的空间多组学表征和系统层面的组织分析。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.10.731246v1?rss=1
🏷️ 空间多组学 对角整合 图Transformer 病理图像 弱锚定 计算框架
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