桥接生物医学图谱生态系统：跨图谱对齐与可扩展组织样本配准

在过去五年中，来自 20 个联盟的超过 13,000 个组织数据集、涵盖 2 亿多个细胞，已被进行空间配准并纳入人类参考图谱（Human Reference Atlas, HRA）的通用坐标框架（common coordinate framework, CCF）。这一共享的三维空间与语义参考系统，使研究者能够在跨器官、跨检测类型和跨空间尺度的所有其他数据背景下探索相关数据集。然而，单个样本的人工配准仍然高度消耗资源；随着样本、检测方法和图谱构建工作的不断增加，这一问题进一步加剧，并对其可行性提出了挑战。本文提出了两种扩展 HRA 构建规模的方法：(1) 在生物医学参考图谱系统之间投射数据；(2) 使用 millitome 将组织块批量配准到参考器官中。这两种方法均采用自动对齐与投射（AutoMated Alignment and Projection, AMAP）流程，利用点云配准对三维网格模型进行对齐。我们展示了不断发展的、与 HRA 对齐的图谱生态系统，涵盖来自 SPARC 项目（心脏）、Gut Cell Atlas（大肠）、500 名受试者共识肾脏以及 Julich 脑图谱的 6 个模型。此外，我们还使用 AMAP 将来自 5 个器官的 7 个 millitome 模型投射到 HRA 生态系统中，整合了 300 多个组织提取位点。AMAP 实现了跨图谱生态系统的数据组织配准的可扩展化，从而能够构建人体的高细节参考图谱。

在过去五年中，来自20个联盟的超过13,000个组织数据集、总计超过2亿个细胞，已被空间配准到人体参考图谱（Human Reference Atlas, HRA）的通用坐标框架（common coordinate framework, CCF）中。共享的三维空间与语义参考系统，使得能够在跨器官、跨检测类型和跨空间尺度的所有其他数据背景下探索各类数据集。然而，单个样本的人工配准仍然高度消耗资源；随着样本、检测方法和图谱构建工作的激增，这一问题进一步加剧，并带来了可行性挑战。本文提出了两种扩展HRA构建的方法：（1）在生物医学参考图谱系统之间投射数据；（2）利用毫米切割器（millitomes）将组织块批量配准到参考器官中。这两种方法均使用自动对齐与投射（AutoMated Alignment and Projection, AMAP）流程，通过点云配准对三维网格模型进行对齐。我们展示了不断发展的、与HRA对齐的图谱生态系统，其中包括来自SPARC项目（心脏）、Gut Cell Atlas（大肠）、500名受试者共识肾脏图谱以及Julich脑图谱的6个模型。此外，我们还使用AMAP将跨5个器官的7个毫米切割器模型投射到HRA生态系统中，整合了300多个组织提取位点。AMAP实现了跨图谱生态系统的数据组织配准的可扩展化，从而支持构建人体的精细参考图谱。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.13.744704v1?rss=1

🏷️ 人类参考图谱 跨图谱对齐 组织样本配准 空间配准 点云配准 生物医学图谱