芯空一号Update | Napari：CosMx SMI空间转录组数据的交互式探索工具

高分辨率CosMx SMI数据带来的空间解读挑战

CosMx SMI技术以单分子分辨率实现高通量空间转录组检测，为解析复杂组织微环境和空间异质性带来了前所未有的细节信息。然而，随着空间分辨率和检测通量的持续提升，数据变得越来越“精细”，这也对解读方式提出了更高的要求。

在实际分析中，RNA信号往往在组织切片上高度密集。如果仅依赖表达数值，而脱离组织空间背景，很难形成直观的理解。同时，细胞分割结果、基因表达信息与组织形态通常以FOV的形式分散呈现，研究者需要频繁在多个结果和界面间切换，才能完成一次相对完整的空间判断。

更关键的是，许多重要的生物学结论并不完全源于统计显著性，而是建立在一个更基础的问题之上：这些信号在空间上是否合理？是否符合已知的组织结构和生物学认知？

因此，在CosMx SMI数据的实际应用中，除了下游的定量分析方法，研究者还迫切需要一种能回归真实组织空间、支持反复观察与验证的交互式可视化工具。

napari-cosmx插件正是应这一需求而生的开源工具。它由NanoString相关团队维护，基于napari平台，提供灵活的交互式可视化能力与空间标注功能，帮助研究者在CosMx SMI数据中更高效地建立直观的空间认知。

napari-cosmx插件在分析流程中的定位

napari-cosmx适用于空间探索与结果验证阶段，它能帮助研究者将抽象的数据结果重新置于组织结构中进行理解，从而使分析更具生物学意义。

具体来说，该插件在以下几个关键阶段发挥重要作用：

快速浏览数据整体的空间分布特征和基本质量；

核查基因表达模式、细胞注释结果与空间分布之间是否一致；

结合组织结构进行人工标注和感兴趣区域的划分。

作为以可视化交互为核心的工具，napari-cosmx可以对CosMx SMI的分析结果起到很好的补充作用。通过这种方式，研究者可以在数据分析过程中更自然地融入自身领域经验和生物学判断，从而显著提升空间结果解读的可靠性。

 核心功能

1、对齐H&E组织图像与CosMx SMI数据

napari-cosmx插件可以将H&E组织切片影像与CosMx SMI的RNA转录本数据叠加到同一空间坐标系中。研究者能在真实组织结构背景下直观查看基因表达分布情况。从整体视野逐步放大到局部区域，可以更清晰地观察表达模式与组织形态之间的对应关系。这有助于快速判断空间信号是否符合基本的生物学认知。

2、查看转录本的单分子空间分布

在整体空间背景之上，插件支持按照基因筛选并显示RNA转录本。研究者可以聚焦感兴趣的基因，直接观察其在组织中的空间分布特征。例如转录本是否在特定区域富集，或是否与组织结构呈现明显相关性。这一功能适用于探索性分析阶段，能为初步发现具有空间特异性的候选基因提供直观依据，从而指导后续深入分析。

3、基于细胞分割结果选取感兴趣的细胞

结合细胞分割结果，研究者可以在空间视图中直接选中单个细胞，并查看其对应的表达信息或注释结果，从而使细胞层面的信息不再孤立，实现组织尺度与细胞尺度之间的灵活切换。该功能常用于核查细胞注释在空间上的合理性，同时也有助于观察局部区域内的细胞异质性特征。

4、圈选感兴趣区域（ROI）

针对具体研究问题，napari-cosmx插件允许研究者在组织切片上直接勾画感兴趣区域（如肿瘤边缘、免疫细胞富集区等）。绘制完成的ROI可以进一步导出，用于下游的区域级定量分析或比较研究。这一过程让研究者能够将专业判断和经验直接融入空间数据解读，为后续分析提供清晰、可复用的空间边界。

总结 >>>

在高分辨率空间转录组技术逐渐进入“数据丰富”时代的当下，真正的挑战已不再仅仅是获取数据，而是如何在复杂组织结构中清晰地理解和应用这些信息。napari-cosmx插件提供了一种回归真实组织空间进行观察和判断的有效方式。

通过其交互式可视化能力与灵活的空间标注功能，研究者可以在分析流程的不同阶段反复回到原始空间背景，对基因表达、细胞注释以及区域特征进行直观的核查与理解。这不仅帮助将分析结果与生物学认知更紧密地连接起来，还能提升研究的可靠性和可表达性。

对于正在使用CosMx SMI数据开展空间转录组研究的用户而言，napari-cosmx无疑是一种更贴近研究直觉的强大工具，它为复杂的空间结果的解读提供了有力支持。