复旦大学附属中山医院王向东教授等首次系统提出“立体细胞”全新概念，新一代精准医学的研创源泉

精准医学的发展历经几个关键阶段：从人类基因组计划奠定基础，到基于突变的靶向治疗进入临床，再到如今多组学、免疫治疗等多元技术融合应用。然而，传统方法仍局限于“基因表达量”或“蛋白质丰度”的层面，忽略了分子在细胞内的空间位置、动态互作及其在组织微环境中的时空演变。尤其在单细胞研究中，仅依赖基因表达谱定义细胞类型（如图1A所示）面临巨大挑战——标记基因重叠、亚型定义不一致、临床转化困难等问题日益凸显。

当精准医学走过以人类基因组计划为基础的“基因时代”，步入以单细胞多组学为核心的“细胞时代”，一个更为深邃的维度正悄然打开——立体细胞生物医学。2025年11月，由复旦大学附属中山医院呼吸与危重症医学科王向东教授团队与奥地利格拉茨技术大学欧洲立体细胞中心（ESCC）Christian Baumgartner教授联合发表在《Clinical and Translational Medicine》上的社论性研究，首次系统提出了“立体细胞”这一全新概念，预示着精准医学正从“序列导向”迈向“空间与时间导向”的新纪元。

01立体细胞：什么是“立体”，为何重要？

“立体细胞”并非指三维形态的细胞，而是指在时空维度上全面解析细胞的结构、互作与功能。它融合了单细胞立体学、生物学与医学，旨在捕捉：

• 细胞内：细胞器之间的动态交互（如线粒体与内质网的接触）

• 细胞表面：膜蛋白的空间分布与相互作用（单细胞表面组学）

• 细胞间：在组织中的空间位置、邻居关系与微环境重塑

02如何实现“立体细胞”？——多模态技术融合

1. Stereo-seq（空间转录组学）：如同“细胞CT”，它能对组织切片进行连续空间转录组测序，重建细胞在组织中的空间位置与基因表达图谱（图1C），揭示细胞间的连接与微环境结构。
2. 单细胞表面组学（sc-surfaceome）：通过抗体标记与质谱技术，绘制细胞表面蛋白质的空间分布与动态修饰，揭示细胞识别、信号传递与免疫应答的关键界面。
3. 多模态细胞身份鉴定（图1B）：结合细胞形态、表面蛋白标记与单细胞转录组数据，构建高精度、高特异性的细胞亚型识别系统，提升临床诊断的准确性。
4. 动态体外建模（图1D）：将肿瘤组织解离为单细胞与微环境组分，在培养体系中重建其互作与重塑过程，用于机制研究与药物筛选。

03立体细胞的意义：下一代精准医学的引擎

立体细胞不仅是一种技术集成，更是一种研究范式的转变：

• 从“是什么”到“在哪里、如何作用”：明确分子在亚细胞结构中的定位与互作机制；
• 从“单层次”到“多层次整合”：融合基因组、转录组、蛋白质组与空间组学，构建细胞的全息图谱；
• 从“静态切片”到“动态过程”：揭示疾病发展、治疗响应与微环境重塑的时空动态；
• 推动临床转化：为肿瘤免疫、神经退行性疾病、代谢性疾病等提供新型生物标志物与治疗靶点。

当我们可以像“拍电影”一样记录细胞的生命活动，当空间与时间维度被纳入疾病的诊断与治疗体系，精准医学才真正步入“立体时代”。立体细胞生物医学，正引领我们从基因的“序列叙事”，走向细胞与生命的“空间史诗”。

论文信息

标题：Stereo cell: A new approach to the next generation of clinical precision medicine

期刊： Clinical and Translational Medicine, 2025
作者：Wanxin Duan, Mingjie Wang, Yifei Liu, Celine Desoyer, Christian Baumgartner, Xiangdong Wang

DOI：10.1002/ctm2.70537
原文链接：请访问Wiley Online Library查看

https://doi.org/10.1002/ctm2.70537