Visium HD VS Xenium，谁才是高分辨率空间转录组最优解？

在单细胞与空间转录组技术领域，10x Genomics的产品始终处于领头羊的位置，定期或不定期的产品升级与技术革新，推动着生物与医学科研水平触及微观、深邃的单细胞甚至亚细胞领域。在10x Genomics众多产品中，Visium HD与Xenium因其单细胞甚至亚细胞水平的高分辨率而备受青睐，尤其是Visium HD最新推出了适用于新鲜冰冻（FF）样本的技术体系，扩展了更多样本的可用性；而Xenium近期推出的5000基因的Panel，使其成为成像检测组织切片中数千个基因的最快方法。高端产品不断升级固然带给我们更多惊喜，但同时也难免带来更多的选择困惑，技术高端的同时价格也很“高端”，哪个才是最优解？

本文将从多个角度全方位地比较Visium HD和Xenium这两款产品的异同点（注：本文所有图片均来自10x Genomics官方资料），方便大家根据产品特点，并结合自己的课题研究目的、样本情况以及经费预算，做出更适合自己的选择。

高分辨率检测图片示例（左图为Visium HD，右图为Xenium）

01 技术原理与实验流程比较

Visium HD与Xenium都是基于探针杂交技术在玻片上检测组织切片中的基因表达水平，在检测分辨率上也都能达到单细胞水平，但二者的检测原理却完全不同。相应地，二者的基本实验流程在探针杂交前相似，但杂交后的步骤就大相径庭了。

Visium HD是利用探针杂交原位捕获组织中的RNA，通过在CytAssist上的转片过程，与RNA杂交的探针被Visium HD玻片上带有空间barcode、UMI和poly(d)T的oligo原位捕获，然后通过扩增建库和高通量测序，得到组织切片包含空间位置信息的基因表达矩阵。而Xenium是基于荧光原位杂交技术，利用巧妙的探针荧光信号组合设计来降低背景噪音，将带有基因特异barcode和引物结合序列的探针与贴于Xenium玻片上的组织内的RNA杂交，然后通过原位滚环扩增扩大信号强度，在Xenium仪器上通过多轮荧光探针的杂交成像和解码，获得待检测基因在空间位置上的表达信息并进行可视化。

Visium HD实验流程示意图

Xenium实验流程示意图

02 探针比较

Visium HD与Xenium都采用探针方式捕获组织切片中的RNA，探针中靶向目标RNA位点的序列都有左、右臂，探针杂交后，在连接酶作用下形成完整的靶向RNA互补序列，但二者在探针结构、探针对数量、靶向基因数量、是否可定制等方面都存在很大差异。

（1）在探针结构上，Xenium探针采用挂锁结构，杂交连接后形成圆环进行滚环扩增，而Visium HD探针经杂交、连接后，通过转片被HD玻片上的寡核苷酸原位捕获。

（2）在探针对数量上，Visium HD所检测的基因中，绝大部分基因设计为3个探针对，而Xenium所检测的基因中，每个基因对应5-8个探针对（大部分为8个），确保了目标基因检出的灵敏性和准确性。

探针结构示意图（左：Visium HD探针结构；右：Xenium探针结构）

（3）在靶标基因数量上，基于高通量测序的Visium HD覆盖了人和小鼠中大部分已知功能的基因，在人的组织样本中可检出目标基因约18000个，在小鼠组织中达到近19000个基因。相较而言，Xenium受荧光成像检出技术的限制，即使新近推出的Xenium Prime 5K已经将可检测的靶标基因显著提升超过一个数量级，但仍无法媲美Visium HD。

（4）在探针选择上，Visium HD的探针虽然能覆盖人和小鼠的大部分已知功能基因，但对于人和小鼠之外的物种却无法适用。Xenium的探针一次所能检出的靶标基因总数虽远不及Visium HD，但Xenium可以根据组织特点进行灵活的探针选择：既可以选择预制探针，也可以在预制探针的基础上再增加感兴趣基因（≤100个）进行探针定制。对于人和小鼠之外的物种，Xenium还可以从头设计并定制探针，具有更加灵活、精准的特色。

03 玻片比较

对应于不同的技术原理，Visium HD与Xenium在玻片特点上也完全不同。一张Visium HD玻片上有两个独立的样本框，每个样本框面积为6.5mm*6.5mm，由带有spatial barcode的oligo以2μm*2μm的小方块无间隙地覆盖（下图，左）；而一张Xenium玻片上仅一个大的样本框，组织最大贴片区域为10.45mm*22.45mm（下图，右），组织贴片区域四周有一圈基准点用于定位组织的空间位置。相较而言，对于面积较大的样本或者多样本同张玻片（比如：组织芯片）检测方面，Xenium有特殊优势。

玻片示意图（左：Visium HD玻片；右：Xenium玻片）

04 免疫组化的兼容性

Visium HD与Xenium都兼容在同一张组织切片上既做空间转录组检测又做H&E（或IF）检测，但在实验顺序上却是不同的。Visium HD的组织切片是先做H&E染色（或IF）再做探针杂交和转片，分析时将H&E或IF图片与空间转录组数据进行匹配。而用于Xenium的组织切片则是做完Xenium检测后，还可以再进行H&E染色或IF成像。

05 物种与样本类型比较

Visium HD与Xenium都是基于探针捕获，因此都受物种限制，两个产品已有的探针都是基于人和小鼠的已知基因设计。但Xenium可以支持人和小鼠之外特殊物种的探针定制，因此，也为其他物种中多基因表达的RNA原位检测提供了可能，而Visium HD则不支持人和小鼠之外的物种。

在样本类型的兼容性上，Visium HD与Xenium都同时兼容FFPE样本和FF样本，两个产品对于这两种样本类型在RNA质量和组织形态方面的质量要求也是一致的。但是，由于Xenium是利用荧光成像进行信号检测，如果组织中存在自发荧光，比如：外源导入的荧光蛋白、较大面积的组织坏死、淤血或大量红细胞残留等都会产生较强的自发荧光，对于正常探针的荧光检测会产生严重干扰，导致检测结果的准确性出现较大偏差。因此，对于一些特殊的组织样本，Xenium的要求更为严苛，适用于Visium HD的样本不一定全部适用于Xenium。

06 细胞分割方法比较

对于空间转录组数据分析来说，准确的细胞边界分割对于确定细胞类型和研究细胞间的相互作用机制至关重要。与Visium HD相比，Xenium 新推出的特殊染料组合为其数据实现多模态精准细胞分割提供了可能。

Xenium多模态细胞分割方法

小欧推荐

由以上几方面的比较可以看出，Visium HD和Xenium都能达到单细胞水平的高分辨率，也都可以用于FF样本和FFPE样本，但其实这两个产品是有本质区别的。在实际应用场景中，Visium HD与Xenium这两个技术平台既可以单独使用，也可以结合在一起使用。如果是刚开展一个新的项目，可以先通过单细胞和/或空间转录组测序筛选到感兴趣的基因，再结合Xenium进行更高精度的验证。如果前期已经找到了一些感兴趣的基因，可以直接采用Xenium预制探针或设计特定靶标基因的探针进行验证。当然，Visium HD与Xenium的应用远不止这么简单，想对这两个产品了解更多，快来联系我们吧!

了解及咨询更多空间转录组技术资料可添加小欧科服微信17317724501为您答疑解惑。

欧易单细胞时空多组学产品简介

欧易生物于2018年推出单细胞时空多组学服务。一经推出，便迅速帮助客户在Immunity期刊发表医学研究论文。目前已累计发文310+篇，平均影响因子10+，文章包含致谢公司/团队185+篇，深度合作的作者署名（含一作）15篇。此外，欧易生物是行业内早期开展单细胞+空转+空代多组学联合分析的公司，并成功助力发表在Cancer Cell、Nature Biotechnology、Cell Discovery和Nature Genetics等杂志。公司拥有4大单细胞平台+4大空间转录组平台+2空间代谢组平台为客户提供多元化、专业化和个性化的靠谱服务。

欧易生物---单细胞&时空多组学平台优势

⚪不一样的需求 不一样的平台选择

单细胞转录组平台：10X Genomics/BD Rhapsody/MobiNova/10X FLEX

空间转录组平台：10X 冰冻样本/10X Visium CytAssist FFPE样本/10X Visium CytAssist 冰冻样本/华大Stereo-seq

空间代谢组平台：AFADESI/Waters DESI

前沿技术：10X Xenium 组织原位表达分析检测/INVADE-seq

⚪专业解离经验：2W+样本处理经验，包含医学领域：神经系统、视觉系统、生殖系统、运动系统、免疫系统、心血管系统、内分泌系统、呼吸系统、泌尿系统、消化系统；农学领域：模式物种（水稻、拟南芥、油菜、大豆等）；牧渔领域（斑马鱼、扇贝、猪、牦牛、绵羊等）

⚪合作单细胞文章发文数310+，累计IF 3000+，行业遥遥领先

⚪专注数据挖掘，专业生信分析团队，售后服务