單細胞測序技術是近年來新興的基因檢測技術，與過去常用的測序技術相比，其最大的特點在于能夠在單個細胞水平上對基因組進行測序。而將此技術與癌癥研究相結合，則意味著研究人員能夠利用這種技術更精確地去了解癌細胞中發生的一切。
新的技術總是伴隨著新的突破和新挑戰，接下來，讓我們盤點下近些年來單細胞測序技術帶來的新發現和面臨的新挑戰：
一、單細胞測序技術的現狀

1.細胞類型，細胞狀態，以及惡性和非惡性細胞
近年來scRNA-seq研究的一個新興主題是，惡性細胞傾向于主要按患者樣本聚集在它們的表達譜中，而非惡性細胞則按細胞類型聚集在它們的表達譜中。這表明(1)腫瘤間異質性通常比任何特定類型的非惡性腫瘤細胞更大；(2)對于惡性細胞，腫瘤間異質性遠大于腫瘤內異質性。利用單細胞測序可以讓我們能夠進一步探究腫瘤內部異質性的模式。
2.整合體與單細胞腫瘤概況
單細胞測序亦是有局限性的：（1）scna -seq只提供了細胞轉錄組的部分樣本，與中到低表達的基因相比，更傾向于高表達的基因（2）scna -seq對樣品質量非常敏感，因此不適合對保存不佳或處理不佳的臨床標本進行剖面分析（3）高成本限制了對大量腫瘤進行分析的能力，而且在每個研究中通常只分析少數到幾十個樣本。但是通過與其他技術的結合，例如癌癥基因組圖譜(TCGA)，可以幫助我們更好的研究腫瘤生物學。

二、單細胞癌癥分析中新出現的挑戰和方向
在未來幾年中，通過單細胞RNA-seq研究腫瘤的方法將進一步整合到癌癥研究中，并將用于解決越來越多的關于腫瘤生物學的問題。


1.區分遺傳和非遺傳機制的貢獻:單細胞多組學分析
scRNA-seq“多組學”方法的開發——將mRNA水平的測量與各種其他特征結合起來，如蛋白質水平、DNA甲基化、染色體可及性、克隆擴增等。
2.細胞-細胞相互作用和空間定位：空間分辨單細胞技術
細胞的狀態可能高度依賴于其精確的空間位置以及與相鄰細胞的相互作用。將轉錄體與空間信息耦合將極大地提高預測和進一步表征這種相互作用的能力，因此，正在開發許多方法來將scRNA-seq與空間信息耦合。在未來幾年內，對腫瘤空間解析技術的不斷改進，以及對來自不同技術的數據的集成，將極大地推進這些方向，并提高我們對細胞-細胞相互作用和空間效應的理解。
增加對作為細胞通訊中心介質的配體和受體的表達的研究，從而進一步探索腫瘤內細胞-細胞相互作用。配體-受體復合體數據庫與scRNA-seq數據對腫瘤細胞亞群定義的結合，突出了潛在的細胞-細胞相互作用。腫瘤微環境的復雜性意味著這種潛在的相互作用的數量將是巨大的，有必要進行后續研究，以確定個體相互作用的重要性。
3.殘留疾病和復發:利用單核分析(冷凍)
在許多癌癥類型中，最初的治療反應通常伴隨著腫瘤復發，腫瘤的侵襲性和耐藥性增加，突出了殘留病及其演變和生長對建立復發腫瘤的意義。以前的研究比較了原發性和復發性腫瘤，揭示了耐藥的各種遺傳原因。未來的研究將通過scRNA-seq將這種方法擴展到比較，并提供更詳細的復發性腫瘤及其與相應原發腫瘤的區別的視圖。除了復發性腫瘤，scRNA-seq還提供了一種方法，可以直接描述通過治療存活下來的罕見殘留細胞，并最終作為腫瘤復發的基礎。
4.腫瘤亞群:檢測、功能意義和起源
腫瘤的進展是一個進化的過程，因此，只有少數細胞能夠通過選擇逐漸出現新的表型。。盡管當前的scRNA-seq研究是在測量有限的細胞數量(例如幾十到數百個)的平臺上進行的，但結合其他技術，能夠在每一批中實現數量級的更多細胞(例如數千個)，而未來的技術可能會進一步將這種能力擴展到數萬個沙子甚至數百萬個細胞，這將有助于發現非常稀有的亞群。
最近的scRNA-seq研究揭示了腫瘤表達譜與正常發育細胞類型之間的顯著相似之處，提出了關于癌癥起源和癌癥內部正在進行的分化過程的具體觀點。通過對腫瘤、正常組織和發育過程的廣泛的scRNA-seq，例如通過人類細胞圖譜(HCA)計劃，此類觀察的數量預計在未來幾年將顯著增加，包括對許多以前的觀察的改進。
5.獨特的腫瘤表型和特殊的應答者:N = 1組的單細胞分析
治療中的異常值是相當常見的，并且是目前面對的重要難題。通過scRNA-seq與相關技術改進(如空間剖面和多基因組技術)的結合，使腫瘤生態系統在之前的深度和廣度上特征化。
總結：
腫瘤的異質性一直以來都是困擾著癌癥生物學家和臨床醫生的重要問題。過去的研究中由于缺少準確測量腫瘤中單個細胞的方法，我們錯過了許多lTH的關鍵方面，阻礙了我們對腫瘤生物學的理解。而單細胞測序將改變這種情況，其在人類癌癥中的應用將為未來的研究鋪平道路，它將成為我們手中針對癌癥細胞的一把利刃，為人類健康斬破難關。
參考文獻：
Suvà M L, Tirosh I. Single-Cell RNA Sequencing in Cancer: Lessons Learned and Emerging Challenges[J]. Molecular cell, 2019, 75(1): 7-12.