细胞是生物体基本的结构和功能单位，对细胞的解析在生命科学研究中占据着重要地位。继人类基因组计划（Human Genome Project）之后，人类细胞图谱计划（Human Cell Atlas，HCA）直指更远大的目标：表征一切人体细胞，覆盖所有组织和器官，搭建人体微观参考图，提升人类对于各种生命现象的理解。在构建人类细胞图谱的全球性计划的引领下，单细胞基因组学快速发展，为我们提供了前所未有的视角，开启了生命科学的新纪元。
2019年5月25日，“2019国际单细胞组学中国峰会”于北京成功举行。汇聚全球人类细胞图谱计划的领导者、中国单细胞生物学的顶尖科学家和业界技术领袖，本届峰会盛况空前，吸引了超过4500人通过线上、线下渠道观看参与。参会嘉宾围绕该领域的国际前沿进展、应用实践和未来愿景做了精彩论述，本届大会兼具学术水准和影响力，是中国单细胞基因组学发展的里程碑事件。
闫力处长
张学工教授
峰会由北京信息科学与技术国家研究中心生物信息学研究部主任、清华大学教授张学工主持；卫健委医药卫生科技发展研究中心处长闫力为峰会致开幕辞。闫处长指出，“2019国际单细胞组学中国峰会”是一场学术盛事，国内外顶尖科学家的交流与思想碰撞，将推动单细胞领域的创新，并通过会议把单细胞基因组学从基础科研快速推进到临床，应用到疾病的预防、诊断、治疗，希望通过科研工作和一线的临床医生的共同努力，让最新科研成果造福人民健康。
李寅青研究员
Aviv Regev教授
峰会第一部分由清华大学李寅青研究员主持。首先，Broad研究所核心成员、人类细胞图谱计划创始联席主席Aviv Regev教授带来了单细胞基因组学的主题演讲。随着基础研究的不断推进和技术的发展，单细胞基因组学取得了长足的进步，对于人类理解和治疗疾病有着重要的意义。Aviv Regev教授首先介绍了单细胞基因组学在结直肠癌研究中的应用，并指出抗肿瘤坏死因子（anti-TNF）疗法是一个突破性的疗法，但是部分患者会出现耐受性。为了进一步揭示其中的机理，研究人员利用单细胞技术构建了健康人和结直肠癌患者的单细胞精细图谱，鉴定出结直肠癌组织特殊的细胞类型，以及基质细胞、免疫细胞等在肿瘤组织中的特殊构成。研究发现，不同细胞的变异可以用来预测其功能模块，帮助研究者在多基因区域中鉴定出可能的致病基因。Aviv Regev教授指出，人类细胞图谱计划的任务是以生命的基本单位——细胞为核心，搭建一个全面的、包含全部细胞种类的参考图谱。2016年以来，在全球1398个成员，558名PI的参与下，HCA的国际影响力正在持续增长。在演讲的结尾，Aviv Regev教授感谢了所有赞助商对于HCA提供的巨大帮助。
Muzlifah Haniffa教授
作为第二位讲者，纽卡斯尔大学教授Muzlifah Haniffa指出，人类细胞图谱计划为免疫学研究提供了全新的、系统性的视角，与先前“线性”的理论相比有着巨大优势。针对免疫系统发展的研究与许多临床问题相关，例如母体是如何与不断生长的胎儿和谐共处的。HDBR项目关注时间序列上不同时点的胎儿的状态，样本主要源自肾脏、肝脏和皮肤，利用单细胞RNA-Seq技术进行测序，找出了40余个可以用来对细胞进行有效分群的基因。细胞分群的结果揭示了细胞内部和外部环境对于B细胞生长、成熟的支持作用。胎儿肝脏细胞图谱的构建可以为进一步研究提供极大的帮助。
张学工教授
在第一部分最后，北京信息科学与技术国家研究中心生物信息学研究部主任、清华大学教授张学工为听众介绍了单细胞基因组学及相关的生物信息技术在中国的发展现状。仅仅2018一年间，在中国有多达四千八百万的细胞被测序和深度分析，占全球市场的14%。2012年以来，单细胞全外显子、全基因组、转录组和甲基化测序相继完成，全长单细胞RNA-Seq、多组学单细胞测序和空间转录组学的应用为国内的研究者深入到细胞水平研究生物学现象背后的机理提供了有力的武器。许多研究者致力于构建不同物种或不同组织的精细细胞图谱，如小鼠细胞图谱（郭国骥团队）、人心脏细胞图谱等。在分析层面，SCRL是一个针对单细胞数据的特征学习方法，借助将数据与知识相结合的有监督学习，可以达到更好的分群结果，发现每种特定细胞类型中的显著通路。与此同时，过分依赖于研究者的生物学背景知识会造成过度拟合，因此弱监督学习是一个有效的方法，基于度量学习的单细胞转录组数据分析方法scMetric可以为研究者提供帮助。此外，reCAT、DEsingle等也是单细胞数据分析的有力工具。
张新荣教授
第二部分围绕单细胞检测主题展开。清华大学张新荣教授针对单细胞代谢组分析的方法学发展进行了深入论述。张新荣认为，单细胞蛋白组学是单细胞研究的不可或缺的组成部分，因为蛋白质是基因行使功能的载体。流式细胞术的出现使蛋白组学突破了多细胞水平，深入到单细胞层面。张新荣教授随后介绍了利用流式细胞术进行单细胞代谢组学研究的实践。在单细胞水平鉴定潜在的生物标志物的主要障碍在于低至皮克级的微量样本，对于质谱设备提出了更高的要求。质谱结合共聚焦显微术实现细胞成像方面，TOF-SIMS技术已经可以达到100nm的空间分辨率，并且有效降低噪声。
张泽民教授
北京大学张泽民教授带来了题为“肿瘤浸润淋巴细胞的单细胞特性”的演讲。近年来肿瘤免疫治疗取得了突破性进展，针对免疫治疗的疗效评估成为临床应用中的重要问题。影响免疫治疗效果的诸多因素中，肿瘤微环境是传统方法难以精准评估的，而单细胞测序可以揭示多细胞测序难以探明的肿瘤异质性。张泽民教授团队利用SMART-Seq2技术测序了5063个细胞，发现了肿瘤微环境中初始T细胞向耗竭状态的发展轨迹，并在耗竭性CD8+ T细胞亚群中发现了一类FOXP3+抑制性T细胞的存在，提出了耗竭T细胞会进一步发展成抑制性T细胞的潜在发展方向。结合肝癌、非小细胞肺癌、结直肠癌的单细胞测序结果的比较分析展示出各肿瘤类型中T细胞的不同组成。微卫星不稳定（MSI）和微卫星稳定（MSS）的结直肠癌患者在免疫治疗疗效方面存在差异，而在这两种类型的结肠癌中，T细胞存在明显区别。此外，SciBet是张泽民团队开发的一种用于细胞鉴定的快速工具，能帮助研究者对单细胞数据进行高效、准确的分析。
郭国骥教授
浙江大学医学院干细胞和再生医学中心副主任郭国骥认为，单细胞图谱对于人类更深入地了解生物学现象至关重要。郭国骥教授分享了借助Microwell-Seq技术搭建小鼠细胞图谱的研究经验，包括barcode合成、microwell构建、不同测序平台的比较等。郭国骥教授指出，人工智能技术将在细胞命运的预测工作中扮演关键性的角色。高质量单细胞测序数据揭示的Attractor Model描绘了细胞不同命运的特征图谱——干细胞和前体细胞在转录组学层面更加“无区别”和“随机”，分化细胞则更普遍更为“明确”和“稳定”，而且细胞可以通过完全不同的路径达到同一个终点状态。
Kevin Taylor博士
峰会的第三部分聚焦于单细胞技术的发展和临床应用。来自Illumina公司的Kevin Taylor博士首先向听众介绍了单细胞测序的发展趋势：测序的细胞数越来越多，数据维度越来越丰富，多组学单细胞研究越来越普遍，而Illumina的系列测序仪可以为各种组学单细胞研究提供解决方案。单细胞测序方法的选择，包括不同细胞富集方法，不同文库制备流程，数据分析的侧重点等需要与研究目标和组织样本的选取相适应。Kevin Taylor博士通过单细胞领域内最新的研究进展，首先向听众展示了单细胞测序在鉴定新的治疗靶标基因中的作用。在演讲的最后部分，Kevin Taylor详细阐述了灵活的单细胞多组学分析方法SCI-Seq以及同步进行蛋白和转录组定量的方法CITE-Seq的技术特点。
Jens Durruthy-Durruthy博士
10X Genomics单细胞产品经理Jens Durruthy-Durruthy博士的演讲以“复杂生物学过程的多维视角”为题。他介绍，利用10X Genomics技术平台的支持的研究和发表的文章逐年增加，自2015年第一款产品面世以来，10X Genomics平台持续进化，应用层面不断拓展，从基于Linked-Read的基因组测序到单细胞基因表达测序，再到细胞表面蛋白测定、CRISPR检测、单细胞表观组学、空间转录组（Spatial Transcriptomics）等诸多技术的成熟应用，为多种领域的相关研究——例如肿瘤免疫治疗——提供巨大帮助。单细胞ATAC-seq可以帮助研究者深入了解不同细胞特异的表观遗传特性，揭示生物体内复杂的转录因子活动模式。
乔杰院士
北医三院院长、中国工程院院士乔杰教授带来了关于胚胎组学的精彩演讲。辅助生殖技术在世界范围内越来越普遍，十年间辅助生殖中心在国内落地的数量也大幅增加，然而辅助生殖也面临一些挑战，如临床妊娠率目前只有40%，着床失败率高，新一代PGD技术有待开发以解决复杂基因病的诊断等。以精子和卵母细胞的基因测序为基础的人类生殖细胞图谱构建，为进一步阐明精子形成，卵母细胞死亡，非整倍体胚胎等分子机制打下了坚实的基础。转录组学、表观遗传学等多组学单细胞技术在胚胎发育相关研究中也发挥着重要作用，让我们对于临床现象有了更深的理解，并最终为胚胎鉴定提供帮助。乔杰院士呼吁听众重视生育率下降的问题，并希望在研究人员和临床医生的共同努力下，辅助生殖技术能够取得更多进步，起到更大的作用。
Jonah Cool博士
由扎克伯格夫妇成立的“陈-扎克伯格倡议”基金（CZI）是人类细胞图谱计划的赞助机构之一。在大会第四部分，CZI科学项目官Jonah Cool博士为听众带来了精彩的主题演讲。“陈-扎克伯格倡议”基金于2年前成立，总体目标是为每个人创造美好未来。并致力“发掘人类潜能，促进机会公平”。关注改善教育、医疗等行业。CZI并不仅仅是一个拨款组织，而是一个运营组织。在科学领域，CZI支持基础科学和技术的相关研究，从而为所有种类的疾病的预防、诊断和治疗提供帮助。基于这样的愿景，CZI出资赞助了人类细胞图谱计划，并在资助世界各地研究者的同时，与Broad研究所、EMBL-EBI和SANT CRUZ三家机构合作参与开发数据分析工具和构建数据共享平台。
峰会讨论环节
在峰会最后的讨论环节，北京大学张泽民教授，德州大学达拉斯分校/清华大学张奇伟教授，Broad 研究所Kristin Ardlie 教授，清华大学李寅青研究员，“陈-扎克伯格倡议”基金会Jonah Cool博士、Wellcome Trust Sanger研究所Sarion Bowers博士，RIKEN研究所Mayumi Kusunoses研究员及Illumina Jenny Xiao博士围绕数据共享、标准建立、伦理问题和全球合作展开了深入的交流与探讨。嘉宾结合自身经验对上述问题做出了精彩论述，发人深省。
峰会现场
峰会现场
2019国际单细胞组学中国峰会是单细胞基因组学发展历程中的重要节点。我们真诚地希望，本届大会会激发更多研究者关注、学习、运用单细胞组学技术，推进科学研究；希望Illumina、10X Genomics等创新企业为市场贡献更多成熟、高效的技术平台，为单细胞组学技术的大规模应用提供支持，最终促进医学的发展和人民健康水平提升。