为什么要对免疫组库进行测序？

“我们的免疫系统是周围最聪明、最好的医生，如果我们能够向最好的人学习，我们就能变得更好。”iRepertoire创始人兼CSO 韩建博士

关键问题：

什么是免疫组库？简而言之，它是体内所有 B 细胞和 T 细胞产生的个体克隆型的集合。
为什么免疫组库测序很重要？对免疫组库中表达的T 细胞和 B 细胞受体基因进行测序可以详细了解一个人的健康状况。

免疫测序的重要性

免疫系统的多样性反映了人体对疾病的反应能力。免疫特征具有临床和诊断意义，因为患有和未患有特定疾病以及疾病严重程度不同的人会表现出不同的特征模式。

例如，特定疾病的预后可能导致不同患者出现相似或相同的 CDR3。因此，CDR3 测序可能用于诊断。对于特定患者，他们的免疫组库也可能预测他们对治疗的反应，或作为随时间推移治疗效果的衡量标准。

在 iRepertoire，我们深深扎根于免疫学领域，我们开发的技术（我们的服务就是基于此）是首批描述使用新一代测序 (NGS) 进行免疫组库表征的出版物之一。与之前更常见的诊断和预后技术相比，免疫组库测序具有独特的优势。

在 NGS 扩展之前，免疫系统的秘密是通过分析蛋白质来探索的；然而，基于蛋白质的诊断方法提供的广度和深度要小得多。基于 NGS 的方法的优势在于，研究人员可以同时探索给定患者体内的整个 T 细胞受体 (TCR) 和 B 细胞受体 (BCR) 集合，深度由研究人员选择。

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免疫组库测序的优势

临床和诊断相关性
帮助预测治疗反应
与蛋白质组学数据相比，广度和深度有所增加
同时探测 B 细胞和 T 细胞受体

免疫组库测序案例研究

在过去十年中，每年都有数十篇论文证明了免疫组库测序在研究健康和医学领域的关键问题方面的潜力。下面介绍其中的一小部分。

使用免疫组测序对T细胞疗法进行临床监测¹

^{HPV16 +}恶性肿瘤患者对治疗的需求日益增长。虽然以前的疫苗和 T 细胞治疗方法收效甚微，但Quayle 等人 描述了一种新的、有希望的方法，该方法利用新型融合蛋白 CUE-101，通过增强肿瘤抗原特异性 T 细胞活化来治疗 HPV16 驱动的肿瘤。TCR 文库测序数据部分用于证明 CUE-101 能够通过选择性激活和扩增特定 T 细胞来启动有效的抗肿瘤免疫反应。这些发现表明其在临床试验中具有巨大的有效应用潜力。

COVID-19 疾病反应和恢复的免疫组谱特征²

有关 COVID-19 患者免疫反应的详细信息对于评估治疗方案和评估疫苗接种至关重要。Niu等人利用 T 细胞和 B 细胞受体转录本的纵向分析深入了解了感染过程中免疫系统的动态特性。这是通过可视化整个免疫系统的技术实现的，他们的研究结果表明，虽然免疫反应是动态的，但它遵循一个明确的模式。他们的研究结果不仅提供了有关感染反应的见解，还提供了有关如何评估临床治疗的见解。

H7N9（禽流感）感染的免疫组谱特征³

为了鉴定出针对 H7N9 感染的保护性抗体，Huo 等人对感染过流感的患者的 BCR 重链和 TCR-β 链文库进行了测序。他们鉴定出与阳性预后相关的免疫组库模式，并发现最终从感染中幸存下来的患者表现出更高的 B 细胞多样性和更低的 T 细胞多样性。Hou等人还鉴定出了一些具有潜在保护作用的 TCR 和 BCR 克隆型，这些克隆型在幸存者中存在，但在非幸存者中不存在。

识别胃肿瘤引起的 B 细胞免疫组库变化⁴

Katoh 等人研究了胃肿瘤微环境，以确定肿瘤浸润性免疫细胞（也称为肿瘤浸润性淋巴细胞，或 TIL）。他们发现了大量浸润性 B 细胞，但 T 细胞浸润有限。由于人们对 B 细胞免疫在癌症中的作用知之甚少，他们对 TIL 库进行了分析，并将其与循环免疫细胞的组成进行了比较。他们发现 IgG 亚型在肿瘤中占主导地位，而通常与粘膜免疫相关的 IgA 亚型在胃肠道粘膜中占主导地位。肿瘤浸润性 IgG 也表现出比非浸润性 IgG 更多的克隆扩增。还观察到表明 B 细胞活化独立于 T 细胞和体细胞超突变作用的特征。最后，他们以生长抑制 B 细胞抗体及其功能性抗原的形式确定了癌症治疗的候选药物。

探究素食对免疫系统多样性的影响⁵

研究表明，饮食对免疫系统有直接影响，既通过营养和脂肪成分，也通过改变微生物群的组成而产生间接影响。Zhang等人分析了健康志愿者在改吃 3 个月的蛋奶素食前后的免疫功能，以及长期吃素者的免疫功能，以查看他们是否能检测到动物产品消费对免疫系统的影响。虽然短期内免疫系统没有显著变化，但与对照组相比，长期吃素者的 T 细胞多样性较低，B 细胞多样性较高。

免疫组库测序揭示 T 细胞命运决定⁶

Wang 等人对 T 细胞受体进行了测序，以评估两个相互竞争的假设：1) T 细胞命运与 TCR 特异性无关，或 2) T 细胞命运通过与主要组织相容性复合体的特定 TCR 介导相互作用启动。为了确定单个 TCR 是否聚集在特定谱系中（支持假设 #2），他们使用谱系特异性抗体下拉法进行 TCR 测序。他们观察到不同命运的克隆扩增 T 细胞，这表明细胞命运是在 TCR 表达的下游决定的。

双胞胎的免疫组库分析揭示了遗传和疾病的影响⁷

有证据表明，免疫系统很大程度上取决于环境因素，而非遗传因素。甚至对异卵双胞胎和同卵双胞胎进行比较的研究也表明，环境因素（例如某人是否接种过流感疫苗）在免疫系统状态中的作用比遗传背景要重要得多。然而，遗传因素对持续病毒感染反应的影响此前尚未被探究过。Jiang等人对出生时感染乙肝病毒的双胞胎的 TCR 进行了测序。双胞胎中的免疫组谱特征高度一致，而且无论感染的一致性如何，有些特征（尤其是 β 链的 V 基因表达）都是双胞胎共有的。双胞胎之间免疫组谱的相似性可能有助于解释临床观察结果：感染乙肝病毒的双胞胎似乎具有相似的表型。