一、产品概述

免疫组库是指在任何指定时间，某个个体的循环系统中所有功能多样性B细胞和T细胞的总和。人体淋巴细胞主要包括T细胞（80%-90%）、B细胞（10%-20%）。B细胞上负责识别并特异结合抗原的膜表面免疫球蛋白，我们称为B-cell receptor(BCR)，BCR是由两条重链和两条轻链组成。T细胞上特异识别并特异结合抗原的分子为T cell receptor(TCR), TCR分子也属于免疫球蛋白超家族, 由α、β两条肽链组成。编码BCR/TCR的4个基因簇V(可变区)、D（高变区）、J（编码蛋白连接v、c区的结合区）、C（恒定区） ，B(T)细胞通过V(D)J重组，使BCR/TCR基因序列极为丰富，但细胞只表达一种特定的BCR(TCR)，也就是只能识别一种抗原。免疫系统的多样性对机体健康至关重要，多样性越高，免疫系统就越强大。机体的获得性免疫能识别无数种抗原分子，并随之做出反应。10X Genomics平台，可以同时获取5’基因表达的数据和 TCR/BCR 的V（D）J 全长序列。

ChromiumTM Single Cell Immune Profiling Solution

二、实验原理

传统的免疫组库研究技术往往只能检测TCR和BCR一条链的信息，而10X Genomics单细胞免疫组库测序可以同时获取TCRα链和β链、BCR的重链和轻链以及一个细胞内的组合信息。

就是在液体油层破坏后，cDNA一分为二，后续同时进行基因表达和免疫组库文库构建；其中TCR或者BCR的V(D)J序列通过一或更多设计在TCR或者BCR、Ig的C区域的巢式PCR引物，进行富集。

三、应用方向

• 免疫组库可以捕捉肿瘤发生时免疫微环境的变化，寻找免疫治疗的靶点，从而辅助免疫治疗更好的抗击肿瘤。

  
  

• 器官或者骨髓移植时，经常会诱发宿主排斥反应的发生，从而发生慢性移植抗宿主病。

  
  

• 自身免疫免疫性疾病是由于机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损害所引起的疾病。

  
  

• 免疫组库在感染性疾病、抗体开发、用药及疫苗评估等多个方面均有应用价值。例如通过免疫组库研究，可以检测感染类疾病过程中的免疫动态变化；在抗体开发方面，可以获得特征性的BCR（Ig）序列，缩短抗体开发的流程；也可以针对某种疾病用药后的外周血样本进行评估，确认药物是否激发免疫反应及其功效。

四、应用案例

案例一

A cell atlas of human thymic development defines T cell repertoire formation.(Science,2020,IF=41.848)

研究人员对 15 个孕期 7-17 周的胚胎和胎儿胸腺组织、9 个儿童和成人的胸腺组织进行单细胞测序，绘制出一个全面的胸腺发育图谱，并对细胞类型进行了注释，鉴定出 42 个细胞亚群。研究鉴定出 2 个成纤维细胞和 2 个上皮细胞新亚群，并使用原位测序（RNA smFISH）技术确定了其在胸腺中的空间位置。

基于单细胞转录组结果，构建了 T 细胞的发育轨迹，包括传统 T 细胞（conventional T cell）和非传统 T 细胞（unconventional T cell ），绘制了 T 细胞谱系发育相关转录因子调控网络图。

通过分析单细胞转录组和单细胞 TCR 测序的数据，发现在 TCR 形成过程中，V(D)J 基因的使用具有很强的偏好性，并在多种 T 细胞亚群中进行了验证。

案例二

 Liver Immune Profiling Reveals Pathogenesis and Therapeutics for Biliary Atresia.(Cell,2020,IF=38.638)

胆道闭锁（Biliary atresia, BA）是一种可导致婴儿肝衰竭的严重肝胆疾病，然而其致病机制仍然悬而未知。采用单细胞转录组和单细胞免疫组库测序技术，作者发现患有BA的婴儿表现出巨噬细胞的消炎作用、枯否细胞清除功能损伤，细胞毒T细胞扩张，CX3CR1+效应T细胞和自然杀伤（NK）细胞的减少。同时，发现BA婴儿的肝脏B淋巴细胞增殖在出生后并未停止，且免疫缺陷导致IgG自身免疫抗体的积累。在猕猴-轮状病毒（RRV）诱导的BA模型中，B细胞耗竭或者阻断抗原呈递可以改善肝脏损伤。临床实验还证明利妥昔单克隆抗体可以有效的减少肝脏B细胞，恢复巨噬细胞、枯否细胞和T细胞到对照组的水平，表明对BA的婴儿患者进行的B细胞干预可能对减轻肝脏病理有效。