免疫组库测序
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- 2023-02-20 15:24:22
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免疫组库（immune repertoire, IR）：是指个体在特定时间点其循环系统中所有功能多样性B淋巴细胞和T淋巴细胞的总和。
免疫组库分析：通过分析决定B细胞受体（B cell receptor, BCR）或T细胞受体（T cell receptor, TCR）多样性的互补决定区（CDR区），全面评估免疫系统的多样性，深入挖掘免疫组库与疾病的关系。
T淋巴细胞（T cell）和B淋巴细胞（B cell）主要负责适应性免疫应答，其抗原识别主要依赖于T细胞受体（T cell receptor, TCR）和B细胞受体（B cell receptor, BCR），TCR由α、β两条肽链组成，BCR是由两条重链和两条轻链组成。
编码轻链（α链）的基因簇上分别有L, V, J，C 四类基因片段。其中L是前导片段(leader segment), V是可变片段(variable segment) ，J代表链接片段(joining segment), C代表恒定片段(constant segment)。编码重链（β链）的基因簇上有五类基因片段, 比α链多出来的是 D（diversity segment）多样性片段。同时，在重链的J和C片段之间存在增强子，并且重链的C区决定抗体亚型。
在胚胎细胞中，V、J、D和C基因是分散排列的，在B细胞发育成熟过程中，基因组中组成免疫球蛋白分子的各个基因开始发生重排：在轻链上V区基因发生V-J重排, 而在重链上先是D片段和J片段相连, 然后V片段链接上D-J片段, 形成V-D-J复合体。最后它们都会和C基因链接, 完成基因重排，转录并翻译成蛋白。然后重链和轻链复合, 完成加工并运输锚定在细胞膜上。
由于重排过程选择的片段是随机的，所以随机重排的结果可以产生108-10种免疫球蛋白分子。其次, 淋巴细胞在成熟后还会发生体细胞突变, 又极大的增加了抗体的多样性。综合来看, H链和L链可能的组合数预计可达1011以上，这是我们的肌体可以抵御复杂体外环境微生物侵袭感染的重要机制。
图 1. 免疫球蛋白的基因重排以及BCR、TCR的生成。图片引自Cancer Lett. 2018;416:42-56.
技术路线
分析内容
1、测序数据质量评估；
2、比对与注释：样本基本信息结果统计，样本contig注释信息结果统计，样本consensus序列注释信息结果统计；
3、Clonotype分型；
4、多样性分析：样本间Clonotype比较，Overlapping Clonotype聚类分析，Overlapping Clonotype差异分析
5、单细胞测序选项：CDR3特征分析，V/J基因特征分析，V-J paired特征分析
应用方向
肿瘤：肿瘤免疫治疗评估；
自身免疫性疾病：免疫病病程研究，药物作用机制，诊断biomarker等；
抗体评估：抗体库测序，群体免疫反应评估；
感染性疾病：感染过程中免疫动态变化，病原感染biomarker，药物作用机制；
移植：受体免疫重构研究，排异反应研究。
样本类型
外周血、细胞悬液，胸腹水，组织等
