一、TCR简介

T淋巴细胞是影响免疫系统的重要组成成分，主要介导细胞免疫应答。这些免疫功能的实现，主要是T细胞受体（TCR）上的CDR3区域能够特异性识别与主要组织相容性复合物（MHC）结合的抗原分子。MHC-抗原肽-TCR复合物的结构如下图[1]所示，MHC II 类分子将抗原肽呈递给 CD4 + T 细胞。MHC I 类分子由一条α多肽链和一条 β 2 微球蛋白链组成。MHC I 类分子在所有有核细胞上表达，并将肽呈递给 CD8 + T 细胞。

TCR由两条肽链组成，绝大多数由α链和β链组成，极少部分由γ和δ链组成，TCR的每条肽链分为恒定区（C区）、可变区（V区）、胞质区和跨膜区。以TCR β链举例说明[2]，在T细胞成熟的过程中，V基因、D基因、J基因片段会发生随机重排，并在连接区段随机发生插入或缺失，因其随机性，TCR的多样性最终可达到10^15～10^18种。其抗原特异区存在于V区，V区（Vα和Vβ）又各有三个高变区CDR1、CDR2、CDR3，其中CDR3的多样性最大，且能直接决定TCR的抗原结合特异性。

二、bulk TCR测序简介

Bulk TCR测序技术，主要是利用5' RACE的方法通过PCR进行cDNA末端快速克隆。以已知序列为起点，如3'端的polyA尾，扩增基因转录本的未知区域，从而快速获得全长cDNA，并在全长cDNA的末端添加几个碱基供接头序列互补连接，再利用特异性引物扩增目标区域，得到最终文库。搭配Illumina 测序仪器，若关注V(D)J全长，则可以采用PE300模式，双端测序后可根据生信分析拼接出V(D)J全长，若只关注CDR3区域，则可以采用PE150模式，双端测序后根据生信分析预测出V(D)J全长。

三、bulk TCR测序在文献中如何应用？

利用机体免疫系统清除肿瘤细胞成为肿瘤研究领域的热点，但肿瘤免疫治疗中的耐药和低应答是目前的一大痛点，也同时限制了免疫治疗的临床应用。TCR库由人体内的所有TCR序列构成，它的研究可以帮助我们了解个体或群体的免疫图谱，从而帮助指导疾病的诊疗，在肿瘤疾病、器官移植、自身免疫性疾病等方向上有重要作用。

1. TCR库在不同样本中的差异

研究发现，健康状态和疾病状态下机体免疫系统具有独特性，他们的免疫组库信息，包括TCR克隆性、VJ基因使用情况，CDR3序列等都会发生变化，这些变化会影响TCR的多样性和特异性，进而影响疾病的进展。TCR测序可以分析出疾病组和健康组的TCR图谱，筛选疾病重要的生物标志物，监测机体的免疫细胞水平，辅助研究者深入阐明疾病发病机理，也能为定制个性化疫苗提供更好的方案基础。

2. 评估肿瘤疫苗的免疫

疫苗注射后，免疫系统中的抗原呈递细胞会识别并摄取这些抗原，从而激活T、B细胞，形成记忆细胞。当机体再次遇到相同的病原体时，记忆细胞才能够迅速响应，提供更快和更强的免疫反应。因此，对于机体的免疫效果的评估至关重要，TCR CDR3是T细胞识别并结合抗原表位的关键部位，不同的T细胞克隆具有不同CDR3序列，CDR3基因序列出现的频率可以反应相应的T细胞克隆扩增的程度，从而反应出T细胞的分化水平。在TCR监测水平中，共享高频克隆的T细胞可能在T细胞免疫应答中发挥了重要的作用。

3. 评估肿瘤药物疗效

免疫检查点抑制剂是一类常见的癌症治疗的药物，通常是用于阻断免疫系统中的一些检查点，以重新激活T细胞活性。如CTLA-4，它是一种T细胞表面表达的蛋白质，它通过与B7分子结合来抑制T细胞的激活，CTLA-4抑制剂可以阻断这种抑制信号，从而增强T细胞的活性，抑制肿瘤细胞的免疫逃避机制[3]。通过TCR测序的方法，以TCR的多样性和克隆性评估患者的免疫水平的变化，以及抑制剂的疗效。

参考文献

[1]  Majumdar, Shamik & Pathak, Sanmoy & Nandi, Dipankar. (2018). Thymus: The Site for Development of Cellular Immunity. Resonance. 23. 197-217. 10.1007/s12045-018-0605-3.

[2]  Migalska, M., Sebastian, A. & Radwan, J. Profiling of the TCRβ repertoire in non-model species using high-throughput sequencing. Sci Rep 8, 11613 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-30037-0

[3]  Babamohamadi, M., Mohammadi, N., Faryadi, E. et al. Anti-CTLA-4 nanobody as a promising approach in cancer immunotherapy. Cell Death Dis 15, 17 (2024). https://doi.org/10.1038/s41419-023-06391-x

[4]  杨廷雯. HBV疫苗接种后超高和极低HBsAb水平的维持及对应的IgG-H CDR3受体库特征分析[D]. 遵义医科大学,2022.