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总页    免疫组学    多重PCR TCR/BCR-seq

 

 

产品概述

适应性免疫系统是脊椎动物抵御病原体和异常细胞的核心防御机制,主要依赖T淋巴细胞(T细胞)和B淋巴细胞(B细胞)。T细胞受体(TCR)和B细胞受体(BCR)是它们识别抗原的关键分子。通过V(D)J基因重排、连接多样性(junctional diversity)和体细胞超突变等机制,TCR和BCR形成了极其庞大多样性的免疫组库,理论上可产生超过1015种不同的受体序列。

TCR主要由αβ链(或γδ链)组成,BCR由重链(IgH)和轻链(Igκ/Igλ)组成,其中互补决定区3(CDR3)是决定抗原特异性的核心区域。免疫组库的动态变化直接反映机体的免疫状态:在感染、疫苗接种、自身免疫病、肿瘤微环境和移植排斥等过程中,特定克隆会发生扩增或收缩。基于多重PCR的TCR/BCR-seq,能够直接捕获基因组水平的重排信息(包括非生产性重排),适用于克隆定量和总多样性评估,是研究适应性免疫系统多样性和动态变化的重要工具。

 

 

技术原理

多重PCR TCR/BCR-seq(DNA模板) 是基于多重引物PCR扩增和高通量测序的免疫组库分析技术。其核心原理是利用针对TCR/BCR基因V区、J区或C区设计的一组特异性引物,在同一反应体系中同时扩增大量不同的重排序列,再通过高通量测序获得CDR3等关键区域的序列信息。

主要实验流程:

  • 1.基因组DNA提取与质量控制:从外周血、组织或细胞中提取高质量gDNA(推荐浓度高、完整性好)。
  • 2.多重PCR扩增:使用多组上游V区引物和下游J区/C区引物进行多重PCR(常采用2步或优化循环数以降低偏好性),特异性扩增重排的TCR/BCR基因片段(重点覆盖CDR3区域)。
  • 3.文库构建与测序:对PCR产物进行纯化、接头添加、PCR富集,构建测序文库,进行高通量测序。
  • 4.生物信息学分析:原始数据质控 → 去接头与UMI处理 → 比对到IMGT参考数据库 → CDR3提取与克隆分型 → 多样性分析(Shannon指数、克隆度)、克隆扩增、V/J使用频率、共享克隆分析等。

结果解读:测序reads对应不同克隆的丰度,可精确反映免疫组库的多样性、克隆组成和动态变化。DNA模板方法每个细胞仅有一个DNA模板,更适合绝对定量克隆频率。

 

 

应用场景

免疫组库在适应性免疫应答中动态变化,多重PCR TCR/BCR-seq(DNA模板) 广泛应用于需要精确克隆定量和基因组水平分析的场景。常见应用包括:

  • 1.感染与疫苗研究:监测病原体感染或疫苗接种前后TCR/BCR克隆扩增和多样性变化;
  • 2.肿瘤免疫:分析肿瘤浸润淋巴细胞(TILs)的TCR/BCR组库,鉴定肿瘤特异性克隆和免疫治疗响应标志物;
  • 3.自身免疫病与过敏:研究自身反应性克隆的扩增及其与疾病进展的关系;
  • 4.移植排斥与GVHD:监测供受体免疫组库嵌合与排斥相关克隆;
  • 5.药物开发与疗效评估:评估免疫检查点抑制剂、CAR-T等疗法对免疫组库的影响;
  • 6.基础免疫学:探索T/B细胞发育、记忆形成及免疫老化过程中的组库动态。

 

 

服务流程

 

 

产品对比

对比维度 多重PCR(DNA模板) 5'RACE(RNA模板) 主要差异意义
模板类型 基因组DNA (gDNA) 总RNA / mRNA(需逆转录为cDNA) DNA更稳定,RNA反映表达水平
检测对象 基因组水平V(D)J重排(包括非生产性重排) 表达的转录本(功能性受体) DNA适合绝对克隆频率定量,RNA反映功能表达
覆盖区域 主要CDR3区域(V-J或V-D-J) 全长可变区(CDR1、CDR2、CDR3,常可覆盖FR区) 5'RACE 提供更完整序列信息
定量准确性 高(每个细胞1-2个DNA拷贝,接近绝对定量) 中等(受转录活性、mRNA丰度影响) DNA更适合克隆频率精确比较
偏好性 存在多重引物扩增偏好(可通过UMI或优化缓解) 较低(模板转换或单侧扩增,偏好性小) 5'RACE 更接近真实比例
实验复杂度 中等(主要为多重PCR引物设计优化) 较高(需RNA逆转录 + 5'RACE特异步骤) 多重PCR实验操作相对简单
主要优势 稳定模板、绝对定量、非表达序列也能捕获、适合纵向追踪和MRD检测 反映真实表达水平、全长序列、偏好性低、适合功能研究 两者互补,DNA偏定量,RNA偏功能
主要局限 无法反映表达水平、不能检测体细胞超突变(BCR) RNA易降解、受转录活性干扰、不能捕获非表达重排 DNA更稳定,RNA更易受样本质量影响
典型应用场景 克隆频率定量、MRD监测、移植排斥、纵向追踪 表达谱分析、疫苗响应、功能克隆鉴定、肿瘤浸润淋巴细胞功能研究 根据研究目标选择或联合使用
生物信息学难度 中等 稍高(需处理转录本拼接) DNA分析相对简单

 

 

 

代表性结果

VJ基因对使用频率

 

克隆性分析

 

克隆型追踪

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多重PCR TCR/BCR-seq