一、什么是免疫组库

免疫组库（Immune Repertoire，IR）是指在指定时间，某个体循环系统中所有功能的多样性T细胞和B细胞的总和。在B细胞和T细胞中发现的受体分别被称为B细胞受体（B Cell Receptor ，BCR）和T细胞受体（T Cell Receptor，TCR）。直白来说免疫组库就是研究BCR和TCR，探究人体免疫机制。
从骨髓的造血干细胞发育到胸腺中成熟T细胞和骨髓中成熟B细胞，此阶段中发生的V(D)J重排会导致IR的多样性。T细胞抗原受体(T cell receptor，TCR)是T细胞特异性识别和结合抗原肽MHC分子的分子结构，其功能为识别抗原。B细胞抗原受体(B cell receptor， BCR)是B细胞识别抗原的一种膜表面蛋白，具有抗原结合特异性。B细胞受抗原刺激后，会增殖分化出大量浆细胞。浆细胞可合成和分泌对应的免疫球蛋白（immunoglobulins，Igs）进行“体液免疫”。

二、为什么叫VDJ

BCR和TCR的基本结构和区别

TCR分为两类，多数T细胞的TCR由α和β链组成, 少数TCR由γ和δ肽链组成，其肽链可分为V区、C区、跨膜区和胞质区。BCR由两条重链和两条轻链连接而成，其中重链分为可变区(V区)、恒定区(C区)、跨膜区及胞质区；轻链则只有V区和C区。BCR和TCR有三个高变区CDR1、CDR2、CDR3，其中以CDR3变异最大，直定了抗原结合特异性，对于B细胞和T细胞多样性的研究也就集中在CDR3 区。

图1、BCR和TCR结构

BCR的CDR3区包括轻链V、J基因片段和重链V、D、J基因片段，TCR的CDR3区包括α链V、J基因片段和和β链V、D、J基因片段。因此，称为VDJ

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三、免疫组库的不同方法比较

一般的免疫组库测序（Immune Repertoire sequencing(IR-SEQ)）大致分为两类：多重PCR测序和5' RACE技术。

1、多重PCR测序

市面上以多重PCR测序为主，其原理是设计位于J等位基因活位于C区（恒定区）的引物，结合一系列已知的V等位基因上的混合引物，进行PCR扩增。此方法可使用gRNA和RNA，但是由于引物设计参考了特定的V等位基因，不能检测新的V等位基因突变，此外存在扩增性偏好，影响产物丰度。

2、5' RACE

此技术能够合成完整的5'cDNA，覆盖完整的V区，保留完整的VDJ区域。优于扩增产物一致，也规避的扩增的偏好性。但由于起始材料是RNA，对操作要求相对较高，并且流程繁杂，重复性受到影响，成本相对较高。

同时，这两种方法都无法区分PCR重复和分子重复，定量不准确，存在假阴性或者假阳性的情况。

3、单细胞免疫组库测序-10X V(D)J

传统的方法并不能获得每个细胞的BCR和TCR的具体状态，无法做到将TCR/BCR双链完美匹配。10x Genomics发布了基于微流控和油滴包裹技术的Chromium单细胞系统平台，可实现高通量的单细胞转录组和单细胞V(D)J测序。不但可以将TCR/BCR双链完美匹配，实现成对的重链和轻链（B细胞）或α和β链（T细胞）的全长测序。而且可以细化到单细胞水平，同时获得表达谱信息。同批样本可同时测得mRNA表达谱数据。其次，具有灵活的获取量，可在7分钟内封装100-80000个单细胞，进而建库测序。

四、10X V(D)J建库测序原理

见参考，很多文章都有介绍，这里不赘述。下期内容：单细胞免疫组库VDJ——CellRanger（二）

参考：

10× Genomics单细胞免疫组库VDJ分析必知必会
单细胞免疫组库：TCR基因重排原理和TCR测序建库方法
10X Genomics V(D)J测序：免疫分析从零起步学（一)