一、单细胞免疫组库测序：解析适应性免疫的细胞图谱
单细胞免疫组库测序（常称为单细胞VDJ测序），是一种在单细胞层面对免疫组库进行全面解析的技术。它能够在同一细胞中同步获取数百至数万个T细胞或B细胞的基因表达信息及其免疫受体序列，从而实现对适应性免疫反应的高精度联合分析。
机体的适应性免疫具有识别并应对多种抗原的能力，其核心机制依赖于T细胞受体（TCR）与B细胞受体（BCR）对抗原的特异性识别与应答激活。为应对复杂的抗原环境，TCR与BCR呈现出极高的多样性，其多样性主要由V(D)J基因片段的随机重排所产生。因此，免疫组库分析的关键在于解析这些V(D)J片段的序列组成与特征。
目前，该技术已广泛应用于肿瘤微环境解析、感染性疾病研究、免疫治疗监测与开发等多个前沿领域，为深入理解免疫应答机制提供了有力的工具支持。
二、从标准化流程到多领域应用
单细胞免疫组库实验为免疫学研究提供了从样本到数据分析的完整解决方案。其标准化流程涵盖样本处理、文库构建与数据分析等关键环节，并在多个前沿研究领域展现出广泛的应用价值。
在实验流程中，样本经过预处理后，通过单细胞分离、cDNA合成与模板转换、V(D)J靶向扩增及文库构建等步骤，最终完成高通量测序。流程中设有多个质量控制点（如“1st Stopping Point”、“2nd Stopping Point”），并针对T细胞与B细胞的VDJ区域分别进行特异性扩增，以确保数据的准确性与完整性。
在应用层面，该技术已成功应用于多个重要研究方向，包括：
肿瘤免疫：测定肿瘤新抗原特异性免疫组库；
移植免疫：解析移植后免疫应答与排斥反应；
感染免疫：研究抗感染过程中的特异性抗体与T细胞反应；
自身免疫病：探索自身免疫性疾病中的异常免疫组库特征。
典型研究案例进一步印证了其科学价值。例如，通过VDJ测序结合转录组分析，揭示了流感病毒特异性细胞毒性T细胞的TCR使用特征与功能状态（doi: 10.1038/s41590-021-01084-z）；在COVID-19研究中，利用单细胞VDJ测序技术成功从中和抗体阳性B细胞中鉴定出高效中和抗体（doi: 10.1016/j.cell.2020.05.025）。
该技术为深入理解免疫应答的细胞与分子机制、发现诊断标志物与开发新型免疫疗法提供了强有力的工具。
三、单细胞多组学研究揭示新标志物与细胞状态
本研究利用单细胞多组学技术（Ab-seq结合全转录组测序）对造血系统进行了系统性解析，构建了一个高分辨率的单细胞蛋白-基因组参考图谱。该图谱旨在全面刻画正常造血与白血病状态下细胞的异质性、发育轨迹及功能状态，为血液系统疾病的机制研究与临床转化提供重要的基础数据支持。
实验设计方面，研究团队收集了包括3例年轻健康、3例年老健康以及3例急性髓系白血病（AML）患者的骨髓样本。通过对样本中的关键细胞亚群（如CD34+造血干/祖细胞和CD3+ T细胞）进行流式分选富集，并采用Ab-seq技术同时检测最多达197种细胞表面蛋白标志物，结合单细胞全转录组测序（Whole Transcriptome Analysis, WTA），实现了对细胞基因表达与表面蛋白水平的同时获取，构建出多维度的细胞状态图谱。
研究成果方面，该研究不仅获得了覆盖蛋白与基因表达的综合单细胞图谱，还实现了以下多方面的深入分析：
精细化细胞图谱构建：通过多组学数据整合，系统比较了不同年龄健康人群与AML患者造血系统的细胞组成差异，并识别出在传统分析中难以捕捉的稀有细胞亚群；
细胞发育轨迹验证与拓展：结合流式分选与高精度转录组测序技术（Smart-seq2），进一步明确了红系与髓系细胞在分化过程中的动态变化，验证并完善了已知的发育路径；
免疫检查点表达解析：借助Ab-seq数据，全面描绘了免疫检查点分子在造血细胞中的表达特征，为免疫调节机制研究提供了蛋白水平证据；
新表面标志物发现与应用：研究鉴定了造血干/祖细胞（HSPC）在分化过程中新的表面标志物，这些发现丰富了流式分选的标记体系，提升了细胞分选与状态识别的精准度。
该研究不仅构建了开放可访问的数据资源平台，还开发了配套的数据分析与可视化工具，支持用户进行细胞类型特异性标志物筛选、数据驱动的流式分选策略设计以及多组学差异表达分析等。整体而言，这一工作为白血病机制解析、免疫治疗靶点发现及血液系统疾病的精准诊断提供了重要的方法学支撑与科学依据。
原文点击：单细胞多组学技术赋能免疫与血液研究
