免疫图谱.doc

完整版)免疫图谱
免疫图谱（Immune repertorie,IR）
指基于分子免疫学和高通量测序技术等前沿生物科技，高效可靠的为健康人、各类病患以及实验生物构建的免疫图谱数据库。

免疫图谱分析技术（Immune repertorie sequencing，IR—Seq)
指使用世界领先的生物信息学分析算法对免疫图谱数据库进行数据进行详细处理数据分析深度学习及深度数据分析,用于对白血病和淋巴瘤的早期诊断､治疗效果评估以及复发追踪，也可为个体做免疫力评估、癌症及免疫相关疾病的临床诊断、疗效评估、抗体生产和疫苗研究等提供帮助。

免疫介绍
免疫力是人体自身的防御机制，是人体识别和消灭外来侵入的任何异物（病毒、细菌等)，处理衰老、损伤、死亡、变性的自身细胞，以及识别和处理体内突变细胞和病毒感染细胞的能力，是人体识别和排除“异己"的生理反应.
免疫是一个内外防御体系的平衡:
对外要抗击感染，对外太强则为炎症，太弱则有慢性感染;
对内要监视突变，对内太强则产生自身免疫，太弱则产生癌变。
感染和癌症都是细胞的过量增生免疫调控不足导致的，而自身免疫和炎症则是过度的免疫反应产生了不必要的细胞损伤。

人体的免疫力是依靠免疫系统来维护的,免疫系统是人体与生俱来拥有的世界上最好的医生.

免疫系统(Immune system)
是机体执行免疫应答及免疫功能的重要系统。由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成。免疫系统具有识别和排除抗原性异物、与机体其他系统相互协调．共同维持机体内环境稳定和生理平衡的功能.

淋巴细胞（lymphocyte）
是白细胞的一种，是体积最小的白细胞,由淋巴器官产生，是机体免疫应答功能的重要细胞成分。淋巴细胞是一类具有免疫识别功能的细胞系,按其发生迁移、表面分子和功能的不同，可分为T淋巴细胞（T细胞）、B淋巴细胞(B细胞）和自然杀伤（NK)细胞。T细胞和B细胞都是抗原特异性淋巴细胞，它们的最初来源是相同的，都来自造血组织。T细胞随血循环到胸腺,在胸腺激素等的作用下成熟，而B细胞在骨髓中分化成熟.
当受抗原刺激后，T淋巴细胞即转化为淋巴母细胞，再分化为致敏T淋巴细胞，参与细胞免疫，其免疫功能主要是抗胞内感染、瘤细胞与异体细胞等；而B淋巴细胞是先转化为浆母细胞，再分化为浆细胞，产生并分泌免疫球蛋白（抗体）,参与体液免疫，其功能是产生抗体，提呈抗原,以及分泌细胞内因子参与免疫调节;NK细胞不依赖抗原刺激而自发地发挥细胞毒效应,具有杀伤靶细胞的作用。

当机体收到外源性入侵时，免疫系统会召集所有免疫细胞亚群通过产生免疫反应与病原体进行对抗，由于病原体存在着多种多样的差异,因为相应产生的免疫反应和每个阶段内涉及的细胞类型也有所不同。B和T淋巴细胞是获得性免疫系统中重要的两类细胞。其中，B细胞在早期发育过程中表达细胞表面抗原受体 BCR，在抗原和辅助因子刺激后表达成抗体分泌到细胞外；T细胞表达细胞表面抗原受体 TCR。在B或T淋巴细胞早期发育过程中，由基因重组产生的 BCR/抗体和 TCR 的多样性是建立正常免疫功能的基础.正常情况下,每个B或者T 细胞只表达一种BCR或者TCR，因此BCR或TCR多样性越丰富则说明B或T细胞种类越多。但是，在各种疾病中,BCR/抗体和TCR的多样性可能被破坏.
TCR中V(D）J基因区域的随机重排，导致了T细胞种类的复杂多样化，这种多样化使T细胞在识别和杀伤特异外源性抗原时更为快速、准确和有效。
TCR的基因由可变区（V），多变区（D），结合区（J）和恒定区(C）四部分基因片段组成，形成互补决定区(complementarities determining region，CDR）和间隔的4个骨架区（framework region，FR）.
在T细胞发育过程中CDR1,CDR2和FR区域相对保守，CDR3区由V,D和J进行重排而形成具有功能的TCR编码基因.由于V（65~100种），D（2种），J（13种）基因片段本身具有多样性。此外,由于在重排的过程中,在VD及DJ的链接区经常有非模板的核苷酸的随机插入或删除,进一步增加了CDR3区的多样性,使TCR得表达多样性高达1016种,以识别各种不同的抗原。
BCR的H链由65～100种可变区（VH）,25种多变区（DH），6种结合区（JH）和恒定区(CH）四部分基因片段组成，L链由可变区（VH)，结合区（JH）和恒定区（CH）三部分基因片段组成。B细胞发育过程中，在重组酶（RAG1，RAG2)作用下，形成1011种BCR。同时，由其形成互补决定区CDR1，CDR2和CDR3区氨基酸序列的多样性.特别是编码CDR3的基因，由于基因位于轻链V，J或重链V,D,J片段的连接处，可以通过V（D）J的重排和（或）两个基因片段的链接间丢失或插入数个核苷酸，显著增加了BCR的多样性,而形成具有功能的BCR编码基因。此外,在BCR各基因片段重排完成或抗原刺激后，体细胞高频突变也会造成BCR的多样性。

如何判断一个人的免疫状态？

目前市场上用来分析免疫功能的主要方法是利用细胞计数的方法分析外周血中白细胞的数量，白细胞数目的增高表明体内存在炎症反应.也可以进一步利用流式细胞分析以及PCR技术分析外周血中白细胞各个亚群的数目和相对比例。但对于各种血液细胞肿瘤来说，因为缺乏明确的细胞表面生物标志物，很难发现早期的血液细胞肿瘤。利用目前的常规检测手段，只有当恶性增生的淋巴细胞超过一定的比例（>5%)才能检测到。
免疫图谱分析技术以T/B淋巴细胞为研究目标,以5’RACE技术目的性扩增B细胞受体（BCR)或T细胞受体（TCR)多样性的互补决定区（CDR区），并结合高通量基因测序的方法来全面分析和评估免疫图谱。此方法可以检测到每104外周血淋巴细胞中含有1个B或者T细胞白血病和淋巴瘤细胞，比常规的流式细胞分析灵感500倍，比常规的PCR方法灵敏100倍以上，而且可以准确计算肿瘤细胞在外周血中所占的比例。
免疫图谱分析技术优势:
采用PCR技术扩增外周血中淋巴细胞含有的基因,所学血液样本少。同时样本后续处理简便，不需要进行不准确的人孔血细胞观察技术，也不需要操作复杂的免疫标记和流式分析。对于骨髓瘤检验,因为只需要采取外周血，不需要实施骨髓穿刺，可以减少对病人身体的损伤，具有积极的意义。

和目前普遍应用的，采用分离血液淋巴细胞进行直接观察和流式分析的常规检查的对比如下：

灵敏度
早期诊断
评估疗效
追踪病情
预测复发
免疫力
常规检查
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免疫图谱
100-1000倍
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利用高通量测序技术分析免疫球蛋白基因和TCR基因多样性的研究及其在临床上的应用在美国也是刚刚开始。目前，该技术已经在追踪儿童急性白血病治疗效果和复发中取得了良好的效果。现在国内也有部分团队将这一国际领先的免疫图谱分析方法用于国内对白血病和淋巴瘤的早期诊断､治疗效果评估以及复发追踪.