Nature Methods：新方法大大降低TCR组库测序的成本

T细胞的特异性是由T细胞受体（TCR）的α链和β链序列决定的。批量细胞TCR组库测序（TCR-seq）大约在15年前问世，能够生成数十万个T细胞克隆的数据集，但缺陷在于无法提供配对的αβTCR序列。

随后出现的单细胞TCR-seq技术虽然能提供链配对信息，但其通量仅限于数百个细胞，且耗时费力，成本高昂。

为此，圣裘德儿童研究医院的研究人员开发出一种新技术，能够实现深度且配对的TCR组库测序，且成本仅为现有方法的十分之一。

这篇题为“TIRTL-seq: deep, quantitative and affordable paired TCR repertoire sequencing”的论文于11月24日发表在《Nature Methods》杂志上。

这种名为“高通量快速TCR文库测序”（TIRTL-seq）的新技术在性能上远超现有方法。研究结果显示，TIRTL-seq每次能准确处理多达1,000万个T细胞，远超目前主流技术2万个细胞的上限。

此外，传统方法处理2万个细胞的成本约为2000美元，且科学家需要多次重复实验，而TIRTL-seq处理1,000万个细胞的成本仅为200美元，只需一次运行即可完成分析。

圣裘德儿童研究医院宿主-微生物相互作用系主任Victor Torres博士表示：“TIRTL-seq能够以极低的成本对大量T细胞受体进行高度精细的分析，让更多科学家能够开展此类实验，我们希望这将推动T细胞研究的发展。”

T细胞利用TCR来识别威胁并履行其作为免疫细胞的职责。因此，了解个体中存在的所有TCR之间的差异（称为T细胞组库），有助于解释免疫反应的差异。

2023年，圣裘德儿童研究医院启动了TIRTL项目，旨在降低成本并提高T细胞的处理量，以便最终破译T细胞组库，并将这些发现应用于儿童危重疾病的研究。

为此，研究人员开发出基于384孔板的TIRTL-seq方法。这种方法利用非接触式液体分配技术和疏水性覆盖层实现反应微型化，并通过同步细胞裂解和逆转录进行cDNA合成，避免多步纯化。

研究结果表明，TIRTL-seq方案在不同细胞数量范围内均表现出灵敏度和可靠性。它能够检测每孔中多达25,000个PBMC，相当于在384孔板上检测约1,000万个PBMC，这完全符合标准采血量（1-10 ml）。

为了展示TIRTL-seq技术如何实现以往无法开展的研究，研究人员运用该技术记录了感染后免疫反应的变化，这对于现有方法而言是一项挑战。他们使用了圣裘德儿童研究医院COVID-19相关免疫反应追踪研究（SJTRC）项目的血液样本。

TIRTL-seq成功检测到个体感染SARS-CoV-2前后T细胞受体的变化，其分析非常全面，甚至还发现了此前未曾检测到的EB病毒感染，这为未来开发诊断工具提供了可能。

“TIRTL-seq提供了可从单个细胞扩展至数百万个T细胞的通用实验方案，同时提供精确的克隆频率估算和准确的TCR链配对，融合了批量细胞和单细胞RNA-seq的优势，” 作者在文中写道。

目前，研究人员已将TIRTL-seq方法发布在网上（https://www.protocols.io/view/tirtl-seq-384-well-eq2lyx37wgx9/v1），包括如何设置实验的详细说明。

“TIRTL-seq是首个能够大规模呈现人体T细胞受体全貌的技术。我们正着手利用这项技术，以便更好地了解免疫系统的作用机制，以及如何将这些发现转化为治疗癌症和感染等重大疾病的新型疗法，” Torres谈道。