近日，深圳理工大学细胞与基因技术研究院特聘副教授冯驭团队联合北京大学定量生物学中心研究员曾泽贤团队与香港中文大学助理教授周京颖团队，在Nature Communications期刊上发表研究论文。该研究开发了全新的空间免疫组库测序技术Stereo-XCR-seq，首次在华大生命科学研究院亚细胞分辨率空间转录组Stereo-seq平台上实现了高通量、全覆盖抓取、单细胞分辨率的TCR/BCR原位测序。

利用这项技术，研究团队构建了首个肺腺癌单细胞分辨率空间免疫组库“地图”，成功揭示了肺腺癌中异位生发中心（ectopic germinal center, eGC）样微环境调控肿瘤反应性淋巴细胞应答的全新机制。

论文上线截图

近年来，肿瘤、自身免疫性疾病、炎症性肠病等免疫紊乱相关疾病的发病率持续攀升，其核心原因是我们体内免疫细胞的分布、协作秩序乱了。T细胞受体（T cell receptor，TCR）和B细胞受体（B cell receptor，BCR）是两类核心免疫受体，分布于T、B淋巴细胞表面，能够精准识别病原体与肿瘤细胞，帮助免疫细胞区分自身正常细胞和外来异常细胞。这些受体的种类、数量，以及它们在组织里待在什么位置，直接决定免疫系统能不能顺利清除病灶。

然而，现有空间免疫组库技术存在没法精准定位到单个细胞、选择性漏检、只能抓取部分受体信息等技术瓶颈，研究者难以在单细胞分辨率下看清一小块病灶里每一个免疫细胞的真实活动，也不清楚免疫细胞和周边组织是怎么相互影响的。

技术突破：从“看得见”到

“看得清”的空间免疫组库解析

在技术层面，现有空间免疫组库测序面临三重挑战：

第一，TCR/BCR转录本中V(D)J区域与空间条形码的物理距离超过1000bp，关键基因片段和定位标记距离太长，普通测序读不完完整序列；

第二，细胞里受体基因的含量极低，占比不到万分之一，很难捕捉到；

第三，现有检测手段要靠固定引物抓取基因，存在富集偏好性，造成结果失真。

为攻克上述难题，研究团队设计了创新的sscirPCR（single-strand circular cDNA PCR）策略：先把基因双链拆成单链，首尾连接形成环状DNA，再瞄准受体的保守通用片段反向扩增，以此开发出Stereo-XCR-seq技术。这套方法在免疫受体基因检测上不受先验知识的偏好性影响，仅需一张组织切片，就能一次性捕获上千种免疫细胞受体类型，兼顾高灵敏度和高准确性。

Stereo-XCR-seq文库富集原理图

这套新技术对于样本类型具有强兼容性，研究团队目前已在肺腺癌、结直肠癌、胃癌、膀胱癌、肾癌、自身免疫性肝炎、类风湿关节炎等多种疾病组织中验证了其应用稳定性。

Stereo-XCR-seq技术与现有空间免疫组库技术捕获克隆数及细胞数比较

科学发现：肿瘤未成熟

三级淋巴结构的eGC样微环境

三级淋巴结构（Tertiary lymphoid structures, TLS）是肿瘤基质中异位形成的淋巴样聚合体，其成熟程度与免疫治疗响应密切相关。然而，临床上大部分肺腺癌患者，体内这类淋巴结构发育不完全，很难用来预判治疗效果。

研究团队利用Stereo-XCR-seq技术，对11例仅含未成熟TLS（immature TLS, iTLS）的肺腺癌样本开展深度解析，发现不成熟淋巴区虽然缺少完整滤泡，但B细胞会向外迁移，在肿瘤远端形成浆细胞聚集区，构成一处eGC，相当于肿瘤里自发形成的小型抗体孵化器。

肺腺癌iTLSs中IgH克隆迁移分布代表图

这片区域分成两部分：IgM型浆细胞区负责改造、优化B细胞识别能力；IgG浆细胞区聚集大量能精准杀伤肿瘤的T细胞。T细胞和B细胞通过信号分子互相配合，完整复刻了正常淋巴结内的免疫激活过程。这个全新发现至关重要，哪怕患者体内没有成熟淋巴结构，这片隐藏的免疫区域也能成为新靶点，给更多肺癌患者开辟免疫治疗新思路。

肺腺癌异位生发中心功能结构示意图

在转化医学层面，Stereo-XCR-seq为细胞治疗提供了关键技术支持，可以精准提取单个肿瘤杀伤T细胞的完整受体基因，直接用于TCR-T抗癌细胞药研发；同时，还可以原位追踪B细胞的突变、分化全过程，实现大规模快速筛选优质抗癌抗体。

Stereo-XCR-seq的技术革新标志着空间免疫组学研究进入单细胞精度、配对链捕获、无偏富集、新鲜样本与石蜡样本兼容的新发展阶段，它能精准定位每一个免疫细胞的受体信息，量化免疫细胞增殖强弱，就算是病灶里很小一团免疫细胞，也能清晰解析它们的协作模式，为理解免疫应答的空间组织规律提供了全新工具。

中国科学院大学（华大专项）博士生詹小娟，硕士生黄梦叶、张洋、刘众为论文共同第一作者。深圳理工大学特聘副教授兼华大生命科学研究院专家顾问冯驭、北京大学研究员曾泽贤、香港中文大学助理教授周京颖为论文共同通讯作者。

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