10x 單細胞 VDJ
10x 單細胞 VDJ 測序技術為基於 10x Genomics 微流控平台與高通量測序的免疫組學技術,核心聚焦 T 細胞受體(TCR)與 B 細胞受體(BCR)的多樣性分析,可在單個細胞層級同步獲取 T/B 細胞的受體基因序列、表達譜及細胞表型資訊,精準解析免疫細胞克隆型組成、擴增特徵及功能狀態。相較於傳統批量 VDJ 測序,該技術打破細胞群體層級的平均化侷限,能明確每個免疫細胞的受體序列與對應細胞亞群的關聯,捕捉稀有克隆、追蹤克隆擴增軌跡、揭示免疫反應的分子機制,廣泛應用於腫瘤免疫治療(如 CAR-T 療效評估)、感染性疾病免疫反應、自體免疫疾病機制研究、疫苗研發等場景。

原理介紹
10x 單細胞 VDJ 測序技術基於「單細胞捕獲—受體基因特異性擴增—高通量測序」核心邏輯,結合獨特的 Barcode 標記體系實現精準溯源:透過油包水微流控系統,將單個 T/B 細胞、攜帶專屬細胞 Barcode 與分子 Barcode 的凝膠珠與反應試劑包裹在同一微滴中,確保每個微滴僅含一個細胞。針對 TCR 的 V(D)J 區域和 BCR 的重鏈(IGH)、輕鏈(IGK/IGL)V(D)J 區域,設計特異性引子進行標靶擴增,同時利用 Barcode 序列對每個細胞的受體基因進行標記。擴增產物經文庫建構與高通量測序後,藉由細胞 Barcode 將測序資料精準分配至對應單細胞,透過序列比對與組裝,獲得每個 T/B 細胞的完整 VDJ 重排序列、克隆型分類及表達水準,同時可與單細胞轉錄組資料聯動,實現受體序列與細胞功能表型的精準匹配。
文獻案例
《Nature Cancer》發表題為 "Temporal single-cell tracing reveals clonal revival and expansion of precursor exhausted T cells during anti-PD-1 therapy in lung cancer" 的研究,依託 10x 單細胞 VDJ 測序技術,揭示肺癌抗 PD-1 治療中耗竭前體 T 細胞(Tpex)的克隆動態變化,為優化免疫治療策略提供關鍵依據。研究採集肺癌患者抗 PD-1 治療前、治療中及治療後的腫瘤組織與周邊血樣品,透過 10x 單細胞 VDJ 測序聯合轉錄組分析,追蹤 T 細胞克隆型的時空動態及功能表型。結果顯示,治療反應良好的患者中,耗竭前體 T 細胞克隆出現顯著復興與擴增,且該類克隆高表達 TCF-1,維持幹細胞樣特性。進一步驗證表明,這些擴增的耗竭前體 T 細胞克隆可分化为功能性效應 T 細胞,介導腫瘤殺傷,其克隆豐度與治療療效呈正相關。該研究透過 VDJ 測序闡明抗 PD-1 治療的核心免疫機制,為透過監測耗竭前體 T 細胞克隆動態評估療效、指導個人化治療提供分子支撐。
送樣標準
細胞濃度 1×10⁵–1×10⁶個/mL,體積≥1mL/份,無血清培養基重懸並添加 0.04% 牛血清白蛋白;4°C 冷藏運輸,避免震盪;細胞活性≥85%,優先富集 T/B 細胞(可透過流式分選),無紅血球、雜質聚團污染。
重量≥0.1g/份,取材後立即置於組織保存液中,4°C 冷藏運輸(避免冷凍),24 小時內送達;註明組織類型、部位及患者資訊,避免組織壞死,優先選擇免疫細胞富集的組織樣本。
體積≥2mL/份,EDTA 或肝素抗凝,4°C 冷藏運輸,6 小時內送達;避免溶血,可備註是否已分離周邊血單核細胞(PBMC),PBMC 樣品需保證免疫細胞活性達標。
細胞沉澱≥5×10⁶個/份,用專用免疫細胞凍存液凍存,液氮保存後乾冰運輸;解凍後立即製備單細胞懸液,全程低溫操作,註明凍存時間及解凍方法,減少細胞損傷與受體基因降解。
細胞量≥1×10⁶個/份,製備為單細胞懸液後 4°C 冷藏運輸;註明培養時間、轉染效率及體外刺激條件,確保細胞活性≥90%,便於分析 CAR-T 細胞的克隆擴增與功能狀態。
交付內容
原始測序資料
Fastq 格式原始測序 reads、測序品質管制報告(Q30 值、接頭污染率)、Barcode 分配統計及 VDJ 基因擴增資料。
資料分析報告
涵蓋 TCR/BCR 克隆型註釋結果、克隆多樣性分析圖、克隆擴增熱圖、V/J 基因使用頻率統計、受體序列特徵分析及與細胞表型的關聯結論。
常見問題
①樣品中 RNA 完整性差,導致受體基因片段降解,需優化樣品保存與運輸條件,避免 RNA 降解;②擴增過程中片段流失,可調整擴增循環數與引子濃度,減少短片段偏好;③資料分析演算法適配性不足,可優化序列組裝參數,結合公共 VDJ 資料庫輔助完整序列拼接。
借助 10x Genomics 同一平台的雙檢測方案,對同一樣本同時進行 VDJ 測序與單細胞轉錄組測序,透過共同的細胞 Barcode 實現資料關聯,將每個細胞的受體克隆型與基因表達譜精準匹配;資料分析時整合兩款資料,可明確不同克隆型 T/B 細胞的功能表型、分化狀態及訊號路徑特徵,深度解析免疫細胞功能機制。
