2024年4月15日，国家自然基金委员会发布了关于发布免疫力数字解码重大研究计划2024年度项目指南的通告。 （点击图片查看原文）
本次解读对象 重点支持项目 2 免疫组库等多样性特征的数字化呈现 项目指南原文如下： 建立TCR、BCR和MHC等免疫多样性大数据捕获新方法（如重轻链全长获取和功能性配对等），发展免疫组库大数据的编码规律深度挖掘、疾病关键特征提取、高维特征信息数据降维和多样性分子功能聚类等关键核心技术，基于多样性免疫特征量化表征人体免疫力水平，揭示免疫力多样性特征与疾病和健康的内在关联，刻画群体和个体免疫力数字肖像和时空图谱，从免疫组库视角揭示人体免疫力多样性的动态变化规律。 解读如下： 一、建立TCR、BCR和MHC等免疫多样性大数据捕获新方法（如重轻链全长获取和功能性配对等） 以上内容可使用艾沐蒽以下技术平台开展研究： 1)ImmuHub®TCR/BCR测序 2)HLA（MHC）分型 3)10X Genomics单细胞TCR/BCR测序 4)功能性序列鉴定和匹配研究 人体的适应性免疫系统主要依靠于T淋巴细胞和B淋巴细胞去识别抗原，识别抗原的区域为T细胞受体（TCR）和B细胞受体（BCR）。TCR识别MHC携带的抗原，BCR识别单独抗原。由于不同疾病有高度特异性的抗原谱，理论上TCR和BCR的鉴定+抗原预测就可以实现疾病的预测，疾病相关TCR和BCR的跟踪可以实现疾病监控。因此TCR/BCR测序成为重中之重。 艾沐蒽生物的核心产品线是ImmuHub®技术平台，该平台的本质就是高灵敏度+高基因覆盖度TCR/BCR NGS测序+数据自动化分析平台。该平台可以对外周血、骨髓、PBMC、细胞、石蜡包埋切片等多种样本进行TCR/BCR测序。实际检测性能已经被中外众多临床、药企和科研客户认可和支持。
艾沐蒽目前已经检测数万例不同类型的样本。ImmuHub®技术平台已发表多篇TOP期刊，其中包括：Nature(IF:65), Signal Transduction and Targeted Therapy(IF:40), Cellular and Molecular Immunology(IF:24), Nature Communications (IF:17)等多篇高分杂志。具体文献可参考ImmuHub®技术平台发表文献: (http://www.immuquad.com/publications/)。 1.2 HLA（MHC）分型
TCR识别MHC（HLA）和抗原复合物，因研究TCR和抗原的关系，MHC的检测必不可少，临床研究中HLA主要用于器官移植的抗排异分析。在TCR疾病特征研究中，HLA主要用于计算抗原中体外展示的预测，不同HLA分型下，抗原展示至细胞外的部分存在差异，目前全球研究主要以欧美人群HLA作为首要分析目标，本研究核心立足点就是以中国人HLA作为研究的基础，建立我国特有的疾病预测模型。
1.3 10X Genomics单细胞TCR/BCR测序 Bulk TCR/BCR测序可以快速的分析样本中TCR和BCR结果，其最大的优点是通量大、准确率高、检测快速、成本低。但该方法有一个缺点——无法实现配对。比如TCR有alpha链和beta链。由于Bulk TCR测序没有办法给每个细胞打上标签，所以在分析的时候就无法完成双链的配对。 想要实现配对就必须每一个细胞单独测试，因此单细胞TCR/BCR测序应运而生。选择5’端接头的通用引物和免疫分子恒定区的巢式引物进行T细胞和B细胞的V(D)J富集，从而实现成对的重链和轻链或α和β链的V(D)J全长测序，通过比对、拼接、筛选、注释等构建免疫组库，分析得到TCR/BCR多样性序列，进而获得机体的免疫特征。
微流控单细胞获取方法展示 1.4 功能性序列鉴定和匹配研究 在免疫力数字解码研究中，TCR与MHC的相互关系的亲和力研究、BCR活化的研究等可以用于了解免疫应答、疫苗研发、自身免疫疾病和肿瘤免疫等方面。此外在个体化医学，如精准免疫治疗和免疫监测中，对TCR、BCR的功能性研究以帮助诊断、治疗和预测免疫相关疾病。例如在免疫治疗TCR-T的研究中，潜在的抗原特异性识别TCR的筛选，功能性验证都是至关重要的。而TCR功能性研究则与其双链配对相关。也包括，通过解读抗原特异性BCR丰富的序列信息研究BCR的重链与轻链的配对以及在疾病应激下BCR活化机制显著推动疫苗开发进程。
High-throughput Antigen Specific TCR(HAST)发现平台 二、发展免疫组库大数据的编码规律深度挖掘、疾病关键特征提取、高维特征信息数据降维和多样性分子功能聚类等关键核心技术 解读： TCR/BCR数据的特点有两个，一是数据量加大，正常外周血克隆数在百万级别；二是每一个克隆生物学价值不明确，仅个别克隆有详细的研究，占比不足1%，给特征选择带来困难。 2.1目标：发展免疫组库大数据的编码规律深度挖掘、疾病关键特征提取、高维特征信息数据降维 三个子目标既各自独立又相互关联，自2018年起，艾沐蒽开始思考TCR在疾病检测中的实际价值。2023年，艾沐蒽在nature子刊上发表TCR测序和基于人工智能的T-classifier®应用与疾病特诊筛选的学术论文，创新性地提出一套精炼且高效的降维与特征筛选方案，为该研究领域开拓了崭新路径。同年，艾沐蒽进一步拓展研究焦点转向至实体肿瘤领域，至今已取得一系列鼓舞人心的初步成果，并获批了发明专利：一种基于人工智能分析免疫特征相关TCR的方法 （专利号202111459551.0）。
T-classifier®技术路线 2.2目标：多样性分子功能聚类 在TCR/BCR研究领域，功能性分子多样性聚类的深度探究实为整个研究流程中的核心环节。自2023年起，艾沐蒽公司前瞻性地涉足这一前沿课题，逐步构建其在TCR序列聚类及功能解析方面的技术体系，并在肿瘤新生抗原研究中积累了独特的见解与实践经验。 尽管如此，鉴于全球范围内对肿瘤新生抗原的深入研究主要集中在2022年至2023年间，本领域的关键算法开发、HLA配型优化、亲和力评估等诸多关键技术模块尚处于萌芽阶段。面对这一现状，艾沐蒽秉持开放创新的理念，积极寻求与国内外顶级科研机构建立深度战略合作关系，旨在通过多方智慧融合与资源共享，共同推动该尖端科研领域迈向更高层次的发展。 免疫评估是一项高度复杂的医学研究领域，尽管在过去的十年中取得了一定进展，但其发展速度仍相对迟缓。究其根源，当前众多免疫评价指标与个体健康状况的相关性欠佳，限制了其临床应用价值。以T细胞及其各类亚型的含量分析为例，虽然此类指标与多种疾病状态存在关联，然而鉴于不同疾病对免疫细胞动员的特异性差异，以及疾病进程中细胞亚群动态变化的非一致性，仅依赖此类宏观指标难以精准捕捉个体免疫反应的复杂特性。三、基于多样性免疫特征量化表征人体免疫力水平，揭示免疫力多样性特征与疾病和健康的内在关联，刻画群体和个体免疫力数字肖像和时空图谱
前述多数疾病存在相关抗原谱，而抗原谱必定存在与之识别的TCR谱，因此通过TCR研究找寻疾病相关的TCR谱，就可以应用于疾病预测。艾沐蒽研发的Immun-Cheq®|T细胞免疫测评凭借其独特优势，能够高效、精准、快速地对TCR进行测序，并形成详尽的TCR谱系数据库。
3.1目标：基于多样性免疫特征量化表征人体免疫力水平，揭示免疫力多样性特征与疾病和健康的内在关联 多样性免疫特征量化表征的核心在于多样性评价指标，当前常见的指标有：Clonality、Pielou’s、Shannon、Simpson、Singleton等，每一个指标都有其优势和局限性。因此常规的思路是所有指标均开展分析，以获得该数据的全面表现。
健康人群和某疾病人群在多种参数下的表现展示 之后在大量人群测试中，进一步筛选检测指标，确定一个指标的组合。该组合即可用于疾病相关评价。
3.2目标：刻画群体和个体免疫力数字肖像和时空图谱 T/B细胞通过其表面的受体TCR/BCR来识别抗原，强大的免疫不仅需要细胞数量的维持，还需要足够的受体库多样性以保证对新抗原的应答。T细胞作为免疫系统的重要组成，与免疫系统衰老和机体健康密切相关，对T细胞测序可以反映免疫系统健康状况。随着年龄的增长，胸腺输出初始T细胞减少与外周T细胞稳态增殖增加，导致TCR受体库多样性降低。以该原理作为基础，可绘制整体免疫力与年龄相关曲线，如下图所述，该方法最终成为Immun-Cheq®检测产品。
如何刻画群体和个体免疫力数字肖像和时空图谱？我们可以通过对不同时间点样本或不同部位样本进行测序，通过多样性特征或克隆追踪解析免疫受体库的时空变化。研究发现肿瘤和外周血PBMC中BCR结果存在关联，受体库的空间变化，比如探索组织和外周血的克隆追踪演变，可参考文章《艾沐蒽联合发表！TCR测序揭示肝细胞癌分期的免疫特征》。
肿瘤和外周血PBMC中TCR结果对比图 四、从免疫组库视角揭示人体免疫力多样性的动态变化规律。 解读：本要点为TCR/BCR免疫组最终的医学落脚点，该检测的原理来源于肿瘤MRD检测。大量的研究发现，在T细胞B细胞相关血液肿瘤中，由于每个T细胞或B细胞只有一种TCR或者BCR，因此通过TCR和BCR分析就可以找寻肿瘤细胞，对其进行动态监测就可以很好的评价肿瘤治疗效果，以及开展肿瘤复发的预测。艾沐蒽推出的Seq-MRD®血液癌症MRD检测是最早批实现商业化的产品，自2016年研发专利技术至今，艾沐蒽Seq-MRD®已经获得3项国家发明专利。艾沐蒽近年来对数千名患者开展持续追踪，最多监测点可达20个，多次检测可以发现许多新规律，不断助力相关科研，Seq-MRD®已发表了Nature Communications等多篇顶级文章。
急性B细胞白血病案例展示（康复vs复发） 在人体免疫力评估中，通过免疫组测序分析多样性特征，可以了解免疫力的动态变化，探寻规律。该方法还可以用于采用免疫疗法如CAR-T、PD-1、PD-L1等治疗的肿瘤患者，通过多样性和克隆性指数的变化，评估免疫力水平及治疗是否激发了免疫细胞发挥抗肿瘤效应，进而预测和评估治疗效果。 Immun-Traq®是艾沐蒽自主研发的专利技术，用来动态监测追踪患者治疗前和后的TCR多样性和克隆性情况，进而对免疫系统状况进行评估，分析患者对于癌症免疫疗法的治疗反应，提早预测包括细胞免疫疗法在内的抗癌免疫疗效。获批了发明专利：一种用于评估肿瘤免疫治疗效果的分子检测方法及引物组合物及试剂盒（专利号：201611202309.4）和欧盟CE认证。
Immun-Traq®肿瘤治疗效果预测、评估方案图 同时，艾沐蒽基于多年来发表的学术论文和获批的发明专利，艾沐蒽结合自身产品，包括Seq-MRD®，Immun-Traq®和ImmuHub®的技术优势，整合了一套专为CAR-T的研发的伴随解决方案。对于CAR-T治疗后的CAR-T持久性评估，治疗后效果评估，以及免疫重建水平的监控。
艾沐蒽生物在T细胞和B细胞的研究中深耕多年，已检测数万例样本。当前开发的ImmuHub®平台在BCR/TCR应用中发现检测灵敏度和特异性均优于常规方法。在疾病相关检测研究中，艾沐蒽基于人工智能数据降维和特征筛选策略T-classifier®，当前入组样本已超千例，在数据分析中的经验得到极大丰富。相信在接下来的国家重大研究计划中，艾沐蒽可以帮助到更多的老师开展科研工作，助力免疫组研究，助力疾病早筛。
杭州艾沐蒽生物科技有限公司成立于2016年，是国际前沿的专注于免疫驱动医学技术的国家高新技术企业。创始人团队来自美国芝加哥大学，在2010年开始使用免疫组基因高通量测序技术开展各种疾病相关研究，于2016年通过自主研发，全国首家推出NGS-MRD血液肿瘤微小残留病（MRD）检测Seq-MRD®，并授权泛生子（纳斯达克代码：GTH）使用。同时，公司拥有Immun-Traq®肿瘤治疗伴随诊断、Immun-Cheq® |T细胞免疫测评以及ImmuHub®免疫组测序科研服务产品，并布局有基于AI机器学习算法的T-classifier®肿瘤早筛、单细胞测序、TCR-T和抗体发现等平台管线。目前为止发表了数十篇论文，其中包括：Nature(IF:65), Signal Transduction and Targeted Therapy(IF:40), Cellular and Molecular Immunology(IF:24), Nature Communications (IF:17)等多篇高分杂志。公司构建几十项发明专利和软件著作权为核心的自主知识产权体系，为医院临床、生命科学研究、新药开发等提供解决方案和产品。艾沐蒽专注于通过解码适应性免疫系统来改变疾病的诊断和治疗，并致力于推进免疫驱动医学领域发展。