单细胞蛋白测序技术的进步为解析免疫细胞异质性提供了有力工具,AbSeq(寡核苷酸偶联抗体)技术凭借同时检测单细胞基因表达与蛋白标志物的能力,成为连接转录组与蛋白质组的关键桥梁。在自身免疫性疾病治疗研究中,低剂量白细胞介素 - 2(IL-2)通过选择性激活调节性 T 细胞(Treg)发挥作用,AbSeq 技术为揭示其分子机制提供了多维度视角。本文以 1 型糖尿病(T1D)的低剂量 IL-2 治疗研究为例,阐述 AbSeq 技术在免疫细胞亚群鉴定、功能分析及治疗响应评估中的应用价值。
一、AbSeq 技术原理与单细胞多组学分析平台
AbSeq 技术基于寡核苷酸标记抗体与高通量测序的联合应用,实现单细胞蛋白质表达的精准量化。其核心原理是将特异性抗体与独特序列的寡核苷酸标签共价偶联,通过抗体与细胞表面蛋白的特异性结合,将蛋白质表达信息转化为可测序的核酸信号;结合单细胞转录组测序技术,可同时获取单个细胞的 mRNA 表达谱与蛋白质标志物信息,构建 “基因 - 蛋白” 关联的多维图谱。
BD Rhapsody™单细胞多组学分析平台整合了 AbSeq 技术与靶向转录组测序能力,通过微流控芯片实现单细胞捕获,利用 barcode 技术区分不同细胞来源,经高通量测序同时产出转录组数据与蛋白标志物数据。这种整合分析克服了传统流式细胞术检测参数有限的缺陷,能通过转录组与蛋白组的关联分析,揭示基因表达与蛋白质水平的调控关系,为解析细胞功能状态提供全面依据。
与传统蛋白质检测技术相比,AbSeq 技术优势显著:一是高通量,可同时检测数百种蛋白质标志物,远超流式细胞术的检测通道限制;二是高特异性,通过抗体 - 抗原结合与寡核苷酸序列双重验证,降低非特异性信号干扰;三是可追溯性,测序数据的数字化特征便于长期存储与二次分析,且能与其他组学数据整合。这些特性使其适合复杂免疫细胞群体的深度解析,尤其在疾病治疗中细胞亚群动态变化研究中价值独特。
二、AbSeq 技术在低剂量 IL-2 治疗 T1D 研究中的应用
(一)研究背景与实验设计
1 型糖尿病作为自身免疫性疾病,发病机制与 Treg 细胞功能缺陷导致的免疫耐受失衡密切相关。低剂量 IL-2 可选择性激活高表达三聚体 IL-2 受体的 Treg 细胞,恢复免疫平衡,在临床前研究中显示出潜在价值。为深入解析其作用机制,牛津大学研究团队采用间隔低剂量 IL-2(iLD-IL-2)给药方案,对 13 例长期 T1D 患者进行治疗,利用 BD Rhapsody™平台结合 AbSeq 技术,对治疗前(Day 0)、治疗末期(Day 27)及治疗后 4 周(Day 55)三个时间点的外周血免疫细胞进行单细胞多组学分析,共获得 482,531 个未刺激细胞和 323,839 个刺激细胞的测序数据,为解析治疗过程中免疫细胞动态变化提供了海量数据基础。

(二)免疫细胞亚群的精准鉴定与动态追踪
通过 AbSeq 技术对细胞表面标志物(如 CD4、CD25、CD127、CD56 等)的检测,结合转录组数据的聚类分析,研究团队成功鉴定出 15 个不同的免疫细胞亚群,包括 CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞、NK 细胞等主要群体及其亚型,为后续分析奠定基础。
动态变化分析中,AbSeq 技术的蛋白检测结果显示:iLD-IL-2 给药显著增加了 CD4+CD127lowCD25hi Treg 细胞的比例,这一变化在治疗末期(Day 27)最显著,并可持续至治疗后 4 周(Day 55);同时,CD56bright NK 细胞亚群也呈现相似动态变化,而传统 CD4+ T 细胞、CD8+ T 细胞及 CD56dim NK 细胞比例无明显改变。该发现通过转录组数据中 Treg 特征基因(如 FOXP3、IKZF2)的表达变化得到验证,证实了 iLD-IL-2 对特定免疫细胞亚群的选择性激活作用。
AbSeq 技术的多参数分析能力揭示了 Treg 细胞亚群的内部异质性:治疗后增加的 Treg 细胞主要为 FOXP3+HELIOS + 未成熟亚群,比例较基线提升约 2 倍,而效应性 Treg 亚群(HLA-II+)比例无显著变化。拟时序分析显示,这些未成熟 Treg 细胞源于胸腺来源的前体群体,且 iLD-IL-2 主要促进其存活而非分化,这一发现为理解 Treg 细胞池的动态更新机制提供了新视角,该深度解析依赖于蛋白标志物与转录组数据的联合分析,是传统技术难以实现的。
(三)促炎细胞亚群的抑制与抗炎基因表达特征
AbSeq 技术揭示了 iLD-IL-2 对促炎细胞亚群的调控作用。通过对 IL-21+ T 细胞的追踪(结合 IL-21 蛋白检测与转录组中 IL21 基因表达),研究发现:治疗后产生 IL-21 的滤泡辅助性 T 细胞(TFH)亚群比例显著降低,尤其是 CXCR5 + 记忆性 T 细胞和 CD25+ IL-21+ TFH 早期亚群减少最明显。IL-21 作为促炎细胞因子,在 T1D 发病中参与胰岛 β 细胞损伤过程,其产生细胞的减少为 iLD-IL-2 的治疗效果提供了直接证据。
基因表达层面,AbSeq 技术结合转录组数据的关联分析显示:治疗后多个抗炎相关基因(如 CISH,细胞因子信号抑制因子)表达上调,而促炎基因(如 AREG,分泌型 TNF 诱导蛋白)表达下调,且这些变化主要富集在 CD4+CD127lowCD25hi Treg 和 CD56bright NK 细胞中。重要的是,这种抗炎基因表达特征在治疗后 4 周仍持续存在,提示 iLD-IL-2 可能诱导了持久的免疫表型重塑。

三、AbSeq 技术的应用价值与未来展望
在低剂量 IL-2 治疗 T1D 的研究中,AbSeq 技术展现出三大核心价值:一是实现免疫细胞亚群的高精度分型,克服传统方法对细胞异质性解析不足的缺陷;二是通过 “蛋白 - 基因” 联合分析,明确细胞表型变化与功能状态的关联,为解析治疗机制提供多维度证据;三是捕捉治疗过程中动态细微的细胞变化,为评估治疗响应与优化给药方案提供精准指标。
未来,AbSeq 技术在免疫治疗研究中的应用将更广泛:基础研究层面,可解析疾病发生发展中免疫细胞的分化轨迹与功能异质性;临床转化层面,有望成为评估治疗效果的生物标志物发现工具,助力个性化治疗方案制定;技术整合层面,与空间转录组、表观基因组等技术结合,将进一步拓展对免疫微环境的整体认知。
该技术也面临挑战:检测成本较高,限制大规模临床样本应用;抗体 panel 设计依赖已知标志物,可能遗漏未知亚群;数据分析复杂性要求跨学科专业知识支持。随着技术迭代与成本降低,AbSeq 技术有望在免疫相关疾病的研究与临床实践中发挥更大作用,为精准免疫治疗提供有力技术支撑。
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