2025诺奖得主的早年“伏笔”：TCR 测序如何揭开自身免疫病的 “克隆密码”？

当 2025 年诺贝尔生理学或医学奖授予 "外周免疫耐受" 研究的科学家时，很多人聚焦于调节性 T 细胞的 "免疫刹车" 作用。但鲜为人知的是，得主之一坂口志文团队早年关于 T 细胞受体（TCR）的研究 —— 尤其是TCR 测序技术的应用，为这一重大发现筑牢了根基。今天我们就通过团队于 2014 年发表在《Science》的文献，阐述TCR 测序如何帮科学家破解自身免疫病的 “克隆谜题”。

 

 

 

 

 

TCR的关键作用

作为 T 细胞表面的 “身份识别系统”，TCR 通过胚系基因 V (D) J 重排、核苷酸插入缺失，造就了 10¹⁵~10¹⁸ 种多样性，既能应对病原体，也可能错认自身蛋白引发疾病。但长期以来，科学家面临两大难题：一是致病T 细胞因识别普遍自身抗原，多在胸腺被清除，难以捕获；二是即便找到，也无法明确其TCR 克隆的真实构成 —— 而TCR 测序技术，恰恰为后者提供了破解工具。

 

 

捕获致病性TCR

团队先通过改造 TCR 信号通路，让致病 T 细胞逃避胸腺清除，再借助TCR 高通量测序，揭开了致病 T 细胞的 “群体真相”：

他们对 SKG 关节炎小鼠关节浸润的 CD4⁺T 细胞做 Vβ 家族测序（用 MiTCR 软件分析），发现致病 T 细胞是高度多克隆的 ——Vβ6⁺CD4⁺T 细胞的 CDR3 序列几乎无共通性（Fig 1），打破了 “致病 T 细胞为单克隆群体” 的推测；

 

 

 

进一步对单个关节浸润 T 细胞做 TCR 克隆测序，成功分离出致病 TCR 克隆 “7-39”，并通过测序验证：在不同患病小鼠关节中，均存在携带 7-39 样 Vβ CDR3 序列的 T 细胞，证实该克隆是关节炎的 “关键元凶”（Fig 2）。

 

Fig 2

 

 

更关键的是，测序助力锁定了攻击目标：团队通过 “TCR 克隆 - 抗原匹配”，结合质谱鉴定，发现7-39 TCR 特异性识别普遍表达的核糖体蛋白 RPL23a。这一突破，正是基于TCR 测序对 “单一致病克隆” 的精准追踪 —— 若没有测序，根本无法从海量 T 细胞中定位到这一低丰度的致病克隆。

 

Fig 3

 

理论的最后一步是回归人类疾病。团队在RA 患者中进行了验证：

团队对类风湿关节炎（RA）患者关节液 CD4⁺T 细胞做TCR 测序，发现对 RPL23A 反应的 T 细胞，其TCR 序列存在特征性富集，且与小鼠模型中 7-39 TCR 的识别模式高度相似，直接证实 “RPL23A-TCR” 轴在人类疾病中的致病性；

血清抗体检测显示 16.8% RA 患者抗 RPL23A 阳性（健康人仅 1.3%），而 TCR 测序进一步发现：抗体阳性患者体内，特异性识别 RPL23A 的 TCR 克隆丰度显著高于抗体阴性者，为 “T 细胞介导抗体产生” 提供了直接证据（Fig 4）。

 

Fig 4 （GST：谷胱甘肽酶）

 

 

TCR 测序如何推动免疫耐受研究

在文献方法学中，团队优化的TCR 测序 + 克隆验证技术，是破解免疫耐受机制的核心工具：

揭示TCR 库偏移：对比正常BALB/c 小鼠与 SKG 关节炎小鼠的 TCR 库，发现后者存在独特 CDR3 序列扩增（如 7-39 样序列），证实自身免疫病中 “耐受失效导致致病 TCR 克隆累积”；明确发病链条：通过测序确认RPL23A-MHC-TCR 的特异性结合 —— 当RPL23A 异常提呈时，其特异性 TCR 被激活，攻击关节滑膜。这一链条的阐明，让调节性T 细胞的 “刹车作用” 有了明确靶点：诺奖成果中调节性 T 细胞的核心功能，正是抑制这类经测序鉴定的致病性TCR 克隆。

Fig 5

 

 

 

启示与展望

 

如今，TCR 测序已从基础研究走向临床，在自身免疫病的精准防控中展现出明确价值，每一项应用都与致病 TCR 克隆的测序解析息息相关，如：

诊断标志物：检测患者体内7-39 样 TCR 克隆丰度，可早于关节损伤信号诊断RA；

疗法开发：基于测序鉴定的 TCR 序列，设计TCR-T 疗法清除致病克隆；

耐受诱导：用 RPL23A 多肽刺激产生耐受T 细胞，精准阻断致病TCR 激活。

诺奖委员会评价 “外周免疫耐受的发现离不开T 细胞识别机制的理解”，而 TCR 测序正是这一理解的“显微镜”—— 它让隐形的致病TCR 克隆显形，让免疫耐受的研究从 “宏观现象” 走向 “微观精准”，也为自身免疫病治疗打开了 “靶向时代” 的大门。

参考文献：Ito Y, Hashimoto M, Hirota K, et al. Detection of T cell responses to a ubiquitous cellular protein in autoimmune disease. Science. 2014 Oct 17;346(6207): 363-8.

 

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